伏安特性曲線的妙用

伏安特性曲線直觀形象地反映了電流隨電壓的變化規律，運用該圖象分析討論某些物理問題不僅簡單易行，而且可以深刻的理解物理概念和物理規律。

1 電源和負載的伏安特性曲線

在電動勢E和內電阻r一定的電源兩端，接一阻值為R的純電阻用電器，組成一閉合電路，如圖1所示，若用U表示閉合電路的路端電壓，I 表示通過電源的電流強度，則有以下規律：

U=IR，U=E－Ir

在U-I坐標系上分別畫出以上函數的圖象，即直線OP和AB，如圖2所示。這個圖象中AB叫做電源的伏安特性曲線(U-I圖像或I-U圖像)，OP叫做負載的伏安特性曲線(U-I圖像或I-U圖像)，當負載是純電阻元件時，其伏安特性曲線為一傾斜的直線；當負載是非純電阻元件時，其伏安特性曲線是一條曲線。

2 伏安特性曲線的典型應用

在同一坐標系中作出電源、電阻或二極管等非純電阻元件的伏安特性曲線，根據伏安特性曲線，巧妙確定元件在電路中的工作點，由交點的坐標可求得元件實際工作狀態下的電流、電壓、功率等相關物理量。

2.1 外電路均為純電阻元件

例1 電池A和B的電動勢分別為EA和EB，內阻分別為rA和rB，若這兩電池分別向同一電阻R0供電時，這個電阻消耗的電功率相同；若電池A、B分別向另一個阻值比R0大的電阻R供電時的電功率分別為PA、PB。已知EA>EB，則PA與PB 的大小關系如何？

解析 本題若定量計算來比較，較為繁瑣，但若通過其伏安特性曲線來定性比較則極為簡便。由題意知兩電池分別向同一電阻R0供電時，這個電阻消耗的電功率相同，則rA>rB?！?br>