談初中物理電學中的圖像題

摘要：圖像題是初中物理電學中的一大題型，靈活多變，教師應指導學生進行歸類，掌握方法，學會分析，提高學生識圖、解題能力.

關鍵詞：初中；電學；圖像題

作者簡介：巫忠來（1970-），男，本科，中學高級教師物理圖像能形象地表達物理規律，直觀地描述物理過程，鮮明地表述各物理量之間的依存關系，是分析和解決物理問題的有效手段.由此衍生的圖像類試題以圖像為信息載體，主要考查考生識別圖像、從圖像中提取有效信息的能力、分析能力.而且圖像類試題所涉及的內容很廣，遍布初中物理各個章節，特別是在初中電學中顯得特別多.很多學生沒有掌握方法，不會利用圖像分析處理問題，一見到圖像題便產生畏懼心理，致使在解這類試題中失分較多.下面就初中物理電學中常見的題型，來談談這類考題的解答思路和方法.

1看圖像，讀數據

例1（2012襄陽）如圖所示是電阻甲和乙的U﹣I圖像.若將甲、乙串聯在某一電路中，當電流為01A時，電源電壓為V；若將甲、乙并聯在電源電壓為15V電路中，電路消耗的總功率為W.

分析：當電阻甲、乙串聯，電流為01A時，可以從圖像上直接讀出甲和乙對應的電壓值，從而計算出電源電壓；當電阻甲、乙并聯，電壓為15V時，也可以從圖像上直接讀出甲和乙對應的電流值，從而計算出電路中的總電流，再根據P=UI即可求出電路消耗的總功率.

解：①∵電阻甲、乙串聯在電路中，∴通過它們的電流都為0.1A，

從U-I圖像可知，當I=0.1A時，電阻甲和乙兩端的電壓分別為：U甲=0.5V，U乙=1.5V，

∴電源電壓為：U=U甲+U乙=0.5V+1.5V=2V.

②∵電阻甲、乙并聯在電路中，∴它們兩端的電壓等于電源電壓為1.5V，

從U-I圖像可知，當U=1.5V時，通過電阻甲、乙的電流分別為：I甲=0.3A，I乙=0.1A，

∴電路中的總電流：I=I甲+I乙=0.3A+0.1A=0.4A，

則電路消耗的總功率為：P=UI=1.5V×0.4A=0.6W.

例2（2013棗莊）標有“6V3W”的小燈泡，通過它的電流與電壓的關系如圖所示.若把它與一只阻值為8Ω的電阻并聯接在電壓為4V的電路中，則整個電路消耗的功率為（）

A.3WB.3.3W

C.3.6W D.5W

提示：當小燈泡兩端電壓為4V時，讀圖可知，通過燈泡的電流為I1=0.4A，由歐姆定律算出通過電阻的電流可I2=0.5A，所以電路總電流I=I1+I2=0.9A，則整個電路消耗的功率為P=UI=4V×0.9A=3.6W.故選C

例3（2013鄂州）如圖a所示的電路，電源電壓保持不變.閉合開關S，調節滑動變阻器，兩電壓表的示數隨電路中電流變化的圖像如圖b所示，根據圖像的信息可知：（選填“甲”或“乙”）是電壓表示數變化的圖像，電源電壓為 V，電阻R1的阻值為Ω.

提示：（1）由a電路圖可知，當滑動變阻器的滑片P，向右移動時，連入電阻變大，電路中電流變小，R1兩端的電壓同時變小，電源電壓保持不變，R2兩端的電壓就要變大.由此可知，對于R1：通過的電流隨兩端電壓的增大而增大；對于R2：通過的電流隨兩端電壓的增大而減少；據此判斷，甲是R1的U-I圖像，乙是R2的U-I圖像；

（2）根據串聯電路的電流、電壓特點求出電源的電壓.當甲、乙中電流都為某一數值時，在圖像上分別讀出甲、乙對應的電壓值，即可求出電源的電壓.如當I=0.2A時，U1=4V，U2=2V，所以U=6V.再根據歐姆定律求出電阻R1的阻值.

小結：此類題目的特點是，無需計算就可以從圖像上直接讀出有效數據.讀數據時，要看得準、讀得對.

2看圖像，找數據

例4（2014齊齊哈爾）用如圖甲所示電路進行實驗探究，小燈泡L標有“6V 3W”字樣，小燈泡的I﹣U關系如圖乙所示，R為10Ω的定值電阻，當小燈泡電功率為0.3W時，定值電阻R消耗的功率是W，電流表的示數為A.

分析：本題中燈泡與定值電阻并聯，由圖像及P=UI找出符合消耗電功率為0.3W時，燈泡兩端的電壓和通過的電流，再根據并聯電路的特點和歐姆定律求出通過定值電阻的電流，從而求出電阻R消耗的電功率和干路中電流.

解：由圖像可知，當燈泡兩端的電壓UL=1V，通過的電流IL=0.3A時，燈泡消耗的電功率為0.3W.

因為并聯電路中各支路兩端的電壓相等

所以，通過定值電阻R的電流：IR=UR/ R=1V/ 10Ω=0.1A

定值電阻R消耗的電功率：PR=URIR=1V×0.1A=0.1W

因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和

所以，干路電流表的示數：I=IL+IR=0.3A+0.1A=0.4A

例5（2015哈爾濱）圖甲是通過燈泡L的電流跟其兩端電壓關系的圖像，現將L與阻值為10Ω的電阻R連入圖乙所示電路，閉合開關S，L的實際功率為1.8W.則電源電壓是V，此時通過R的電流是A.提示：結合圖像、運用公式P=UI可以算出，當電壓為6V，電流為0.3A時，燈L的實際功率為1.8W.由電阻R與燈L并聯得出，電源電壓是6V時，再根據I=U/ R求出通過R的電流是0.6A.

小結：此類題目的特點是，有效數據不能從圖像上直接讀出，我們要結合圖像、公式，通過簡單的計算，找到（算出）對應的數據.找數據時，也要掌握技巧，一般都是對幾個特殊的點（圖像所經過的格點）進行分析，從而找出數據.

3判斷圖像形狀

例6（2014泰安）實驗中繪出了小燈泡的電流與電壓關系的U﹣I圖像如圖，則下列圖中有關此小燈泡功率P與U2或P與I2的圖像可能正確的是

分析：根據公式P=I2R分析P與I2的圖像，根據公式P=U2/ R分析P與U2的圖像.

解：在P﹣U2圖像中，圖像上某點與原點連線的斜率為電阻倒數，而從小燈泡的電流與電壓關系的U﹣I圖像看出，小燈泡電阻R隨溫度的升高而增大，故斜率隨溫度的升高而減小，所以A、B均錯誤；

同理由P=I2R可知，在P﹣I2圖像中圖像上某點與原點連線的斜率為電阻R，故其隨溫度的升高而增大，所以C錯誤，D正確.答案選D.

拓展：若題目中設定燈絲的電阻不變，則P與I2成正比，P與U2成正比，P 與它們的關系的圖像應為直線.A、C選項正確.

當然，在物理試題中，除了上面列舉的題型外，還有其它的題型.但不管是哪兩個物理量之間的關系圖像，不管是要我們分析什么，只要把握住坐標軸上的兩個物理量，結合圖像形狀，應用相關的物理知識，掌握解題方法，就能夠從容解決圖像問題了.·教學設計·