電學圖像的相關問題處理之談

龍易程 湖南省長沙市第一中學

電學圖像的相關問題處理之談

龍易程 湖南省長沙市第一中學

基于高中物理學習過程中常見的電學圖像問題，本文就此在解題過程中所常用的一些方法技巧進行了論述，希望本文能夠為正在進行高中物理學習的學生提供參考。

高中物理 電學 圖像 解答技巧

在高中物理問題解答過程中，圖像是重要的解題技巧，高中學生在針對物理科目學習過程中必須要認識并掌握這種解答技巧。

1 利用U-I圖像來解答對應電子元件在某工作狀態下的數據

例1：存在一個電動勢3V的電源（電源內阻忽略不計），將該電源和三個相同的小電珠、、連接成如圖1所示的電路結構，同時已知小電珠的伏安特性曲線圖為圖2，那么在電路閉合狀態下，以下說法正確的是（）

圖1

圖2

分析：對圖2所示的伏安特性曲線圖進行分析，在這道問題當中，所使用的小電珠并不是線性元件。所以該問題是不能直接采用歐姆定律來進行回答的，但是題目中說明電源內阻忽略不計，所以電源兩端的電壓就是電源的電動勢，由此可以得出兩端的電壓為3V，由圖2可以獲取到此刻的對應電流大小為0．25A，所以可以列出公式：

綜上，這道問題的正確選項為A、C、D

圖3

在這道問題中，電珠的電阻并不是保持不變的，所以解題時，只能根據串聯電路的基本特征，從圖像當中獲取信息。當與呈現串聯狀態時，兩電珠的電流大小相同，并且兩電珠兩端電壓之間的總和一定是220V。因此在解答第二個問題的過程中，大家必須要找到橫坐標相同的兩點，并且讓縱坐標相加之和是220V，通過圖3可知，在電流大小為0．25A時，兩端電壓大小為160V，兩端電壓大小為60V，此時的實際功率可以表示為：

2 綜合使用部分電路U-I圖像和閉合電路的U-I圖像來處理問題

例3：小明在進行“測定電源電動勢和內阻”的實驗當中，得知該電源U-I圖像如圖4所示，其中圖像當中的線2代表該電源在某電阻環境下的U-I圖像關系，兩線的交點為P點，則以下說法正確的是（）。

C、把此電阻和電源直接連接形成回路，此時的電源輸出功率為最大輸出值0．32W；

D、把此電阻和電源直接連接形成回路，則此時電源的工作效率為50%。

分析：對圖4開展分析，可知線1所橫軸上的截距為1．6V，因此電源電動勢便是此值，因此電源內阻大小為：

圖4

通過線2可以求出定值電阻的阻值大小：

在外電路電阻和電源內阻相同時，電源具有最大輸出功率，此時外電壓力的值為總電動勢的二分之一，即：

并且電源的工作效率可得出為：

綜上，這道問題的正確選項為C、D。

3 利用v-t圖像來解答電學問題

例4：真空狀態下兩個足夠大且相互平行的金屬板A、B。設它們之間的距離為d，兩金屬板之間的電壓根據圖5的變化規律進行周期性變化，其周期為T，在t=0時，一個攜帶正電的粒子只在電場力的作用下，從A板靜止朝B板進行移動。并且在t=nT（n是自然數）時到達B板，該帶電粒子如果在t=時刻從A進行運動，經歷相同的時間，它將距離A板多遠？

圖5

分析：帶電粒子在電場中受到的電場力是始終不變的，因為電場力的方向會產生周期性變化，由此使得帶電粒子在電廠當中的受力方向產生變化，因此帶電粒子在電廠運動的過程中展現出一定的規律，所以在解答這一問題時，大家只需對帶電粒子的運動周期情況開展分析就可以了解運動nT的狀況，因此設q是帶電粒子的電量。在帶電粒子t=0時進入到電場當中，它的運動圖像為圖6，則其在一個周期當中所產生的位移大小，用公式可以表達為：

[1]薛朝偉.高中物理電學學習心得[J].科技風,2017,(03):246