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重难突破(五)有关图象的识别与计算物理是以实验为基础的学科，而图象是在处理实验数据时的常用方法，因此河北中考中对于图象的考题十分常见。如2018年河北中考34题、2017年河北中考38题、2016年河北中考38题。►类型一定值电阻的图象问题1．两定值电阻甲、乙的电流与电压的关系如图ZT－5－1所示，现将甲和乙并联后接在电压为3V的电源两端，则电路消耗的功率为________W；若将甲和乙串联后接在电压为3V的电源两端，甲、乙两电阻消耗的电功率之比为________。图ZT－5－12．某物理兴趣小组用如图ZT－5－2甲所示的电路来测量一个软性材质的电阻R的阻值，电源电压恒定，闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，把每次实验中得到的电压表和电流表示数在U－I图象中描点，然后连接这些点得到如图乙所示的U－I图象，则由图可知下列说法错误的是()图ZT－5－2A．电阻R的阻值为10ΩB．当电压表示数为3V时，R消耗的电功率为0.9WC．若将R均匀拉长后，再重新进行实验，则描出的图线应在U－I图象中的I区D．滑片P左移，电路总功率变小3．如图ZT－5－3甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关后，滑片P由b端滑到a端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，求：(1)电源电压U和定值电阻R的阻值。(2)滑动变阻器的最大阻值。(3)当滑片P在b端时，滑动变阻器消耗的功率。图ZT－5－3►类型二小灯泡的图象问题4．如图ZT－5－4所示为一只“6V1.5W”小灯泡的电流随电压变化的关系图象。若把这样的两只灯泡串联起来接在8V的电源两端，则此时每只灯泡的电阻及实际功率为()图ZT－5－4A．24Ω1.5WB．20Ω0.8WC．24Ω0.8WD．20Ω0.67W5．如图ZT－5－5(a)所示的电路中，电源电压不变，两灯的额定电压均为6V，两灯的I－U图象如图(b)所示。闭合开关S，调节滑动变阻器直至其中一只灯正常发光，另一只灯不损坏，此时()图ZT－5－5A．L1正常发光B．电压表示数为12VC．两灯的总功率为2.4WD．电路中的电流为0.6A6．图ZT－5－6甲是小灯泡L1和L2的电流随电压变化的图象。将它们按如图乙所示接入电路中，闭合开关S，小灯泡L1的实际功率为1W。下面的说法中正确的是()图ZT－5－6A．L1中的电流为0.3AB．电流表的示数为0.5AC．电源电压为4VD．灯泡L2的功率为0.6W7．[2019·眉山]如图ZT－5－7甲所示，灯泡L标有“20V8W”的字样，把它与滑动变阻器R′串联接入电路，电源电压恒为25V，灯泡L的I－U图象如图乙所示。(1)当灯泡L正常发光时，求整个电路1min内消耗的电能。(2)移动滑动变阻器的滑片P，使灯泡L消耗的实际功率为3W，求滑动变阻器连入电路的电阻和它消耗的电功率。图ZT－5－7►类型三滑动变阻器的图象问题8．如图ZT－5－8甲所示的电路中，电源电压为16V恒定不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S后，在滑片P移动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，根据图象信息可知，滑动变阻器滑片处于阻值最小处时，电路中的电流为________A；滑动变阻器滑片处于阻值最大处时，电路中的电流为________A，滑动变阻器两端的电压是________V。定值电阻R0的阻值是________Ω，滑动变阻器的最大阻值是________Ω，电路的最大电功率是________W。图ZT－5－89．如图ZT－5－9甲所示电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器。在滑动变阻器滑片从a端滑到b端的过程中，滑动变阻器消耗的电功率随电流的变化关系如图乙所示。求：图ZT－5－9(1)滑动变阻器的最大阻值。(2)电源电压。(3)R0消耗的最大功率。►类型四传感器类图象问题10．[2019·深圳]“道路千万条，安全第一条；行车不规范，亲人两行泪。”酒后不开车是每个司机必须遵守的交通法规。如图ZT－5－10甲所示是酒精测试仪工作电路原理图，电源电压U＝6V，R1为气敏电阻，它的阻值随气体中酒精含量的变化而变化，如图乙所示。气体中酒精含量大于0且小于0.8mg/mL为酒驾，达到或者超过0.8mg/mL为醉驾。使用前通过调零旋钮(即滑动变阻器R2的滑片)对测试仪进行调零，此时电压表示数为U1＝5V，调零后R2的滑片位置保持不变。(1)当电压表示数为U1＝5V时，求R1消耗的电功率。(2)当电压表示数为U1＝5V时，求R2接入电路中的阻值。(3)某次检测中，电流表示数I1′＝0.2A，请通过计算，判断此驾驶员属于酒驾还是醉驾。图ZT－5－10详解详析1．1.351∶22．D[解析]由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。由图乙可知，R两端的电压UR＝3V时，通过的电流I＝0.3A，由欧姆定律可得，电阻R的阻值：R＝URI＝3V0.3A＝10Ω，故A正确；当电压表示数为3V时，电阻R消耗的电功率：PR＝URI＝3V×0.3A＝0.9W，故B正确；将电阻R均匀拉长后，导体的长度变长、横截面积变小，其阻值变大，由U＝IR可知，电流相同时，此时R两端的电压大于原来R两端的电压，则描出的图线应该在U－I图象中的I区，故C正确；当滑片P向左移动时，变阻器接入电路中的电阻变小，根据电阻的串联规律，电路中的总电阻变小，由P＝U2R可知，电路的总功率变大，故D错误。3．(1)当变阻器的滑片接在a端时，电路中只有定值电阻，此时电流最大，电压表的示数等于电源电压，即电源电压：U＝9V；定值电阻R的阻值：R＝UIa＝9V1.5A＝6Ω。(2)当变阻器的滑片接在b端时，滑动变阻器与定值电阻串联，电路中总电阻最大，电流最小；电路的总电阻：R总＝UIb＝9V0.5A＝18Ω；则滑动变阻器的最大阻值：R大＝R总－R＝18Ω－6Ω＝12Ω。(3)当变阻器的滑片P在b端时，滑动变阻器消耗的功率：P＝Ib2R大＝(0.5A)2×12Ω＝3W。4．B[解析]把两只相同的灯泡串联接在8V的电源上，两灯泡的电阻相等，因串联电路中各处的电流相等，所以，由U＝IR可知，两灯泡两端的电压相等，即UL＝U2＝8V2＝4V，由图象可知，电路中的电流I＝0.2A，此时每只灯泡的电阻：RL＝ULI＝4V0.2A＝20Ω，故A、C错误；每只灯泡的实际功率：PL＝ULI＝4V×0.2A＝0.8W，故B正确、D错误。5．C[解析]由电路图可知，灯泡L1、L2与变阻器R串联，电压表测两灯泡两端的电压之和。由题意可知，两灯的额定电压均为6V，从图象可知，两灯泡的额定电流分别为I1＝0.6A、I2＝0.3A，因串联电路中各处的电流相等，且其中一只灯正常发光，另一只灯不损坏，所以，电路中的电流I＝I2＝0.3A，灯泡L2能正常发光，故A、D错误；由图象可知，此时L1两端的电压U1＝2V，L2两端的电压U2＝U2额＝6V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电压表示数：UV＝U1＋U2＝2V＋6V＝8V，故B错误；两灯的总功率：P＝UVI＝8V×0.3A＝2.4W，故C正确。6．D[解析]由图象可知，当L1两端的电压U1＝2V，通过的电流I1＝0.5A时，L1的实际功率为1W，故A错误；由图乙知，两灯并联，电流表测干路电流，因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以电源的电压：U＝U2＝U1＝2V，故C错误；由图象可知，通过L2的电流I2＝0.3A，所以L2的实际功率：P2＝U2I2＝2V×0.3A＝0.6W，故D正确；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以电流表的示数：I＝I1＋I2＝0.5A＋0.3A＝0.8A，故B错误。7．(1)由图象知，当灯泡正常发光时，U额＝20V，I额＝0.4A，由于串联电路中电流处处相等，所以电路中的电流为I＝I额＝0.4A，此时整个电路1min内消耗的电能：W＝UIt＝25V×0.4A×60s＝600J。(2)由图象知，当灯泡的实际功率P实＝3W时，U实＝10V，I实＝0.3A，滑动变阻器两端的电压：U′＝U－U实＝25V－10V＝15V，通过滑动变阻器的电流为I′＝I实＝0.3A，由I＝UR可得，滑动变阻器连入电路的电阻：R′＝U′I′＝15V0.3A＝50Ω。滑动变阻器消耗的电功率：P′＝U′I′＝15V×0.3A＝4.5W。8．1.60.214107025.69．(1)由图甲知，R1与R0串联，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由图乙可知，电路中的最小电流I最小＝0.2A，滑动变阻器的电功率P1＝2.0W，由P＝I2R可得，滑动变阻器的最大阻值：R最大＝P1I最小2＝2.0W（0.2A）2＝50Ω。(2)因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由I＝UR可得，电源的电压：U＝I最小(R最大＋R0)＝0.2A×(50Ω＋R0)，由图乙可知，当电路中的电流I′＝0.4A时，滑动变阻器的功率P1′＝3.2W，则滑动变阻器接入电路中的电阻：R′＝P1′I′2＝3.2W（0.4A）2＝20Ω，电源的电压：U＝I′(R′＋R0)＝0.4A×(20Ω＋R0)，因电源的电压不变，所以，0.2A×(50Ω＋R0)＝0.4A×(20Ω＋R0)，解得：R0＝10Ω，电源电压：U＝I最小(R最大＋R0)＝0.2A×(50Ω＋10Ω)＝12V。(3)当滑动变阻器连入电路的电阻为0时，R0的功率最大，最大功率为：P0＝U2R0＝（12V）210Ω＝14.4W。10．(1)由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流；由图象可知，气体中酒精含量为0时，气敏电阻的阻值R1＝50Ω，R1消耗的电功率：P1＝U12R1＝（5V）250Ω＝0.5W。(2)电压表示数为5V时R2两端的电压：U2＝U－U1＝6V－5V＝1V，根据串联电路的分压规律可得：U1U2＝R1R2，即：5V1V＝50ΩR2，解得R2＝10Ω。(3)某次检测中，电流表示数I1′＝0.2A，根据欧姆定律可得，此时电路的总电阻：R总＝UI1′＝6V0.2A＝30Ω，气敏电阻R1的阻值：R1′＝R总－R2＝30Ω－10Ω＝20Ω，由图象可知，此时气体中酒精含量大于0且小于0.8mg/mL，则此驾驶员属于酒驾。