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在上图中,连接的直线是外电阻的图,该直线的斜率表示电阻的大小,由于,则当电源分别接时,外电阻的图必定在直线的上侧,作图如下由图可知,选项正确解法三图像法由解法之中接时消耗功率相同判断,在同坐标系上分别作出接时的输出功率外电阻关系图时,由于,则以连接时图象的峰值必定在以连接时图象峰值的右侧,且两图象必定相交于点,交点处的外电阻等于,作图如下出外由于,则由上图可知必有,选项正确。
以上是对恒定电流电路中的同个问题运用三种方法解题过程的对比。
可见通过把抽象复杂的物理过程有针对性地表示成物理图象,使问题变得简单明了,达到化难为易,化繁为简的目的,令人耳目新。
与之对应,且,由式有由韦达定理知结合以上三种图象的特点,将部分电路与闭合电路的图象在同坐标系上作出如下交点的物理意义表示将电阻接入电源上时对应的路端电压与干路电流,此时电源的输出功率,结合电源输出功率与外电阻的关系图,由分析知,当时,电源的输出功率最大,此时两直线斜率的绝对值相等,即三种图像的应用例电池甲和乙的电动势分别为和,内电阻分别为和,若用甲乙电池分别向由于,接时,上消耗的电功率相同,则甲乙两电路的路端电压与干路电流关系图个电阻供电,则在这个电阻上所消耗的电功率相同,若用甲乙电池分别向另个电阻供电,则在上消耗的电功率分别为和,已知则和,和的大小关系是解法公式法当甲乙分别接时,上消耗的电功率相同,则化简得由于,则,则选项正确。
当甲乙分别接时令,则当接时,有,且,则则,选项正确,则,在图中,直线的斜率为,则线性元件的与图象二闭合电路的路端电压与干路电流关系图像闭合电路中路端电压与干路电流之间存在表达式,电源定,则其电动势与内阻定,作出图象如下由可知,图象能反映下列四方面的物理信息图象与纵轴的交点处电流,表示外电路断路,此时纵轴上截距路端电压与电源的电动势相等图象与横轴的交点处路端电压,表示外电路短路,此时横轴上截距干路电流表示短路电流直线斜率的绝对值表示电源的内阻,即︱︱图像上每点的坐标的乘积为电源输出功率。
三电源的输出功率出与外电路总电阻外关系图当外电路为纯电阻电路且用电器为线性元件时,外电阻不变,令其为,电源输出功率为,则对式分析,当时,有最小值,则此时取最大值,且,则作出关系图如下由图可知当时,增大,增大,减小,减小当时,增大,减小,减小,增大对任意个小于的输出功率,有两个外电阻图像在中学物理教学中应用广泛,是分析物理问题的有效手段之,它能形象地表达物理规律,直观地描述物理过程,鲜明地表示物理量间的相互关系。
对恒定电流中三种物理图象的熟练分析及应用,可以让我们更加准确地把握物理量间的关系,将形象思维与抽象思维紧密结合,相互渗透,从而有效地开发我们的思维品质。
三种图像电阻的或图像闭合电路的路端电压与干路电流的关系图电源的输出功率出与外电路总电阻外关系图对线性元件,其电阻为定值,满足部分电路欧姆定律,则其与图象如下在图中,直线的斜率为,必定相交于点,甲图象与纵轴的截距大于乙图象与纵轴的截距,作图如下解法二图象法令两图象斜率分别为与,则由图可知图陡峭些,则,选项正确。
在上图中,连接的直线是外电阻的图,该直线的斜率表示电阻的大小,由于,则当电源分别接时,外电阻的图必定在直线的上侧,作图如下由图可知,选项正确解法三图像法由解法之中接时消耗功率相同判断,在同坐标系上分别作出接时的输出功率由于,接时,上消耗的电功率相同,则甲乙两电路的路端电压与干路电流关系图
