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I-U图象题探究
江苏丰县广宇中英文学校　刘庆贺
物理图象是表达物理现象及其规律的重要方法，图象能把抽象的物理问题形象的表达出来，有简洁、直观、形象的优点。科学上有很多重大的突破都是用图象来表示的，可能其数学形式会晦涩难懂，但图象常常很简单。由数据到图象，再由图象到公式，是将由实验结果上升到理论高度的过程。初中阶段虽然对图象要求不高，但是应该了解图象的含意，能从图象上获得有用的信息。下面结合I-U图象加以说明。

一、从图象直接获取数据

例1　在某一温度下，两个电路元件甲和乙中的电流与电压的关系如图1所示。由图可知，将元件甲、乙并联后接在电压为2V的电源两端，则流过元件甲的电流是　　　　A，流过元件乙的电流是　　　　A。

分析：分析一个图象，首先要注意它互相垂直的两个坐标轴各表示的物理量，对图1来讲，它反应的是两个电路元件甲和乙中的电流与电压的关系。从图上可以看出，过电压为2V垂直于电压坐标轴的直线与甲的交点，对应的电流为0.4A。即电压为2V时流过元件甲的电流是0.4A；同理电压为2V时流过元件乙的电流是0.2A时。

答案：0.4    0.2   

二、从图象求未知的物理量

例2　如图2表示了通过某导体的电流与其两端电压的关系。由图中信息可知（    ）

A．导体的电阻为6欧

B．导体的电阻为1.5欧

C．导体的电阻随导体两端电压的增大而增大

D．导体两端电压为0时，导体的电阻也为0

分析：图2是导体的电流与其两端电压关系的图象，从I-U的图线是一条直线，再结合数学知识可知，通过导体的电流与其两端电压成正比，因为只有正比例函数的图线才能是一条直线。因此，图线中的任何一个电压的数据与它对应的电流的比值都等于导体的电阻值。我们取图线上的整数值，这样便于计算，误差也小。如取电压为3.0V，对应的电流为0.5A，根据，所以导体电阻为6欧。再根据导体电阻是由导体本身决定的，即导体的电阻与导体两端电压和通过的电流无关，所以C、D都是错的。
答案：A

三、从图象判断数据变化的趋势

例3　如图3所示的电路，电源电压保持不变。闭合开关S，调节滑动变阻器，两电压表的示数随电路中电流变化的图线如图4所示。根据图线的信息可知:         (甲/乙)是电压表V2示数变化的图线，电源电压为         V,电阻R1的阻值为        。

解析：从图4可知，图线甲反映的是随电路中电流的增大，电压表的示数也随着增大；而乙刚好相反，反映的是随电路中电流的增大，电压表的示数也反而减小。再由图3可知，电阻R1和电阻R2串联，电压表V1测量的是电阻R1的电压，根据，当R1不变，电流增大时，电压U1也增大。电压表V2的示数怎样变呢？V2测量的是滑动变阻器两端的电压，根据两个电阻串联，串联电路的总电压等于各用电器两端电压之和，现在总电压不变，U1变大，所以U2变小。即电流增大时，电压表V2示数反而变小。因此，第一个空格的答案是：乙。根据电源电压总是等于电阻R1和电阻R2两端电压之和，可取任一电流下的甲、乙对应的电压，如电流为0.2A时，甲是4V，乙是2V，因此电源电压是6V。从上面的讨论可知，甲对应的是电阻R1的电压随电流变化的图线，要求其阻值，可以用甲图线中的任何一个电压的数据与它对应的电流的比值。我们仍然取图线上的整数值，这样便于计算，误差也小。如取电压为4V，对应的电流为0.2A，根据，所以R1的阻值为10。

答案：乙   6   10

【练一练】张华同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时，将记录的实验数据通过整理作出了如图5所示的图象，根据图象，下列说法错误的是（　　）

A．当在导体乙的两端加上1V的电压时，通过导体乙的电流为0.1A 

B．将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时，干路中的电流为0．9A

C．通过导体甲的电流与其两端的电压成正比

D．导体甲的电阻大于导体乙的电阻

答案：D