《2022届高三物理二轮重难点突破（北京专用）》专题16 电磁学图像问题（原卷版）

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高三专题复习 16：电磁学图像问题
1. 电路部分图像分析
【例1】 温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能，如图所示的图线分别为某金属导休和某半
导体的电阻随温度变化的关系曲线，则（ ）
A. 图线 1反映半导体材料的电阻随温度的变化关系
B. 图线 2反映金属导体的电阻随温度的变化关系
C. 图线 1反映金属导体的电阻随温度的变化关系
D. 图线 2反映半导体材料的电阻随温度的变化关系
【例2】 图甲表示某金属丝的电阻 R随摄氏温度 t变化的情况．把这段金属丝与电池、电流表串联起来
（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计．
下列说法正确的是（ ）
A. tA应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系
B. tA应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系
C. tB应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系
D. tB应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系
【例3】 如图所示的 U－I图像中，直线 A为电源的路端电压与电流的关系，直线 B、C分别是电阻 R1、R2
的电压与电流的关系．若将这两个电阻分别直接与该电源连接成闭合电路，则（ ）
A. 两个电阻的电功率相等
B. R1接在电源上时，电源的输出功率较大
C. R2接在电源上时，电源内阻的热功率较大
D. 两种情况下，电源中非静电力做功的功率相等
【例4】 如图 1所示，用电动势为 E、内阻为 r的电源，向滑动变阻器 R供电，改变变阻器 R的阻值，路
端电压 U与电流 I均随之变化．
(1) 以U为纵坐标，I为横坐标，在图 2中画出变阻器阻值 R变化过程中 U－I图像的示意图，并说明 U－I
图像与两坐标轴交点的物理意义．
(2) a．请在图 2画好的 U-I 关系图线上任取一点，画出带网格的图形，以其面积表示此时电源的输出功率；
b．请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件．
(3) 请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落
之和．
2. 静电场部分图像分析
2.1. 静电场基本性质
【例5】 静电场在 x轴上的电场强度 E随x的变化关系如图所示，在 x轴上有四点：x1、x2、x3、x4，相邻
两点间的距离相等，x轴正方向为电场强度正方向，带正电荷的点电荷沿 x轴运动，则点电荷(　　)
A. 在x2和x4两点处电势能相等
B. 由x1运动到 x4的过程中加速度先增大后减小
C. 由x1运动到 x4的过程中电势能先增大再减小
D. 设电荷从 x2运动到 x1，电场力做功 W1，电荷从 x3运动到 x2，电场力做功 W2，则 W1＝W2
【例6】 如图所示，一条电场线与 Ox 轴重合，取 O点电势为零，Ox 方向上各点的电势 φ随x变化的情况
如图所示．若在 O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则（ ）
A. 电子将沿 xO 方向运动
B. 电子的电势能将增大
C. 电子运动的加速度恒定
D. 电子运动的加速度先减小后增大
【例7】 利用图像研究物理问题是物理学中重要的研究方法．如图 1所示，A、B为点电荷 Q的电场中电
场线上的两点（点电荷 Q的位置图中未标出）．某同学规定 x轴表示 AB 间某点与 A点的距离，绘制了图
2所示的图线①和②来表示 AB 连线上某物理量与 x之间的关系，并做出如下判断，其中正确的是（ ）
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