一類物理圖像交點問題的探討

摘 要：本文探討了電源U-I圖像和電阻伏安特性曲線圖像交點問題，通過列舉實例來分類討論此類問題的一般解法，從而為分析此類問題提供一定的思路.

關鍵詞：電源U-I圖像;電阻伏安特性曲線圖像;交點

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2023）28-0115-03

收稿日期：2023-07-05

作者簡介：黎鑫（1977.12-），男，湖北省咸寧人，碩士，中學一級教師，從事高中物理教學研究.

有一些材料制成的電阻、二極管等元件，其內部電流與外加電壓不成正比，其伏安特性曲線不是一條直線，而是一條曲線；另一方面，有的電源的內電阻是變化的，其路端電壓與電路中的電流的關系也不是線性關系，學生在求這些元件的實際工作狀態的電流、電壓和實際功率時難度大，不易確定^[1].作圖找交點的方法是指在一個坐標系中作出某電源U-I圖像和某電阻伏安特性曲線圖像，這兩個圖像將會有交點，此交點表示該電源的路端電壓與該電阻兩端的電壓相等，通過該電源的電流與通過該電阻的電流相等，故這個交點的橫、縱坐標表示該電源單獨對該電阻供電的電路中電流和電壓，也就是該電源與該電阻串聯時電路中的路端電壓和電路中的電流.通過作圖的方法找出交點的橫、縱坐標，橫、縱坐標的乘積即為該電阻與電源串聯時該電阻實際消耗的功率.下面就這類問題的幾種情況進行探討.

總之，一些元件雖然有額定電壓、額定功率，但是由于電阻隨溫度的變化而變化，故當這些元件接入電路時，如果沒有達到額定條件，則其它參數都難以用歐姆定律來計算得出^[2].這時就需要作物理圖像找交點坐標，從而計算出元件的電阻和元件消耗的實際功率.在一個坐標系中，已給出一類元件的圖像，讓學生再作出另一類元件的圖像，兩圖像的交點坐標表示該電源與該電阻串聯時電阻的實際工作點.這一類問題通常有本文探討的四種情形，讓學生深刻理解這四種情形，熟練地運用本文提供的方法，有助于提高學生在高三聯考和高考中解決這一類問題的能力，值得引起教師和學生的關注.

參考文獻：

[1] 鄒建平.尋找工作點，突破伏安特性曲線教學難點[J].中學課程輔導，2012（15）：74.

[2] 劉顥.用伏安特性曲線求解燈泡的功率[J].數理化解題研究（高中版），2011（3）：39-41.

[責任編輯：李 璟]