前言：
縱觀近年來的初中物理或科學課程，電氣部分仍然是學習的重點和難點。 這部分內容除了系統的知識和靈活的方法外，還提供了多種訓練題型和科學探究活動，真正訓練學生的學習。 思考和學習方法。 電氣知識博大精深，變化無窮。 在此，我僅對電氣IU圖的繪制方法及其獨特應用進行一些思考和總結。 希望能給大家的學習和研究帶來方便。
1、IU圖的繪制及物理意義：
IU圖也稱為伏安特性曲線。 其物理意義主要包括以下幾個方面：
(1) 指用圖形表示導體中電流和電壓的關系。 若橫軸表示通過導體的電流I，縱軸表示導體兩端的電壓U，則所畫的IU曲線（如圖1-2）就是通過導體的伏安特性曲線過原點且為一條直線，說明導體兩端的電壓與通過導體的電流成正比，比值U/I即為導體的電阻R。
(2) IU圖通常有兩種類型，如圖1-1和1-2所示。 通過上述提示可以得到圖1-1的含義：當I和U的位置互換時，I/U的比值代表導體電阻的倒數，即1/R。
(3) 圖形是一條直線，表明導體電阻是一個恒定值。 當電壓增加（或減少）時，電流也會增加（或減少）。 也就是說，對于歐姆定律的變形公式：R=U/I，我們不能說電阻與電壓成正比，與電流成反比。
(4)有時我們會看到如圖1-3、圖1-4這樣的圖表。 他們的意思是什么？ 因為它們的IU圖不是一條直線，即電壓與電流（或電流與電壓）之比不是一個恒定值，這意味著電阻R是在變化的。 在初中范圍內，大多考慮溫度對電阻的影響，即電阻隨著溫度的升高而增大。 你能從圖中曲線的方向來判斷電阻的變化嗎？ 如果電阻值隨著溫度的升高而減小，那么圖1-3和圖1-4中的曲線應該如何繪制呢？
總之，如何正確理解伏安特性曲線的含義是熟練使用IU圖的關鍵。
現在我們已經熟悉了IU圖的物理意義，我們來看看如何制作電阻的IU圖。 用一個例子來說明：
【例1】下表為某學生在“伏安電阻測量”實驗中測得的電壓和電流值。 請在下圖中繪制電流和電壓之間的關系。
電壓（伏）
1.5
2.0
2.5
3.0
電流（安）
0.15
0.20
0.25
0.30
【分析】
回答這個問題并不難，只需在坐標圖上畫一條連接點的線即可。 然而很多同學如圖1-5所示畫點連線，顯然忽略了一個非常重要的隱含條件：伏安特性曲線經過原點。 也就是說，從理論上我們知道，當導體兩端的電壓為零時，其內部電流也為零（但此時電阻不為零）。 正確的繪制如圖1-6所示。
因此，畫圖時要注意兩個非常重要的原則：
(1)伏安特性曲線經過原點；
(2) 不考慮溫度影響時，伏安特性曲線為直線。 為了減少誤差，所畫的點（包括原點）應均勻分布在直線兩側，切勿連成虛線（圖1—7）。
2.IU圖的應用：
應用 1：比較電阻器尺寸：
如右圖所示，IU圖表示兩個導體a和b的電阻。 有兩種方法可以比較它們的電阻：
首先，如圖2-1所示，同一電流I對應的電壓分別為Ua和Ub。 由圖可知，Ub>Ua。 由電阻計算公式R=U/I可知：I相等且當Ub>Ua時，Rb>Ra。
其次，如圖2-2所示，同一電壓U對應的當前電壓分別為Ia和Ib。 由圖可知：Ia>Ib。 從電阻計算公式R=U/I也可知：當U相等時，Ia>Ib，Rb>Ra。
當電壓U和電流I在坐標系中的位置互換時，解法相同，此處不再贅述。
現在我們通過一個實際例子來看看該方法的應用：
【例2】兩個不同阻值電阻的電流隨電壓變化的IU圖如圖3-1所示。 由圖中得出的正確結論是（ ）。
A、R1>R2
B、R1、R2串聯后總電阻的IU圖在Ⅱ區
C、R1、R2并聯后總電阻的IU圖在區域III
D、R1、R2并聯后總電阻的IU圖在I區
【分析】
為了更清楚地理解IU圖，我們首先通過圖來比較兩個電阻的大小。
如圖3-2所示，通過橫軸上的任意點A畫一條與縱軸平行的直線，并與兩條圖形線相交于兩點。 設兩個交點的縱坐標分別為I1和I2。 從圖中可以看出：I1 > I2。根據電阻R=U/I的定義：R1 < R2
當R1和R2串聯時，總電阻變大，因此總電阻的IU圖應該在區域III。 當R1和R2并聯時，總電阻變小，因此總電阻的IU圖應在I區。正確答案：D。
其他方法請自行嘗試，這里不再贅述。
應用2：根據圖表求電壓、電流或電阻：
能夠從IU圖中讀取信息并在實際問題解決中靈活運用，往往會收到事半功倍的效果。 讓我們看一下下面的例子：
【例3】（萊蕪市，2006）在一定溫度下，兩個電路元件A、B中的電流與兩端電壓的關系如圖4所示。從圖中可以看出，電阻組分A的值為Ω； 若A、B并聯，并接在電壓為2.5V的電源兩端，則流過A、B的總電流為A。
【分析】
我們可以從兩種不同的方案來比較IU圖給我們帶來的便利：
方法一：常規方法：對于A圖，看圖就知道IU圖是一條電阻不變的直線。 可以根據直線上任意一點（除了原點）的電壓和相應的電流來計算電阻，然后我們選擇最后一個點。
當U=3.0V時，對應的I=0.6A，由R=U/I可得RA=5Ω。
同理，RB=10Ω。
A、B并聯，總電阻R=RA·RB/(RA+RB)=10/3Ω
總電流I=U/R=2.5V/(10/3Ω)=0.75A
方法二：同上：當U=3.0V時，對應I=0.6A，由R=U/I可得RA=5Ω。
當A和B并聯時，電壓相等，UA = UB = U' = 2.5 V
由圖可知電壓為2.5V時A、B的電流為：
IA=0.5A； IB = 0.25A
總電流I=IA+IB=0.5A+0.25A=0.75A
通過對比兩種方法，我們不難發現方法二更加簡單、快捷，充分體現了圖解法的優勢。
另外高中物理導體中的電阻公式，這個問題還可以延伸：比如第二個空氣可以這樣改：A、B串聯然后接在電流為0.3A的電路中，然后加在A、B兩端的總電壓A和B是V。
這個問題還是可以用圖形來解決：A、B串聯后，U=UA+UB=1.5V+3.0V=4.5V。
【例4】圖5（A）所示電路中，R為滑動變阻器物理資源網，R0為定值電阻，電源兩端電壓保持不變，R的滑塊位置為變化，電壓表示隨電流變化。 在圖5（B）的坐標系中，基于上述條件，可以看出R0的電阻為Ω，即電源電壓。
【分析】
在圖5（A）所示電路中，R和R0串聯。 電壓表測量R兩端電壓U。電源電壓U0 = U R+ U
= I·R0 + U，且電源電壓U0保持不變，即U = U0 - I·R0，因此IU圖形是一條向下傾斜的直線。
繪圖：延長直線兩端高中物理導體中的電阻公式，與兩坐標軸相交于兩點A（0A，10V）和B（10A，0V）（如圖5、C）。
那么對于A點：當I=0時，可以認為滑動變阻器某處存在開路。 定值電阻R0和電流表相當于電線。 此時電壓表測量的就是電源電壓。 看圖可知A點，U0=U=10V；
對于B點：當U=0時，即滑動壓敏電阻滑塊在底部時，R=0，電路中只有R0，則R0=U0/I=10V/10A=1Ω。
其實，我們以后在高中進一步學習的這種方法，其實就是“測量電源電壓和內阻”。 解決實際問題的關鍵是對圖像進行處理（擴展），獲取交點的坐標并充分利用交點的物理意義！
應用三：繪圖法巧妙解決實際問題：
我們來看看圖解法在解決中考題中的巧妙作用。
【實施例5】 圖6-1為白熾燈L1（220V，100W）和L2（220V，60W）的伏安特性曲線。 根據這條曲線，可以判斷兩個燈L1、L2是否串聯到220V電源上。 燈亮時實際功率比約為( ) A.1:2 B.3:5 C.5:3 D.1:3
誤區：看到標題，我們立刻想到用公式來告訴額定電壓和額定功率：R=U2/P來求電阻。 那么串聯的兩個燈泡的電流相等。 根據P=I2R，可得功率比為電阻之比，且RA=2202/100Ω，RB=2202/60Ω，故功率比為：PA:PB=3:5，
圖像似乎根本沒有任何效果。 其實，只要我們仔細思考一下，就會知道誤差的原因：燈管的電阻隨著溫度的升高而增大。 當燈正常發光時，燈的散熱和燈絲的發熱達到平衡。 如果燈泡的溫度不改變，它的電阻就不會改變。 即根據額定值算出的電阻就是燈泡正常工作時的電阻。 燈泡不正常工作時的電阻無法計算。 因此，RA=2202/100Ω、RB=2202/60Ω是沒有根據的，因此3:5的功率比是錯誤的。
【分析】
畫一條與水平軸平行的直線，并與兩條曲線有兩個交點。 通過兩個交點畫兩條垂直線與橫軸和兩個電壓值相交，使兩個電壓值之和為220V（如圖6-2），這條橫軸的值線代表流過兩個串聯燈泡的電流。 燈泡電壓大致為 UA =55V，UB =165V。 根據P=IU，可得功率比為1：3。
可見，掌握圖像處理可以使復雜的事情變得簡單。 我們再看另一個問題：
【例6】（2006年寧波市（課改區））科學興趣小組的學生在實驗室里發現了一個有趣的元件（如圖7，A）：透明玻璃中有一個標有“6V 3W”的元件外殼 一個帶有字母L（電阻不變）的小燈泡和由特殊金屬絲制成的導體R0。 A、B、C 是其三個裸露端子。 為了進一步了解導體R0的一些特性，他們使用了如圖B所示的恒定電源電壓為6伏的實驗裝置：將導線M和N分別連接到端子A和C，閉合開關S，移動滑動壓敏電阻。 滑塊 P 測量了一組電流表和電壓表讀數，并將它們繪制成圖 C 所示的曲線。
(1)小燈泡L的電阻值為_ohm。 當它正常工作時，流過它的電流為安培。
（2）在原來的連接基礎上，小明用電線連接兩個端子A、B，閉合開關S，將滑塊P移動到端子a。 此時電流表上的安培讀數是多少？
(3) 如果導線M、N分別接在A、B端，開關S閉合，滑塊P移至a端，則小燈泡消耗多少電功率？ （溫馨提示：本題可作為圖解輔助解決問題）
【分析】
(1)小燈泡“6V 3W”分別表示額定電壓和額定功率。
R=U2/P=(6V)2/3W=12Ω；
正常工作期間，I = U / R = 3W /6V = 0.5 A。
(2)當M、N分別接A、C端子，再用導線連接A、B端子時，R0與燈泡L并聯，P移至a端子，U=6V
讀圖可見R0電流I0=0.45A，
燈正常工作時，IL = 0.5 A
電流表的指示為I=I0+IL=0.45A+0.5A=0.95A
(3) 如果導線 M 和 N 分別連接到端子 A 和 B，
R0與燈泡L串聯，總電壓U=6V=ULˊ+U0ˊ
即：6V=12Ω·I0ˊ + U0ˊ
畫出I0ˊ和U0ˊ的關系圖（如圖D），與原線相交可得：I0ˊ=0.3A，U0ˊ=2.4V
那么小燈泡消耗的電功率P Lˊ = U Lˊ·I Lˊ= (U ﹣U0 ˊ) ·I Lˊ=( 6V ≤2.4V) ·0.3A =1.08W。
現在問題解決了，我們可以再思考一下：這個問題如果不借助圖是無法展開的。 因為本題中導體R0的IU圖的特性是一條曲線，線上任意一點都滿足它的特性，或者曲線代表了它在測量范圍內的電壓和電流的所有特性，但我們卻無能為力只有一條曲線。 。 這樣就得到了另一幅I0ˊ和U0ˊ的關系圖，它的交點就是它同時滿足的電流和電壓條件。 畫圖求出此時的電流和電壓，這也是我們解決這個問題的關鍵點。
這里簡單總結一下實際繪圖中使用IU圖的注意事項以及解決實際問題的幾種方法。 它在解決科學問題方面的應用將會很多。 而且，在表達兩個物理量（如質量與體積、勻速直線運動中的距離與時間等）之間的關系時，也經常會遇到類似的圖形。 解決方案完全相似。 我們只有充分認識它的意義，掌握它的方法，才能出奇制勝，才能游刃有余地解決實際問題。
