中考物理计算题解题方法全攻略:电学体系内综合计算.doc
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1、专题3.4 电学体系内综合计算题知识回顾 一、串并联电路电流、电压特点1.串联电路的特点(1)电流:各处的电流都相等。表达式:I=I1=I2 (2)电压:电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。表达式:U=U1+U2 (3)电阻:电路的总电阻等于各用电器电阻之和。 表达式:R=R1+R2 2.并联电路的特点:(1)电流:干路中的电流等于各支路中的电流之和。表达式:I=I1+I2 (2)电压:各支路两端的电压相等。表达式:U=U1=U2 (3)电阻:电路的总电阻的倒数等于各用电器电阻倒数之和。 表达式: 二、欧姆定律1.数学表达式:其中I代表电流,单位是A U代表电压,单位是VR代表电阻,单
2、位是2.说明:(1)I、U、R三量必须对应同一导体(或者同一段电路);(2)I、U、R三量对应的是同一时刻三、对电功公式的理解把握1.电功计算式:W =UIt其中W代表电功, 单位是 JU代表电压,单位是 VI代表电流, 单位是At代表通电时间,单位是s说明:(1)I、U、t 必须对同一段电路、同一时刻而言。(2) 式中各量必须采用国际单位;1度=1 kWh = 3.610 6 J。 (3)普遍适用公式,对任何类型用电器都适用。2.电功导出式:W =I2Rt 与只能用于如电烙铁、电热器、白炽灯等纯电阻电路(对含有电动机、日光灯等非纯电阻电路不能用)四、对电功率公式的理解把握1.电功率定义式:其
3、中P代表电功率,单位是W W代表电功,单位是 J t代表通电时间,单位是s 说明:(1)P、W、t 必须对同一段电路、同一时刻而言。(2) 式中各量必须采用国际单位;1度=1 kWh = 3.610 6 J。 (3)普遍适用公式,对任何类型用电器都适用。2.电功率计算式:P=IU其中P代表电功率,单位是WI代表电流, 单位是AU代表电压,单位是V说明:(1)I、U 必须对同一段电路而言。(2)式中各量必须采用国际单位; (3)普遍适用公式,对任何类型用电器都适用。3.电功率导出式: 这两个到处公式只能用于纯电阻电路。五、焦耳定律1焦耳定律内容:电流通过导体产生的热量,与电流的平方成正比,与导体
4、的电阻成正比,与通电时间成正比。2焦耳定律公式:Q=I2Rt ,(式中单位Q焦;I安(A);R欧();t秒。)3当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热 量(电热),则有W=Q,可用电功公式来计算Q。(如电热器,电阻就是这样的。)类型与典例突破 类型1.结合图像,考查串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用。【例题1】(2019内蒙古通辽)如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片滑片从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图象如图乙。下列说法中正确的是()A电源电压为9VB滑动变阻器的最大阻值为14C小灯泡的额定功率为8WD电路总功率的变化范围为8W1
5、2W【答案】B【解析】由电路图可知,灯泡L与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,电压表V1测L与R0两端的电压之和,电压表V2测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当滑片位于最左端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,电路的总功率最大,两电压表的示数最大且电压表V1测电源两端的电压,由图乙可知,电路中的最大电流I大1.0A,电压表V2的示数U06V,电压表V1的示数为12V,即电源的电压U12V,故A错误;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时灯泡两端的电压:ULUU012V6V6V,因此时小灯泡恰好正常发光,所以,灯泡的额定功率:PLULI大6V1.0A6W,故C错误;
6、电路的最大总功率:P大UI大12V1.0A12W;(2)当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电路的总功率最小,由图象可知,电路中的最小电流I小0.5A,电压表V1的示数UV15V,此时滑动变阻器两端的电压:URUUV112V5V7V,由I可得,滑动变阻器的最大阻值:R14,故B正确;电路的最小总功率:P小UI小12V0.5A6W,则电路总功率的变化范围是6W12W,故D错误。类型2.考查对欧姆定律计算公式和串联电路电流、电压、电阻特点的理解和掌握,以及最值问题。【例题2】(2019四川南充)如图,电源电压不变,定值电阻R16,电流表的量程为00.6A,电压表的量程为
7、03V,滑动变阻器R2的规格为“40 1A”,闭合开关后,当滑片P置于M点时,电流表示数为0.3A,当滑片P置于N点时,电流表示数变化了0.1A,且滑动变阻器连入电路中的阻值。(1)求定值电阻R1前后两次电功率之比;(2)求电源电压;(3)在不损坏元件的情况下,求出滑动变阻器的取值范围。【答案】(1)定值电阻R1前后两次电功率之比为9:4;(2)电源电压为3.6V;(3)在不损坏元件的情况下,滑动变阻器的取值范围为030。【解答】(1)滑片由M点滑到N点,电阻变大,电路中的电流减小,所以滑片P置于N点时电路中的电流:INIM0.1A0.3A0.1A0.2A,定值电阻R1前后两次电功率之比9:4
8、;(2)滑片P置于M点时,电源电压UIM(R1+RM),滑片P置于N点时,电源电压UIN(R1+RN),RN2RM,所以0.3A(R1+RM)0.2A(R1+2RM),解得RMR16,电源电压:UIM(R1+RM)0.3A(6+6)3.6V;(3)根据电流表量程和滑动变阻器规格可知,电路中的最大电流为I大0.6A,由欧姆定律可得,电路总电阻:R=6,滑动变阻器连入电路的最小阻值:R滑小RR1660;电压表的量程为03V,滑动变阻器两端的最大电压U滑3V,R1两端的电压U1UU滑3.6V3V0.6V,根据串联电路的分压特点可知:解得R滑大30,所以在不损坏元件的情况下,滑动变阻器的取值范围为03
9、0。类型3.利用欧姆定律、电功率公式,结合图像解决电学问题【例题3】(2019四川巴中)如甲图的电路中,电源电压为8V恒定不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P滑动过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,根据图象信息可知,下列判断错误的是()AR0的阻值是5 B电路的最大总功率12.8WCR0的最小功率是1.6W D滑动变阻器最大阻值是35【答案】C【解析】由电路图可知,R0与R串联,电压表测变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路为R0的简单电路,电路中的电流最大,此时电路的总功率最大,由乙图可知,电路中的最大电流I
10、大1.6A,由I可得,R0的阻值:R05,故A正确;电路的最大总功率:P大UI大8V1.6A12.8W,故B正确;(2)当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电压表的示数最大,电流表的示数最小,R0的功率最小,由乙图可知,电路中的最小电流I小0.2A,变阻器R两端的电压UR7V,则R0的最小功率:P0小I小2R0(0.2A)250.2W,故C错误;滑动变阻器的最大阻值:R大35,故D正确。类型4.求解电学量变化范围问题【例题4】(2019山东东营)如图所示,测量小灯泡电功率的电路图,电源电压恒为6V,电流表量程00.6A,电压表量程03V,滑动变阻器规格“50 1A”,小灯泡规格“2.5V 0.6
11、25W”,若不考虑小灯泡阻值随温度的变化,小灯泡两端电压不允许超过额定值,闭合开关,下列说法正确的是()A滑片向右滑动,电流表示数变小,电压表示数变大 B电流表的示数允许变化范围是0.10.25AC滑动变阻器的阻值允许调节的范围是2450 D电路的最大电功率是2.5W【答案】B【解答】由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当滑动变阻器滑片向右滑动,接入电路中的电阻变大时,根据欧姆定律可知电路中的电流变小,即电流表示数变小;根据UIR可知灯泡两端的电压变小,即电压表示数变小;故A错误;(2)根据PUI可得,灯的额定电流:IL额0.25A,因串联电
12、路中各处的电流相等,且电流表的量程为00.6A,所以,电路中的最大电流为Imax0.25A,由I可得,灯泡的电阻:RL10,电路中的总电阻:Rmin24,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R滑minRminRL241014;故C错误;该电路的最大功率:PmaxUImax6V0.25A1.5W,故D错误;(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,灯泡的功率最小,此时电路中的电流:Imin0.1A,则电流表示数的变化范围是0.1A0.25A,故B正确。中考达标训练题 1.(2019山东临沂)如图甲所示电路的电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,图乙是小
13、灯泡的I-U图象。闭合开关S后,下列判断正确的是()A. 滑动变阻器的滑片P向左滑动时,灯泡变暗 B. 电流表示数为0.4A时,灯泡的电阻是25C. 电压表示数为2.5V时,小灯泡的功率是1.25W D. 小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率是0.25W【答案】D【解析】A.由图可知,闭合开关S后,灯泡与变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,滑片P向左滑动时,电路中的电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,根据P=I2R可知灯泡的实际功率增大,则灯泡变亮,故A错误;B.由灯泡的I-U图象可知,当电流为0.4A时,灯泡的电压为1V,由欧姆定律可得,灯的电阻:RL=2.5
14、,故B错误;C.电压表示数为2.5V时,由串联电路电压的规律,灯的电压为:UL=U-U滑=3V-2.5V=0.5V,由图象可知,灯的电压为0.5V时电流为0.3A,则小灯泡的功率:PL=ULI=0.5V0.3A=0.15W,故C错误;D.小灯泡的电压等于额定电压2.5V时,灯正常发光,由图象可知灯的额定电流为0.5A,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为:U滑=U-UL额=3V-2.5V=0.5V,此时滑动变阻器的功率:P滑=U滑I滑=0.5V0.5A=0.25W,故D正确。2(2019山东枣庄)在如图所示的电路中,电源电压为4.5V保持不变,电压表量程03V,电流表量程00.6A,滑动变阻
15、器R的规格是“10 1A”,灯泡L标有“2.5V 0.5A”字样,若闭合开关S,两电表示数均不超过所选的量程,灯泡两端电压不允许超过额定电压,不考虑灯丝电阻的变化,则下列说法正确的是()A电流表的示数变化范围0.3A0.6A B灯泡消耗的最小功率为0.9WC电路消耗的最大总功率为2.7W D滑动变阻器允许调节的阻值范围是410【答案】D【解析】(1)首先判断电路连接,然后判断电流表和电压表测量谁的电流和电压。知道灯泡的电压和电流把灯泡的电阻计算出来。(2)当滑动变阻器向左移动到最小值时,电路在电阻最小,电流最大,最大电流不能超过各元件中最小的电流值,此时计算电流表、电压表和的变阻器的阻值;当滑
16、动变阻器向右移动到最大值时,电路在电阻最大,电流最小,此时计算电流表、电压表和的变阻器的阻值。灯泡和滑动变阻器是并联的,电流表测量整个电路电流,电压表测量灯泡的电压。灯泡电阻:RL=5当滑动变阻器向左移动时,电路中最大电流为0.5A,因为要照顾元件中最小的电流值,否则会烧坏最小电流的用电器。当滑动变阻器电阻最小时,电流表示数:0.5A(照顾元件中最小的电流值)电压表示数为:2.5V(当电流为0.5A时,灯泡正常工作,电压表测量灯泡电压,故电压表示数为2.5V)此时滑动变阻器电阻:R=4当滑动变阻器电阻最大时,电路电流最小电流表不会被烧坏,电压表示数也变小也不会被烧坏,所以滑动变阻器可以取最大值
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