中考物理一轮夺分复习 题型突破三 计算题 类型2 电学综合计算课件.ppt

类型,2,电学综合计算,题型解读,电学综合计算题涉及的知识点有“一个基本定律,两个基本电路,五个基本物理量”,即,一个欧姆定律,串联,并联两个基本电路,电流,电压,电阻,电功,电功率,五个基本物理量,解题策略,1.,这类题中涉及的基本公式,:,(1),欧姆定律,:R=U/I;,(2),电功,:W=UIt,W=I,2,Rt=U,2,/Rt(,适用于纯电阻电路,);,(3),电功率公式,:P=W/t=UI,P=I,2,R=U,2,/R(,适用于纯电阻电路,),2.,涉及的规律,:,(1),串联电路中电流,电压的规律,:I=I,1,=I,2,U=U,1,+U,2,;,(2),并联电路中电流,电压的规律,:I=I,1,+I,2,U=U,1,=U,2,3.,解答这类题的步骤,:,(1),认真审题,分析题意,判断电路特点,;,(2),根据不同情况,画出等效电路图,;,(3),寻找电路中物理量之间的联系,;,(4),准确运用公式进行计算,自我挑战,限时训练一,(25,分钟,),单开关的电路计算,1.(2012,益阳,),学校公共卫生间路灯的连接如图所示,已知每只灯泡的规格为“,220V100W”,不考虑灯泡电阻受温度的影响,求,:,(1),其中一只灯泡的电阻,;,(2),电路的电压正常时,每只灯泡发光的功率,解,:(1),由,P=U,2,/R,可得,一只灯泡的电阻,:R=U,2,/P=(220V),2,/100W=484;,(2),由于两灯串联,每只灯泡两端的电压都为,110V,则每只灯泡发光的功率,:P,实,=U,2,实,/R=(110V),2,/484=25W,单开关含滑动变阻器的串联电路计算,2.,如图是一个温度可调的育苗箱电路,电源电压为,36V,且保持不变,发热电阻,R,1,的阻值为,40,R,2,为滑动变阻器,闭合开关,S,将滑动变阻器的滑片,P,移到,a,端时,R,1,的功率最大,;,将滑片,P,移到,b,端时,电路中的电流为,0.4A,求,:,(1)R,1,的最大功率,;,(2),滑动变阻器,R,2,的最大阻值,;,(3),将滑片,P,移到某一位置,R,2,两端电压为16V,时,通电,5min,电流对整个电路做的功,解,:(1),滑片,P,在,a,端时,电路中只有,R,1,所以,R,1,两端的电压就是电源电压,则,R,1,的最大功率,:P,1,最大,=U,2,/R,1,=(36V),2,/40=32.4W;,(2),当滑片,P,位于,b,端时,滑动变阻器全部连入电路,且与,R,1,串联,此时电路中的总电阻,:R,总,=U/I=36V/0.4A=90,则滑动变阻器的最大阻值,:,R,滑,max,=R,总,-R,1,=90-40=50;,(3),将滑片,P,移到某一位置,R,2,两端电压为,16V,时,R,1,两端的电压,:U,1,=U-U,2,=36V-16V=20V,则电路电流,:I=U,1,/R,1,=20V/40=0.5A,则通电,5min,电流对整个电路做的功,:,W=UIt=36V0.5A560s=5400J,3.,如图所示,电源电压为,6V,且保持不变,滑动变阻器,R,铭牌上标有“,1A20”,字样,电阻,R,0,=10,电流表量程是,00.6A,电压表量程是,03V,(1),当滑动变阻器滑片处在最右端时,求电流表和电压表示数,;,(2),为了保证各电路元件安全,求,R,接入电路中的阻值范围,解,:(1),当滑动变阻器滑片处在最右端时,滑动变阻器接入电路中的阻值最大,即,R=20,所以电路中的电流,即电流表示数,:,I=U/(R,0R)=6V/(10+20)=0.2A,R,0,两端的电压,即电压表示数,:,U,0,=IR,0,=0.2A10=2V;,(2),当电压表的示数,U,1,为,3V,时,电路中的电流最大,则通过,R,0,的电流,:I,0,=U,1,/R,0,=3V/10=0.3A,为保证各电路元件安全,允许滑动变阻器,R,接入电路中的最小电阻,:,R,最小,=U,滑,/I,0,=(U-U,1,)/I,0,=(6V-3V)/0.3A=10,所以,R,接入电路中的阻值范围是,1020),4.,如图所示电路,电源电压保持不变,灯泡,L,标有“,6V2W”,字样,定值电阻,R,1,的阻值为,12,滑动变阻器,R,的最大阻值为,200,允许通过的最大电流为,1A,电压表接入电路的量程是,015V,当开关,S,闭合后,滑动变阻器的滑片,P,移到某位置时,电压表示数为,8V,此时灯泡恰好正常发光,(,忽略温度变化对灯泡电阻的影响,),求,:,(1),灯泡电阻的大小,;,(2),电源电压,;,(3),当滑动变阻器连入电路的电阻为,30,时,灯泡的实际功率,;,(4),在保证电路元件不烧坏的情况下,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围是多少,?,解,:(1),由,P=U,2,/R,可得,灯泡的电阻,:R,L,=U,2,L,/P,L,=(6V),2,/2W=18;,(2),由,P=UI,可得,灯泡正常发光时电路电流,:IL,=P,L,/U,L,=2W/6V=(1/3)A,由,I=U/R,可得,定值电阻两端的电压,:U,1,=I,L,R,1,=(1/3)A12=4V,所以电源电压,:U=U,L,+U,1,+U,P,=6V+4V+8V=18V;,(3),当滑动变阻器连入电路的电阻为,30,时,电路电流,:I=U/(R,1,+R,L,+R,P,)=18V/(12+18+30)=0.3A,灯泡的实际功率,:P,实,=I,2,R,L,=(0.3A),2,18=1.62W,(4),当灯泡通过的电流最大时,此时电路电阻,:,R,总,=U/I,L,=18V/(1/3)A=54,滑动变阻器接入电路的最小电阻,:R,min,=R,总,-R,1,-R,L,=54-12-18=24;,电压表示数最大为,15V,此时定值电阻与灯泡两端的电压之和,:U=U-U,R,=18V-15V=3V,电路电流,:I,R,=U/(R,1,+R,L,)=3V/(12+18)=0.1A,此时滑动变阻器接入电路的最大电阻,:R,max,=U,R,/I,R,=15V/0.1A=150,故滑动变阻器允许连入电路的阻值范围是,24150),5.,如图甲所示电路,电源电压为,3V,R,1,为定值电阻,R,2,为滑动变阻器,当开关,S,1,S,2,都闭合后,电流表的示数为,0.6A,(1),求电阻,R,1,的阻值,;,(2),当,S,1,闭合,S,2,断开时,将滑片,P,移到中点,电流表的示数如图乙所示,求电阻,R,2,的最大阻值,;,(3),当,S,1,闭合,S,2,断开时,将滑片,P,从,a,端移至,b,端,求电路消耗的总功率的变化量,解,:(1),当开关,S,1,S,2,都闭合后,电路为,R,1,的基本电路,电流表测量电路电流,;,由,I=U/R,可得,电阻,R,1,的阻值,:R,1,=U/I=3V/0.6A=5;,(2),当,S,1,闭合,S,2,断开时,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,;,根据图乙可知,电流表的示数为,0.2A,因此滑片在中点时,电路电流为,0.2A;,由,I=U/R,可得,电路的总电阻,:R=U/I3V/0.2A=15;,则此时滑动变阻器接入电路的阻值,:R,2,=R-R,1,=15-5=10,电阻,R,2,的最大阻值,:R,2max,=2R,2,=210=20;,(3),当,S,1,闭合,S,2,断开时,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,;,当滑片在,a,端时,电路为,R,1,的基本电路,则电路的电流为,0.6A,电路消耗的总功率,:P,a,=UI=3V0.6A=1.8W;,当滑片在,b,端时,定值电阻与滑动变阻器串联,电路的电流,:I=U/(R,1,+R,2max,)=3V/(5+20)=3/25A,电路消耗的总功率,:P,b,=UI=3V(3/25A)=0.36W;,故当,S,1,闭合,S,2,断开时,将滑片,P,从,a,端移至,b,端,电路消耗的总功率的变化量,:P=P,a,-P,b,=1.8W-0.36W=1.44W,限时训练二,(25,分钟,),单开关含滑动变阻器的并联电路计算,1.,如图所示,电源电压恒为,6V,R,2,=50,当滑动变阻器的滑片,P,滑至中点时,闭合开关,S,电流表示数为,0.36A,(1),此时滑动变阻器接入电路的电阻是多少,?,(2),当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电流表的示数为多少,?,(3),滑动变阻器的滑片,P,是否允许调到最左端,为什么,?,解,:(1),由图可知,R,1,与,R,2,并联,电流表测干路电流,则,U1,=U,2,=U=6V,则通过,R,2,的电流,:,I,2,=U,2,/R,2,=6V/50=0.12A,则通过,R,1,的电流,:,I,1,=I-I,2,=0.36A-0.12A=0.24A,由,I=U/R,可得,滑动变阻器接入电路的电阻,:,R,1,=U/I,1,=6V/0.24A=25;,(2),当滑动变阻器的滑片,P,在中点时,电阻为,25,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,R,1,=2R,1,=225=50,此时,I,1,=U/R,1,=6V/50=0.12A,所以电流表的示数,:,I,总,=I,1,+I,2,=0.12A+0.12A=0.24A;,(3),不能,;,因为滑动变阻器的滑片,P,调到最左端时,接入电路的电阻为零,将会造成电源短路,这是不允许的,),多开关的电路计算,2.,如图所示,R,1,=30,R,2,=20,电源电压保持不变,(,假设小灯泡,L,的电阻不变,),(1),当,S,1,S,2,都闭合时,电流表,A,1,的示数为,0.5A,小灯泡,L,恰好正常发光,求电源电压,;,(2),当,S,1,S,2,都断开时,电流表,A,2,的示数为,0.2A,求小灯泡,L,的电阻和实际功率,;,(3),求小灯泡,L,的额定功率,解,:(1),当,S,1,S,2,都闭合时,L,与,R,2,并联在电路中,电流表,A,1,测通过,R,2,的电流,由,I=U/R,可得,电源电压,:U=U,2,=I,2,R,2,=0.5A20=10V;,(2),当,S,1,S,2,都断开时,L,与,R,1,串联在电路中,电流表,A,2,测电路中的电流,则电路中的电流,:I=I,1,=I,L,=0.2A,由,I=U/R,可得,电路中的总电阻,:,R=U/I=10V/0.2A=50,则小灯泡,L,的电阻,:R,L,=R-R,1,=50-30=20,由,P=I,2,R,得,小灯泡,L,的实际功率,:,P,L,=I,2,R,L,=(0.2A),2,20=0.8W;,(3),由,(1),知,小灯泡,L,正常发光,则小灯泡,L,的额定电压,:U,L,额,=U=10V,故小灯泡,L,的额定功率,:,P,L,额,=U,2,L,额,/R,L,=(10V),2,/20=5W,3.,如图所示,电源电压,U=6V,电阻,R,1,=6,电阻,R,2,=4,(1),只闭合,S,1,通过,R,1,的电流是多大,?,(2),只闭合,S,2,通电,10s,的时间内,R,2,消耗的电能是多大,?,(3),当三个开关处于何种状态时,整个电路消耗的电功率最大,?,求出此时的最大电功率,解,:(1),只闭合,S,1,时,电路为,R,1,的简单电路,则通过,R,1,的电流,:I,1,=U/R,1,=6V/6=1A;,(2),只闭合,S,2,时,R,1,与,R,2,串联,电路中的电流,:I,2,=U/(R,1R,2,)=6V/(6+4)=0.6A,则通电,10s,的时间内,R,2,消耗的电能,:,W=I,2,2,R,2,t=(0.6A)2410s=14.4J;,(3),当开关,S,1,S,3,闭合,S,2,断开时,R,1,与,R,2,并联,电路中的总电阻最小,由,P=U,2,/R,可知,电源电压一定时,电功率最大,则整个电路消耗的最大电功率,:,P,max,=P,1,+P,2,=U,2,/R,1,+U,2,/R,2,=(6V),2,/6+(6V),2,/4=15W,电路与图像综合计算,4.(2019,益阳模拟,),如图所示电路,电源电压恒为,6V,滑动变阻器,R,的阻值变化范围为,030,灯泡的,U-I,图像如图乙所示,闭合开关,S,将滑动变阻器的滑片移到最左端,灯泡正常发光,此时电流表示数,I,1,=1.2A,求,:,(1),灯泡正常工作的电流,I,L,;,(2)R,0,的阻值,;,(3),灯泡两端的电压为,1V,时,滑动变阻器消耗的电功率,解,:(1),由图甲可知,滑片在最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为,0,灯泡和,R,0,并联,电流表测干路电流,因为此时灯泡正常发光,所以灯泡的额定电压,:U,L,额,=U=6V,由图乙可知,灯泡正常发光时的电流,I,L,=0.6A;,(2),灯泡正常发光时,根据并联电路的电流特点可得,通过,R,0,的电流,:I,0,=I,1,-I,L,=1.2A-0.6A=0.6A,由,I=U/R,可得,R,0,的阻值,:R,0,=U/I,0,=6V/0.6A=10;,(3),当灯泡两端的电压为,1V,时,由图乙可知,通过灯泡的电流为,0.2A;,因为串联电路电流处处相等,所以通过滑动变阻器两端的电流也为,0.2A,因为串联电路各支路电压相等,所以滑动变阻器的电压,:U,滑,=U-U,L,=6V-1V=5V,则滑动变阻器消耗的电功率,:,P,滑,=U,滑,I=5V0.2A=1W,5.,如图甲是某电吹风的工作原理图,电吹风工作时,可分别吹出热风和凉风,为了防止温度过高,用一个,PTC,电阻,R,0,与电热丝,R,串联,电热丝阻值恒为,50,R,0,的阻值随温度的变化如图乙所示,电动机正常工作时的功率为,80W,求,:,(1),当开关,S,位于,2,位置时,电吹风连续工作,5min,消耗多少电能,?,(2),吹热风时电热丝的最大发热功率是多少,?,解,:(1),当开关,S,位于,2,位置时,只有电动机接入电路,所以电吹风吹出冷风,由题知,电动机正常工作时的功率为,80W,所以连续工作,5min,消耗电能,:,W=P,M,t=80W560s=2.410,4,J;,(2),由图甲知,R,0,与,R,串联,由图乙可知,当温度为,35,时,R,0,的电阻最小为,5,此时,R,0,与电热丝串联支路的总电阻,:,R,总,=R,0,+R=5+50=55,电源电压一定,此时电热丝所在支路的最大电流,:,I,max,=U/R,总,=220V/55=4A,此时该电热丝的最大发热功率,:P,max,=I,2,max,R=(4A),2,50=800W,6.,半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间,其电阻受温度影响较大,图甲是某种半导体材料的电阻随温度变化的关系图像,根据这种半导体材料电阻的特性,小星和他的同学设计了一个电路,(,如图乙所示,),可以测定某一空间的温度,使用的器材如下,:,半导体电阻,R,电源,电流表,(00.6A),开关,定值电阻,R,0,(,阻值为,10),导线若干,(1),定值电阻,R,0,的作用是什么,?,(2),当环境温度为,20,时,电流表的示数为,0.2A,求电源电压,(3),当电流表的示数为,0.4A,时,当时环境温度是多少,?,半导体电阻的电功率是多少,?,解,:(1),定值电阻在电路中能够起到保护电路的作用,防止电路电流过大,;,(2),由图甲可知,当,t=20,时,R=50,电阻,R,与,R,0,串联,电路总电阻,:R,总,=R,0,+R=10+50=60,由,I=U/R,可得,电源电压,:U=IR,总,=0.2A60=12V;,(3),由题意知,电流表的示数,I=0.4A,定值电阻,R,0,两端的电压,:U,0,=IR,0,=0.4A10=4V,