《中考物理总复习》专题47中考电学体系内综合计算题(解析版).docx
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1、专题47 电学体系内综合计算题一、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,单位是2.说明
2、:(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 = 3.6×10 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 = 3.6×10 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
4、成正比,与导体的电阻成正比,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。)【例题1】(2020黑龙江龙东农垦森工)如图所示,电源电压为6V保持不变,电阻R1的阻值为5,滑动变阻器上标有“10 1A”的字样。在元件安全的情况下,移动滑动变阻器滑片P过程中,则()AR1的功率范围5W0.8WBR1的功率范围7.2W0.8WCR2的最大功率是1.8WDR2的最大功率为1.6W【答案】AC【解析】因为滑动变阻器上标有“10 1A”的
5、字样,所以电路的最大电流为1A,此时R1的电功率最大,所以R1的最大功率为:P1大R1(1A)2×55W;当滑动变阻器电阻最大时,电路的电流最小,R1的电功率最小,最小电流为:I小0.4A,所以R1的最小功率为:P1小R1(0.4A)2×50.8W,故R1的功率范围5W0.8W,故A正确,B错误;滑动变阻器的功率为:P2R2,当R1R25时R2的电功率最大,最大为P2大1.8W,故C正确,D错误。【对点练习】(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
6、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8W12W【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:ULUU
7、012V6V6V,因此时小灯泡恰好正常发光,所以,灯泡的额定功率:PLULI大6V×1.0A6W,故C错误;电路的最大总功率:P大UI大12V×1.0A12W;(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12V×0.5A6W,则电路总功率的变化范围是6W12W,故D错误。【例题2】(2020湖南衡阳)如图所示电路中,电源电
8、压为6V,电阻R1的阻值为2,滑动变阻器R2上标有“10 3A”字样,小灯泡L上标有“12V 6W”字样,电流表所选量程为03A。(1)当开关S、S1和S2都闭合时,R2的滑片置于最右端,电流表的示数为0.9A,小灯泡L在5min内产生的热量是 J。(2)当S闭合,S1和S2都断开时,为了确保电流表测量更准确,本实验中要求电流表指针要达到满偏刻度的(即示数不小于最大量程的),则R2接入电路的最大阻值是 。【答案】(1)540;(2)4。【解析】(1)当开关S1,S2,S都闭合时,R1被短路,电路为灯L、R2的并联电路,电流表测量干路中电流,R2的滑片置于最右端,连入电阻R2最大10,滑动变阻器
9、两端的电压等于电源电压,通过滑动变阻器的电流:I20.6A,通过灯的电流:ILII20.9A0.6A0.3A,灯两端的电压等于电源电压,小灯泡L在5min内产生的热量:QWUILt6V×0.3A×5×60s540J;(2)当开关S1、S2都断开,S闭合时,电阻R1与R2串联;为了确保测量准确,电流表指针要达到满偏刻度的,电流表所选量程为03A,所以最小电流Imin×3A1A,由欧姆定律可得电阻R1两端的电压:U1IminR11A×22V;因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器R2两端的电压:U2UU16V2V4V,由欧姆定律可得R
10、2接入电路的最大阻值:R2max4。【对点练习】(2019四川巴中)如图所示的电路中,L1标有“6V 3W,L2标有“3V 3W”,闭合开关后,两灯均发光,此时电路的总电阻R总,两电压表示数之比U1:U2;若将两灯并联后接入3V电路中,则两灯的实际功率之比P1:P2。(不计温度对灯丝电阻的影响)【答案】15;5:1;4:1。【解析】由PUI可得,两灯泡的电阻分别为:R112R23由电路图可知,L1与L2串联,电压表V1测电源两端的电压,电压表V2测L2两端的电压,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时电路的总电阻:R总R1+R212+315,因串联电路中各处的电流
11、相等,所以,由I可得,两电压表示数之比:,由PUII2R可得,两灯的实际功率之比:。【例题3】(2020甘肃天水)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,电压表的量程为015V,电流表的量程为00.6A,灯L上标有“6V 3W”字样(不考虑灯丝电阻随温度的变化),定值电阻R230当只闭合开关S1、S2,调节滑片P至距B端一处时,灯L正常工作;当只闭合开关S1、S3,调节滑片P至中点处时,电流表示数为0.3A,求:(1)灯泡的电阻;(2)电源电压;(3)在保证电路各元件安全的情况下,只闭合开关S1、S2时,灯L消耗的电功率范围。【答案】(1)灯泡的电阻为12;(2)电源电压为18V;(3)在保证电路
12、各元件安全的情况下,只闭合开关S1、S2时,灯L消耗的电功率范围为0.75W3W。【分析】(1)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据PUI求出灯泡的电阻;(2)当只闭合开关S1、S2,调节滑片P至距B端一处时,R1与L串联,根据串联电路的电流特点和PUI求出电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压;当只闭合开关S1、S3,调节滑片P至中点处时,R2与R1串联,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压,然后联立等式即可求出电源电压;(3)只闭合开关S1、S2时,R1与L串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,此时灯泡可以正常发光,其功率等于额定功率;
13、当电压表的示数最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,灯泡的功率最小,根据串联电路的电压特点求出此时灯泡两端的电压,利用PUI求出灯L消耗的最小电功率,然后得出灯L消耗的电功率范围。【解答】解:(1)由PUI可得,灯泡的电阻:RL12;(2)当只闭合开关S1、S2,调节滑片P至距B端一处时,R1与L串联,因串联电路中各处的电流相等,所以,由PUI可得,电路中的电流:I1IL0.5A,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由I可得,电源的电压:UI1(RL+R1)0.5A×(12+R1)当只闭合开关S1、S3,调节滑片P至中点处时,R2与R1串联,电流表测电路中的
14、电流,则电源的电压:UI2×(R2+R1)0.3A×(30+R1)由可得:U18V,R160;(3)只闭合开关S1、S2时,R1与L串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,此时灯泡可以正常发光,其最大功率为3W,当电压表的示数U115V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,灯泡的功率最小,此时灯泡两端的电压:ULUU118V15V3V,灯L消耗的最小电功率:PL0.75W,所以,灯L消耗的电功率范围为0.75W3W。【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的综合应用,要注意灯泡正常发光时的功率和额定功率相等。【对点练习】(2019四
15、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
16、电流:INIM0.1A0.3A0.1A0.2A,定值电阻R1前后两次电功率之比9:4;(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
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