（河北专版）2017届中考物理总复习 第二编 重点题型突破 专题六 计算应用题（二）电学计算应用题试题.doc

(二)电学计算应用题,专题特征)电学是初中物理的主要内容之一。它有五个基本概念：电流、电压、电阻、电功率、电功；两个基本定律：欧姆定律和焦耳定律。欧姆定律、电功率、生活中用电器的效率问题经常作为中考的压轴题，而近两年电学利用图象结合实际应用的问题成为命题趋势。解决电学综合题时，解决此类型问题时，要审清题意，分析电路，动态电路画出相应的等效电路图，熟练运用公式，注意单位换算。1欧姆定律的相关计算【例1】(2015河北中考模拟)如图甲所示电路，电源电压不变，灯泡l上标有“6 v”字样，其电流随电压变化图象如图乙所示，当s闭合，s1、s2断开，滑片p从b端滑到racrab时，灯恰好正常发光，滑片p在b端和c处时电压表示数之比为21；再闭合s1、s2，保持滑片p的位置在c处不变，电流表示数变化了2 a，求：(1)灯泡正常发光时的电阻。(2)电源电压。(3)电阻r0的阻值。【解】(1)由图乙可知，当灯泡正常发光时，通过灯泡的电流为0.5 a，灯泡正常发光时的电阻r12 ；(2)当s闭合，s1、s2断开，滑片p在b端时，灯泡与rab串联，设此时电流为ib，当s闭合，s1、s2断开，滑片p在c处时，灯泡与rac串联，因灯泡正常发光，此时电流为0.5 a，据题意：ibrab2i额rac，将i额0.5 a，racrab代入式中可得，ib0.4 a，由图乙知，此时灯泡两端电压为4 v，根据电源电压不变可得：4 vibrabi额rac6 v，解得rab10 ，racrab4 ，电源电压：u4 vibrab4 v0.4 a10 8 v；(3)当s、s1、s2闭合，l被短路，r0与rac并联，根据并联电路特点可得：2 a0.5 a，解得：r016 。【方法技巧】(1)根据灯泡正常发光时的额定电压和图乙中所对应的额定电流，根据r求出灯泡正常发光时的电阻；(2)根据题中的比例关系求出s闭合，s1、s2断开，滑片p在b端时通过电路中的电流，再根据电源电压不变求出滑动变阻器在b端和c处时的电阻，进而求出电源电压；(3)根据题意和并联电路电流特点可求出电阻r0的阻值。2欧姆定律、电功率的综合计算【例2】(2016河北四模)如图甲所示，灯泡l上标有“6 v3 w”字样，滑动变阻器r的最大电阻为100 。只闭合s1，移动滑片p的位置，滑动变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示；当滑片置于某点1时，电压表示数u14 v，电流表示数为i1。当只闭合s2，移动滑片置于某点2时，滑动变阻器连入电路中的电阻为r2，电流表示数为i2。已知r2r01710，i1i253(假设灯丝电阻不随温度变化)。求：(1)小灯泡l的电阻。(2)只闭合s2，滑片p置于某点2时，小灯泡的实际功率。(3)定值电阻r0和电源电压。【解】(1)因为i和pui，得小灯泡的电阻：rl12 ；(2)只闭合s1，r与r0串联，滑片p置于某点1时，u14 v，由图乙可知电阻r18 ，则电路中的电流：i10.5 a，只闭合s2，r与l串联，当滑片p置于某点2时，由于i1i253，则i20.3 a，所以小灯泡的实际功率pirl(0.3 a)212 1.08 w；(3)由于：ui1(r1r0)0.5 a(8 r0)ui2(r2rl)0.3 a(r212 )又因为r2r01710由式，可求得：定值电阻r040 ，电源电压u24 v。【方法技巧】解决与图象有关的计算和判断时，弄清图象坐标是哪两个物理量，根据图象的趋势判断走势，可以利用对应横纵坐标的乘积或比值来计算所需要的物理量。,针对性训练)1.(2013河北38题)如图(1)所示，灯泡l上标有“6 v3 w”字样，电流表量程为00.6 a，电压表量程为015 v，变阻器r的最大电阻为100 。只闭合s1，滑片置于a点时，变阻器连入电路中的电阻为ra，电流表示数为ia。只闭合s2，移动滑片p，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图(2)所示；当滑片p置于b点时，电压表示数ub8 v，电流表示数为ib。已知rar0125，iaib35。(灯丝电阻不随温度变化)求：(1)小灯泡的电阻。(2)定值电阻r0和电源电压。(3)在电表的示数不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定值的情况下，只闭合s1时，变阻器连入电路的最小电阻为多少；只闭合s2时，电路消耗的最小功率为多少。解：(1)因为i，pui，则小灯泡的电阻：rl12 ；(2)只闭合s2，r与r0串联，滑片p置于b点时，ub8 v，由题图可知电阻rb16 ，则电流ib0.5 a，电源电压：uib(rbr0)0.5 a(16 r0)，只闭合s1，r与l串联，当滑片p置于a点，由于iaib35，则ia0.3 a，电源电压：uia(rarl)0.3 a(ra12 )，已知rar0125，再由式，可得：r020 ，u18 v；(3)只闭合s1，电流表的量程不大于灯的额定电流，则电路中最大电流等于灯的额定电流0.5 a。i0.5 a得变阻器接入电路的最小电阻r最小24 ；只闭合s2，变阻器两端电压为15 v时，接入电路中的电阻最大。由于，则变阻器接入电路的最大电阻r最大100 。电路消耗的最小功率：p最小2.7 w。2(2014河北38题)实验室里有两只额定电压分别为4 v和6 v的小灯泡l1和l2，将它们连接到图(1)所示的电源电压可调的电路中，其中通过l2的电流与电压的关系如图(2)所示。闭合开关s1、s2，断开s3，滑片p置于最左端时，一只小灯泡正常发光，电路消耗的功率为5.2 w；只闭合s3，滑片p置于最右端时，也有一只小灯泡正常发光，且l2的电阻与变阻器连入电路中的电阻之比为：r2r14。求：(1)l2正常工作时的电阻。(2)l1正常工作时的电流。(3)在一只小灯泡正常发光条件下，电源电压的调节范围。解：(1)根据图象可得ul26 v，il21 a，根据i可得，l2正常工作时的电阻r2正6 ；(2)闭合开关s1、s2，断开s3，滑片p置于最左端时，l1和l2并联，l1正常发光，电源电压uul1额定4 v，i总1.3 a，由图象可知，i20.9 a，则l1正常工作时的电流i1i总i21.3 a0.9 a0.4 a；(3)只闭合s3，滑片p置于最右端时，小灯泡l1和l2及变阻器r串联，正常发光的一只灯泡为l1，电路中的电流i总i10.4 a，由图象可知，此时u21 v，则由i可得，l1的电阻r110 ，l2的电阻r22.5 ，由于r2r14，则变阻器的电阻r4r242.5 10 ，电源电压ui总r总0.4 a(r1r2r)0.4 a(10 2.5 10 )9 v，则电源电压的调节范围为49 v。3(2016河北三模)如图甲所示电路，已知灯泡l上标有“6 v3.6 w”字样，其电阻不随温度变化。只闭合s1，滑片从a端移到b端过程中，电流表示数与电压表示数的变化图象如图乙所示。在确保电路安全的情况下，求：(1)灯泡正常发光时的电阻为多大？(2)电源电压为多大？(3)只闭合s2时，若使灯泡l的电压不低于4 v，则滑动变阻器连入电路的阻值范围。解：(1)根据pui，灯泡正常发光时电流i0.6 a，灯泡正常发光时的电阻为rl10 ；(2)由题意可知，当滑片移至a端时电路中只有电阻r1，则电源电压u源iar1，当滑片移至b端时，r1与滑动变阻器串联，电源电压u源ibr16 v，代入ia1.8 a，ib0.6 a，解得u源9 v；(3)只闭合s2，灯泡与滑动变阻器串联，若灯泡两端的电压不低于4 v，则灯泡两端的电压范围为6 vu灯4 v，滑动变阻器两端的电压范围为3 vu滑5 v滑动变阻器接入电路的最小电阻：，即，r滑小5 滑动变阻器接入电路的最大电阻：，即，r滑大12.5 所以满足要求时，滑动变阻器连入电路的阻值范围为5 r滑12.5 。4(2016石家庄新华区中考模拟)在图1的电路中，电源电压保持不变，r1r212。只闭合s1时，电流表的示数是0.4 a，此时灯泡正常发光，r1消耗的功率为p1；只闭合s2时，r2消耗的功率为p2，且p1p289，小灯泡电流与电压关系图象如图2所示。求：(1)小灯泡的额定功率。(2)电源电压。(3)若电压表用15 v量程，电流表用0.6 a量程，若用一个“50 0.5 a”的变阻器替换小灯泡，在只闭合s2时，调节滑片的情况下，电路的最大功率和最小功率分别是多少？解：(1)小灯泡的额定功率：p额u额i额10 v0.4 a4 w；(2)当只闭合s1时，r1与灯l串联，r1的功率p1ir1当只闭合s2时，r2与灯l串联，r2的功率p2ir2因为p1p2ir1ir289，r1r212，所以i1i243由题意知，小灯泡正常发光时电流i10.4 a，所以i20.3 a由图象可得此时灯两端的电压为6 v因电源电压不变，所以10 v0.4 ar16 v0.3 a2r1，解得r120 所以，r240 ，电源电压u10 v0.4 a20 18 v；(3)只闭合s2变阻器替换小灯泡时，r2与变阻器串联。根据p总可知，当r变越小时总功率越大，考虑两个表所能承受的最大值。当电压表示数最大时u215 v，i0.375 a0.5 a。此时电流表和滑动变阻器都不过载。可知当电流表取最大值0.6 a时，电压表一定超载。所以电路中所能流过的最大电流是0.375 a，这时电路的总电阻为18 v0.375 a48 ，滑动变阻器的阻值为48408 。这时电路的总功率最大为p总最大ui18 v0.375 a6.75 w；当r变最大时总功率最小，此时电路中的电流最小、电压表示数最小。所以r变取最大的50 ，电路的总功率最小为p总最小3.6 w。5(2016海港区一模)如图甲所示的电路中，r2为滑动变阻器，r1、r3为定值电阻，电源两端电压保持恒定不变。改变滑片p的位置，两电压表的示数与电流表的示数对应关系的图象分别表示在图乙所示的坐标系中。则：(1)r1的阻值为多少？(2)电源的电压为多少？(3)若将电阻r3换为标有“6 v6 w”的小灯泡(灯丝电阻不变)，求在电路安全的情况下，小灯泡消耗的最大功率与最小功率之比。解：(1)r1的阻值由图乙可知：r11 ；(2)p在a点时：示数示数3 v；此时电路中电流为3 a；则：u源3 v3 ar3p在b点时：示数1 v，示数9 v，此时电路中电流为1 a；则：u源9 v1 ar3联立得：r33 ，u源12 v；(3)r灯6 ；r28 ；p在b端时，小灯泡消耗功率最小p最小i2r灯()2r灯()26 3.84 w；p最大6 wp最大p最小6 w3.84 w2516。6(2016张家口二模)如图甲所示电路，电源电压保持不变。灯泡l标有“6 v3 w”字样。只闭合开关s1，滑片处于a点时，灯泡恰好正常发光；只闭合开关s2，滑片p由a点移动到b点过程中，电压表示数的变化量为2.1 v，电压表示数与电流表示数的变化图象如图乙所示。求：(1)小灯泡l正常发光时的电阻。(2)滑片p在a、b两点时，r的电功率的变化量。(3)只闭合s2，滑片p分别在a点和b点