2015年中考物理复习专题《电学计算》.doc

2015年中考物理复习专题电学计算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像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.题型之一 欧姆定律的综合题串并联电路中的电流、电压、电阻规律和欧姆定律是该类试题考查的知识点，开关、滑动变阻器的变化带来电路变化是该类试题的特点，物理量的对应性是该类试题的易错点，实际应用型计算是该类计算题的难点. （2014绵阳）亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映的环境温度变化的电路，其电路原理图如图甲所示.其中，电源两端电压U=4 V（恒定不变），是电压表，量程为03 V，R0是定值电阻，R0=300 ，R2是热敏电阻，其电阻环境温度变化的关系如图乙所示.闭合开关S后，求：（1）当环境温度为40 时,热敏电阻R1的阻值是多少? （2）当环境温度为40 时,电压表的示数是多少?（3）电压表两端的电压不能超过其最大测量值,则01此电路所允许的最高环境温度是多少?点拨：以“环境温度”为线索，可以在图像上找到此时热敏电阻的阻值Rt1，再利用公式I1=U/R总求出电路中的电流，进而利用公式UR0= I1R0求出电压表的示数.已知电压表的示数求环境温度，与上述过程相反.1. （2013遂宁）如图所示，R1=20 ，U =6 V.若只闭合开关S1、S3，电流表的示数为0.5 A，则R2的阻值为多大？2. （2014益阳）如何用一个电压表和一个已知电阻来测某未知电阻的阻值？小林设计了如图所示的电路.实验时，已知R1为9 ，在闭合S的情况下，断开S1时电压表的示数为1.8 V时，闭合S1时，电压表的示数为2.7 V.整个实验过程中电池的电压不变，求： （1）电源电压； （2）被测电阻R2的阻值.3. （2014汕尾）如图所示是分别测量定值电阻R 和小灯泡L 两端电压和通过的电流后 得到的U-I 关系图线.根据图像求： （1）定值电阻R的阻值. （2）小灯泡L两端电压为2 V时，小灯泡的阻值为多少？4. （2014自贡）如图所示，电源电压保持不变，电流表使用00.6 A的量程，电压表使 用03 V的量程，定值电阻R1=5 ，灯泡电阻R2=8 ，滑动变阻器的最大阻值R3=20 . （1）开关S1断开，S2闭合，电流表示数为0.25 A，电压表示数为2.5 V，求电源的电压和滑动变阻器接入电路的电阻值； （2）将开关S1闭合，S2断开，移动滑动变阻器的滑片，为了保证电流表和电压表不超过.其量程，滑动变阻器接入电路的电阻值只能在什么范围内变化.5. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R2为20 .闭合开关，滑动变阻器R3的滑片在b端时，电压表的示数为3 V，滑片移到中点时，电流表的示数为0.45 A，滑片移到a端时，电压表的示数为9 V，求： （1）电阻R1的阻值. （2）滑动变阻器R3的最大电阻. （3）电源电压U.6. （2014上海）小陆同学做“用电流表、电压表测电阻”实验，现只有电源（电压大于3伏且保持不变）、待测电阻Rx、电压表（015伏量程档损坏）、阻值为10欧的定值电阻R1、阻值为30欧的定值电阻R2、电键及导线若干.他经过思考，进行了三次实验，电路图及闭合开关S后对应的电压表的示数分别如图a、b、c所示.求： （1）小陆同学所用电源的电压U. （2）待测电阻Rx的阻值.（计算电阻时，精确到0.1欧）7. （2014安徽）实际测量中所使用的电流表是由小量程电流表改装而成的.图a中G是满偏电流（即小量程电流表允许通过的最大电流）Ig=3 mA的电流表，其电阻Rg=10 ，要把它改装为一个量程为3 A的电流表（如图b），问： （1）当通过小量程电流表的电流为满偏电流时，它两端的电压为多少； （2）需要给它并联一个多大的电阻R0；（计算结果小数点后保留两位数字） （3）设改装后的电流表的电阻为R，比较R与R0的大小关系，并简单地说明理由.题型之一 欧姆定律的综合题例1（1）由图像可知，当环境温度为40 时，热敏电阻Rt1=200 .（2）当环境温度为40 时，电路中的电流I1=U/R总=4 V/（200 300 ）=0.008 A，电压表的示数为U R0= I1 R0=0.008 A300 =2.4 V.（3）当电压表的示数为3 V时，电路中的电流I2=U/R=3 V/300 =0.01 A，则Rt2= U Rt2/I2=（4 V3 V）/0.01 A=100 ，由图像可知，此时环境温度为80 ，即此电路允许的最高温度为80 .针对训练1.只闭合开关S1、S3时，R1和R2并联，则：R1中电流I1= U/R1=6 V/20 =0.3 AR2中电流I2=II1=0.5 A0.3 A=0.2 AR2 =U/I2=6 V/0.2 A=30 2.（1）当S、S1闭合时，电压表的示数即为电源电压，即U=2.7 V（2）当S闭合，S1断开时，R2两端的电压U2=1.8 VR1两端的电压U1=2.7 V-1.8 V=0.9 V由=得R2=18 3.（1）由图像可知，定值电阻w R=5 （2）由图像可知，小灯泡L两端电压UL=2 V时，通过小灯泡的电流IL=0.5 A，则小灯泡的电阻RL=UL/IL=2 V/0.5 A=4 4.(1)变阻器连入电路的电阻R3=10 电源电压U=IR总=0.25 A(10 +8 )=4.5 V(2)定值电阻与变阻器串联,为了保证电流表和电压表不损坏,电路最大电流为0.6 A时变阻器的电阻R min=2.5 电压表的最大示数为3 V时变阻器的电阻Rmax=10 变阻器的电阻变化范围是2.5 10 5.P在b端时,有U=P在a端时,有U=P在中点时,有U=0.45 A(R1+R2+R3)联立、成方程组，解得：R1=10 ,R3=60 ,U=27 V.6.（1）由a图知，UVa/R1=（UUV a）/R2，即1.5 V/10 =（U1.5 V）/30 ，解得U=6 V（2）由b图知，UVb/Rx=（UUV b）/R2，即1 V/Rx =（6 V1 V）/30 ，解得Rx =6 由c图知，UVc/Rx=（UUV c）/R1，即2.2 V/Rx =（U2.2 V）/10 ，解Rx =5.8 则Rx =（6 5.8 ）/2=5.9 .7.（1）当通过小量程电流表的电流为满偏电流时，它两端的电压为U=IgRg=0.003 A10 =0.03 V（2）两个电阻并联时，通过R0的电流为I0=I最大-Ig=3 A-0.003 A=2.997 A并联电阻为R0=0.01 （3） 电阻并联相当于增加了导体横截面积，总电阻比最小的电阻都小，所以R小于R0，根据并联电路特点，由于R0远小于Rg，所以（Rg+R0）Rg所以R0.题型之二 电功率的综合题该类试题或以常见的家用电器为题材，或为动态电路为载体，涉及的公式与规律多，综合性强，难度大. （2014潍坊）如图所示的电路中，电源电压为5 V且保持不变，电流表量程为00.6 A，电压表量程为03 V，R1为滑动变阻器，R2=20 ，灯泡L标有“4 V 1.6 W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响）.在仪表和灯泡安全工作的情况下，求：（1）开关S1断开，S2和S3闭合时，滑动变阻器R1消耗的最大功率；（2）开关S1闭合，S2和S3断开时，滑动变阻器R1允许的取值范围.点拨：开关S1断开，S2和S3闭合时，灯泡L短路，滑动变阻器R1和定值电阻R2并联，当通过R1的电流最大时，R1有最大功率；此时，应防止电流表被烧坏.当开关S1闭合，S2和S3断开时，滑动变阻器R1与灯泡L串联，既要防止灯泡被烧坏，又要防止电压表被烧坏.1. （2014宁波）如图电路中，电源电压不变.当只闭合S1时，电压表示数为3 V，电流表示数为0.2 A.则： （1）1 min内电路消耗的电能为多少？ （2）把两表的位置互换后，闭合S1、S2，电流表的示数为0.5 A，此时R2消耗的电功率 P2为多少？2. （2014苏州）如图所示的电路中，电源电压恒为12 V，电阻R1的阻值为10 ，电阻R2的阻值为30 ，电流表 A的量程取00.6 A，闭合开关S. （1）求通过电路的电流I. （2）求电阻R1消耗的功率P1. （3）现用标有“20 1 A”字样的滑动变阻器R3替换电阻R2，为使电路中各元件安全，求变阻器R3连入电路的阻值范围.3. （2014福州）某元件（阻值不变）标有“6 V 6 W”字样，将该元件与灯L接入电路中，如图甲所示.通过灯L的电流随电压变化的图像如图乙所示，电流表量程为“ 00.6 A”，电压表量程为“03 V”.闭合开关，在保证电路各元件都安全的情况下，灯L消耗的最大功率为多大？ 4. （2014德州）汽车尾气是造成雾霾指数PM2.5升高的原因之一，某物理实验小组的同学们设计了如图所示的有害尾气排放检测电路.在一项针对某种有害尾气浓度进行的测试中，气敏电阻的阻值随有害尾气浓度变化的部分数据如下表所示.已知电源电压12 V恒定不变，R0为定值电阻，R为气敏电阻.有害尾气浓度%Vol57.51012.515R/5.23.932.52 （1）测试过程中，当电压表读数为7 V时，电流表的读数为1 A，求电阻R0的阻值. （2）当这种有害尾气浓度增大到15% Vol时，求电压表的示数（结果保留一位小数）. （3）当电路消耗的总功率为18 W时，有害尾气的深度是多少.5. （2014凉山）如图所示,小灯泡标有“6 V 3 W”字样，R1=6 ，R2=3 ，设灯丝的 电阻不变.求： (1)当S1断开，S2闭合时，灯恰好正常发光，求电源电压； (2)当S1、S2都闭合时，电流表的示数是多少？ (3)当S1、S2都断开时，电路中的总功率是多少？6. （2014泰州）如图是家庭电路的一部分.电能表的电流规格是“10(40) A”，L是“220 V 22 W”的节能灯，插座上接入“220 V 220 W”的电视机 (图中未画出).灯和电视机同时工作，求： （1）通过电能表的电流； （2）连续工作4 h消耗多少 kWh的电能； （3）该电路中还能接入的用电器的最大功率.7. （2014云南）电信公司机房接到某用户反映，他家的电话不能使用.经过机房人员初 步测试，判断为接入该用户的电话线某处短路.为了确定短路的具体位置，机房人员利用 测量仪器接成如图所示的电路进行测量.已知电话线由两根导线并排而成，该用户到机房 的电话线长5 km，设单根电话线每米的电阻为310-3 ，测量时电压表示数为12 V， 电流表示数为1 A.若只考虑电话线的电阻，求： （1）该用户家到机房单根电话线的电阻值； （2）短路位置到机房的距离s; （3）测量时电路消耗的功率.8. （2014株洲）用12 V的电源为微型电动机供电的电路如图甲所示.当单刀双掷开关S1、 S2均向上合上时，电动机开始转动，电流I随时间t 变化的图像如图乙所示.当电流稳定 时，电动机正常工作.已知电动机转动时欧姆定律不适用，并忽略温度对电阻的影响，试 解答下列问题. （1）当单刀双掷开关S1、S2合上时可实现电动机的反转. （2）当电动机正常工作时，电动机消耗的电功率为 W. （3）求电动机的电阻及正常工作时的输出功率.题型之二 电功率的综合题例2（1）开关S1断开，S2和S3闭合时，灯泡L短路，滑动变阻器R1和定值电阻R2并联，此时通过R2的电流I2=U/R2=5 V/20 =0.25 A；电流表的最大测量值为0.6 A，则通过滑动变阻器的最大电流I1=II2=0.6 A0.25 A=0.35 A，则R1的最大功率PR1=UI1=5 V0.35 A=1.75 W.（2）灯泡L的额定电流IL= PL/UL=1.6 W/4 V=0.4 A，灯泡的电阻RL= UL/IL=4 V/0.4 A=10 .当开关S1闭合，S2和S3断开时，滑动变阻器R1与灯泡L串联，此时有：U/R总PL/UL，即5 V/（10 R1）0.4 A，解得R12.5 ；UR1/R总3 V，即5 VR1/（10 R1）3 V，解得R115 ；故滑动变阻器R1允许的取值范围为2.515 .针对训练1.（1）W=UIt=3 V0.2 A60 s=36 J.（2）=15 ，=6 ,R2=R-R1=15 -6 =9 ，=1 W.2.（1）电路的总电阻：R=R1+R2=10 +30 =40 电路的电流：=0.3 A（2）电阻R1两端的电压：U1=IR1=0.3 A10 =3 V电阻R1消耗的功率：P1=U1I=3 V0.3 A=0.9 W（3）电路允许通过的最大电流：I最大=0.6 A电路总电阻的最小值：=20 变阻器R3的最小值R3最小=R最小-R1=20 -10 =10 变阻器R3的最大值即为：R3最大=20 变阻器R3的阻值范围为1020 3.元件R的额定电流IR=PR/UR=6 W/6 A=1 A元件R的阻值R= UR/IR=6 V/1 A=6 电压表量程为“03 V”，为了保证电压表不被烧坏，电路中的最大电流I=U/R=3 V/6 =0.5 A电流表量程为“00.6 A”，可见电路中的最大电流I=0.5 A由图像可知，此时灯L两端UL=2 V，则灯L的最大功率PL=UL I=2 V0.5 A=1 W4.(1)由串联电路电压表关系，U=UR+UR0，得：UR0=U-UR=12 V-7 V=5 Vxkb 1由欧姆定律,得:=5 .(2)由表中数据可知，当有害尾气浓度增大到15% Vol时，R1=2 由串联电路电阻关系，得：R总1=R1+R0=2 +5 =7 ,由欧姆定律，得：UR1=I1R1=2 =3.4 V(3)由公式P=UI,得I=1.5 A由欧姆定理,得:R总2=8 (或R总2=8 )由串联电路电阻关系, R总2=R2+R0,得：R2=R总2-R0=8 -5 =3 查表可得：有害尾气的浓度是10%Vol.5.（1）当S1断