四川省达州市2020年中考物理二轮复习 计算题05 类型五 电学综合计算题型突破课件

类型5电学综合计算,1.在如图所示电路中，小灯泡l标有“4v1.6w”字样，定值电阻r1=20，滑动变阻器r2允许通过的最大电流为1a，电流表a1的量程为00.6a，电流表a2的量程为03a，电压表的量程为03v，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。只闭合开关s2时，电压表的示数为2v；将滑动变阻器滑片滑到最左端，闭合所有开关，此时电流表a2示数为0.5a。求：(1)电源电压；(2)滑动变阻器r2的最大阻值；(3)只闭合开关s3，在电路安全的情况下，小灯泡电功率的变化范围。,解：(1)由p=u2/r可得，灯泡l的电阻：rl=ul额2/pl额=(4v)2/1.6w=10，只闭合开关s2时，灯泡l与电阻r1串联，电压表测l两端的电压，此时电路中的电流：i=ul/rl=2v/10=0.2a，电源电压：u=i(rl+r1)=0.2a(10+20)=6v；,(2)将滑动变阻器滑片滑到最左端，闭合所有开关，电阻r1与r2的最大阻值并联，电流表a2测干路电流，此时电路的总电阻：r=u/i=6v/0.5a=12，1/r=1/r1+1/r2，即1/12=1/20+1/r2，解得：r2=30，即滑动变阻器r2的最大阻值为30；,(3)只闭合开关s3时，灯泡l与滑动变阻器r2串联，电流表a1测电路中的电流，电压表测l两端的电压，当电压表的示数ul=3v时，灯泡两端的电压最大，其实际电功率最大，plmax=ul2/rl=(3v)2/10=0.9w，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，灯泡l消耗的电功率最小，此时电路中的电流：imin=u/(rl+r2)=6v/(10+30)=0.15a，则灯泡的最小电功率：plmin=i2minrl=(0.15a)210=0.225w，所以小灯泡电功率的变化范围为0.2250.9w。,2.如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器r最大阻值为10，小灯泡l标有“6v3w”字样。闭合开关ss1s2，滑动变阻器滑片p移至最左端时，小灯泡l恰好正常发光。闭合开关ss1，断开开关s2，电压表的示数为3.6v，忽略小灯泡电阻随温度的变化。求：(1)电源电压及小灯泡l的电阻；(2)r1的阻值；(3)闭合开关ss2，断开开关s1，滑动变阻器消耗的电功率为0.72w时，电流表的示数。,解：(1)由图知，闭合开关ss1s2，滑动变阻器滑片p移至最左端时，变阻器接入电路的阻值为0，此时r1被短路，电路为灯泡的基本电路；因为小灯泡l恰好正常发光，所以电源电压：u=ul=6v，由p=u2/r可得，小灯泡l的电阻：rl=u2l额/pl额=(6v)2/3w=12；,(2)闭合开关ss1，断开开关s2，小灯泡l与电阻r1串联，电压表测小灯泡l两端的电压，电压表的示数为3.6v，则r1两端的电压：u1=u-ul=6v-3.6v=2.4v，忽略小灯泡电阻随温度的变化，根据串联电路中电流的规律可得：ul/rl=u1/r1，代入数据，3.6v/12=2.4v/r1，解得：r1=8；,(3)闭合开关ss2，断开开关s1，移动滑片p，滑动变阻器与灯泡串联，滑动变阻器的电功率为0.72w时，设此时滑动变阻器接入电路的电阻是r，此时电流表的示数为i，此时该电路的电流：i=u/(rl+r)=6v/(12+r)，此时滑动变阻器的功率：p=i2r=0.72w，联立解得：i=0.2a或0.3a，当滑动变阻器接入阻值最大为10时，电路中电流最小，则imin=u/(rl+r)=6v/(12+10)0.27a，所以i=0.2舍去，即此时电流表的示数为0.3a。,3.如图甲所示，电源电压保持不变。小灯泡l标有“4v0.5a”字样，电流表量程为00.6a，电压表量程为03v，滑动变阻器r1的最大阻值为20。只闭合开关ss1，调节滑动变阻器的滑片p，得到电流表与电压表示数关系如图乙所示。求：(1)小灯泡的额定功率；(2)电源电压及定值电阻r2的阻值；(3)只闭合开关s和s2，移动滑动变阻器的滑片p，小灯泡l的i-u图像如图丙所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器r1允许的取值范围。,解：(1)小灯泡的额定功率：pl额=ul额il额=4v0.5a=2w；(2)只闭合ss1时，滑动变阻器r1与r2串联，电压表测滑动变阻器r1两端的电压，电流表测电路中的电流，电源电压：u=u1+ir2，在图乙中取两组数据代入公式，可得：u=3.0v+0.2ar2，u=1.0v+0.4ar2，联立解得：u=5v，r2=10；,(3)只闭合开关s和s2，灯泡l和滑动变阻器r1串联，电压表测量滑动变阻器r1两端的电压，电流表测电路中的电流，由串联电路的分压规律可知，当电压表示数最大为3v时，r1接入电路的电阻最大，电路中电流最小，此时小灯泡两端电压：ul=u-u1max=5v-3v=2v，由图丙可知电路中最小电流：imin=0.4a，则r1接入电路的最大电阻：r1max=u1max/imin=3v/0.4a=7.5；灯泡l正常工作时电流：imax=0.5a0.6a(电流表安全)，灯泡l正常工作时的电压为4v，此时滑动变阻器两端的电压：u1min=u-ul额=5v-4v=1v，则r1接入电路的最小电阻：r1min=u1min/imax=1v/0.5a=2，所以滑动变阻器r1允许的取值范围是27.5。,4.如图所示，电源电压恒为4.5v，灯泡l上标有“3v1.5w”字样，滑动变阻器r2上标有“151a”字样，定值电阻r1阻值为10，电流表量程为03a，电压表量程为03v，不计温度对灯丝电阻的影响。求：(1)灯泡正常工作时的电阻；(2)当开关ss1s2闭合，s3断开时，电路的最小总功率；(3)当开关ss3闭合，s1s2断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器r2的取值范围。,解：(1)由p=u2/r得，灯泡正常工作时的电阻：rl=u2l额/pl额=(3v)2/1.5w=6；(2)当开关ss1s2闭合，s3断开时，灯泡l被短路，定值电阻r1与滑动变阻器r2并联，当滑动变阻器r2接入电路的阻值最大为15时，电路的总电流最小，电路的总功率最小，通过r1的电流：i1=u/r1=4.5v/10=0.45a，通过滑动变阻器r2的电流：i2=u/r2=4.5v/15=0.3a，电路的最小总功率：pmin=u(i1+i2)=4.5v(0.45a+0.3a)=3.375w；,(3)当开关ss3闭合，s1s2断开时，r1断路，灯泡l与滑动变阻器r2串联，电压表测滑动变阻器r2两端电压；灯泡的额定电流：il额=pl额/ul额=1.5w/3v=0.5a，因为灯泡额定电流il额=0.5a，电流表量程为03a，滑动变阻器标有“151a”字样，所以，在确保电路元件安全的情况下，电路中最大电流为imax=il额=0.5a，此时滑动变阻器r2连入电路阻值最小，则电路的最小总电阻：rmin=u/imax=4.5v/0.5a=9，滑动变阻器r2连入电路的最小阻值：r2min=rmin-rl=9-6=3；因为电压表量程为03v，所以在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器两端电压最大为u2max=3v时，此时滑动变阻器r2连入电路的阻值最大，此时电路中的最小电流：imin=(u-u2max)/rl=(4.5v-3v)/6=0.25a，滑动变阻器r2连入电路的最大阻值：r2max=u2/imin=3v/0.25a=12，综上所述，滑动变阻器r2的取值范围为312。,5.如图所示，电源电压保持不变，闭合开关s，当滑片p置于滑动变阻器r2的最右端b处时，电压表的示数为4v，定值电阻r1的功率为0.8w；当滑片p置于滑动变阻器r2的中点时，电压表的示数变化了1v。求：(1)电源电压；(2)r1的阻值；(3)电路前后电流之比；(4)电路总功率变化量。,解：(1)由电路图可知，r1与r2串联，电压表测滑动变阻器r2两端的电压，当滑片p置于滑动变阻器r的最右端b处时，电路中的电流：i1=u/(r1+r2)，则滑动变阻器两端的电压：u2=i1r2=u/(r1+r2)r2=4v，由图知，当滑片p置于滑动变阻器r2的中点时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，由串联分压的规律可知，电压表的示数减小，即此时滑动变阻器两端的电压：u2=u2-u=4v-1v=3v，同理可得，此时滑动变阻器两端的电压：u2=u/(r1+r2/2)r2/2=3v，联立解得：r2=2r1，将代入式可得：u/(r1+2r1)2r1=4v，解得：u=6v，即电源电压为6v；,(2)当滑片p置于滑动变阻器r2的最右端b处时，电压表的示数为4v，定值电阻r1两端的电压：u1=u-u2=6v-4v=2v，此时定值电阻r1的功率为0.8w，即p1=u21/r1=(2v)2/r1=0.8w，解得：r1=5；(3)r2=2r1=25=10，电路前后电流之比：i1i2=u/(r1+r2)u(r1+r2/2)=(15+10)(15+5)=23；(4)电路总功率变化量：p=p2总-p1总=u2/(r1+r2/2)-u2/(r1+r2)=(6v)2/(5+5)-(6v)2/(5+10)=1.2w。,6.如图所示，灯泡l上标有“6v2.4w”字样，电流表量程为00.6a，电压表量程为015v。滑动变阻器的最大电阻为160。只闭合s1，滑片置于某点a时，滑动变阻器接入电路中的电阻ra=40，电压表示数ua=12v，电流表示数为ia；只闭合s2，滑片置于某点b时，滑动变阻器接入电路中的电阻为rb，电流表示数为ib。已知iaib=34，rbr0=32(灯丝电阻不随温度变化)，滑片移动过程中，灯泡电压不超过额定值，电表示数不超过量程。求：(1)小灯泡正常发光时的电阻；(2)定值电阻r0和电源电压u；(3)只闭合s1时，电路消耗的最小功率。,解：(1)由p=ui=u2/r得，灯泡正常发光时的电阻rl=u2l额/pl额=(6v)2/2.4w=15；(2)只闭合s1时，滑动变阻器ra和定值电阻r0串联，电压表示数ua=12v，已知电阻ra=40，由i=ur得，此时电路中电流，即电流表示数：ia=ua/ra=12v/40=0.3a，则电源电压：u=ua+iar0=12v+0.3ar0，只闭合s2，滑片置于某点b时，滑动变阻器接入电路中的电阻为rb，小灯泡l与rb串联，电流表示数为ib，由题意知，iaib=34，则ib=4/3ia=4/30.3a=0.4a，电源电压：u=ib(rb+rl)=0.4a(rb+15)，已知rbr0=32，联立解得：r0=20，u=18v；,(3)只闭合s1时，滑动变阻器和定值电阻r0串联，要使电路消耗的功率最小，则滑动变阻器这时连入电路的阻值达到最大值设为r最大，即此时滑动变阻器两端的电压可以达到电压表的最大量程15v，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得：(u-umax）/r0=umaxrmax，即(18v-15v)/20=15vrmax，解得：rmax=100，而滑动变阻器r的最大电阻为160，即滑动变阻器连入电路的阻值可以最大达到100，则电路中的最小电流：imin=u滑max/rmax=15v/100=0.15a，消耗的最小功率：pmin=uimin=18v0.15a=2.7w。,7.如图甲所示电路中，电源电压保持不变。灯泡l标有“6v3w”字样。只闭合开关s1，滑片p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2.1v，电压表示数与电流表示数的变化图像如图乙所示。求：(1)小灯泡l正常发光时的电阻；(2)滑片p在ab两点时，r的电功率变化量；(3)只闭合开关s2，滑片p分别在a点和b点