电学计算题分类例析教案

1、电学计算题分类例析教案教案编写:黄舰 2008年奥运年编写说明:电路计算是初中物理的重点知识,它已成为历年来中考的必考内容。在2007年各省市的试卷中,考查本部分内(包括计算型填空题、选择题的分值比例平均占到16%,重庆、辽宁等地高达22%。主要考点有:记住欧姆定律的内容、表达式,并能熟练运用欧姆定律分析解决简单的电路问题;知道串并联电路中电流、电压、电阻的关系,并会运用这些知识分析解决简单的串、并联问题;知道电功、电功率的公式,并会求解简单的问题;知道额定电压、额定功率、实际功率以及它们之间的关系;记住焦耳定律公式并能用焦耳定律进行求解通电导体发热问题。1、简单串并联问题解决串、并联电路的问

2、题,首先要判断电路的连接方式,搞清串并联电路中电流、电压、电阻的关系,结合欧姆定律和其它电学规律加以解决。例1、(上海如图所示的电路中,电阻R 1的阻值为10。闭合电键S ,电流表A 1的示数为0.3A ,电流表A 的示数为0.5A.求(1通过电阻R 2的电流.(2电源电压.(3电阻R 2的阻值 解析:(1并联电路电流关系21I I I +=,则通过电阻R 2的电流A A A I I I 2.03.05.012=-=-=(2并联电路各支路电压相等,则电源电压V A R I U U U 3103.01112=(3由欧姆定律R U I =得I U R =,则=152.03222AV I U R例2

3、、(大连如图所示,小灯泡标有“2.5V ”字样,闭合开关S 后,灯泡L 正常发光,电流表、电压表的示数分别为0.14A 和6V.试求(1电阻R 的阻值是多少?(2灯泡L 消耗的电功率是多少?解析:根据题意,闭合开关S 后,电压表的示数6V ,电流表示数为0.14A , 则:电源电压 U=6V 电路中的电流 I R =I=0.14A电阻R 两端电压 U R =U-U L =6V-2.5V=3.5V(1 由欧姆定律R U I =得:=2514.05.3AV I U R R R (2小灯泡的电功率:W A V I U P R L L 35.014.05.2=例3、(漳州 如图所示,电源电压不变.闭合

4、开关S ,小灯泡L 恰好正常发光。已知R 1=12,电流表A 1的示数为0.5A ,电流表A 的示数为1.5A 。求:(1电源电压;(2灯L 的电阻;(3灯L 的额定功率。 解析:(1电源电压V A R I U 6125.011=(2 通过灯L 的电流A A A I I I L 15.05.11=-=-=灯L 的电阻=616AV I U R L L (3灯L 的额定功率W A V UI P L L 616=2、生活用电问题家庭电路与我们的生活密切相关,家用电器在家庭里越来越多,有关生活用电问题的计算自然成为中考的热点。例4、(芜湖小欣家的电冰箱功率是0.2kW 。双休日全家外出的两整天里,只有

5、电冰箱在自动间歇工作。这两天前后,电能表示数如图所示。则这两天时间内,电冰箱消耗的电能是多少?实际工作时间是多长? 解析:电冰箱消耗的电能 2.3kwh kwh 1645.8-kWh 1648.1W = 电冰箱实际工作时间h kwkwh P W t 5.112.03.2=例5、(大连小王家电能表上标有“220V 10A”字样,他家原有电器的总功率是1500W 。最近新买了一个电热水器,铭牌上部分数据如下表所示。(计算结果保留小数点后两位小数 求:(1电热水器的额定电流是多少安培?(2电热水器正常工作时的电阻是多少欧姆? (3将电热水器接入家庭电路后,通过计算回答他家的用电器能否同时使用?解析:

6、(1根据P=UI 求得热水器得额定电流 A VW U P I 45.5220120011=(2由R U I =得I U R = 热水器正常工作得电阻=37.4045.5220AV R(3原有用电器同时工作时电路中得电流A AW U P I 82.6220150022= 假如原来用电器同时工作,再接入电热水器,通过电能表的总电流A A A I I I 27.1282.645.521=+=+= 因为:I=12.27A>10A ,所以他家的用电器不能同时使用。例6、(佛山在家用电器中,有许多电器的电功率是不同的下表列出了小明家的部分家用电器懂得电功率。家用电器的额定电功率 件在正常工作,在这种

7、情况下,请计算:(1电路的总功率和总电流各是多少?(2如果平均每天使用3h ,一个月(按30天计算用电多少千瓦时?解析:(1电路的总功率:W W W W P 220010002001000=+=总 电路的总电流:A VW U P I 102202200=总(2kW W P 2.22200=总 一个月用电:kW h h kW t P W 1983032.2=总3、变化电路问题由于开关的通断、滑动变阻器滑片的移动改变了电路的结构,电路中的电流、电压值会发生变化,称之为变化电路问题。解决变化电路问题的关键是把动态电路变成静态电路,即画出每次变化后的等效电路图,标明已知量和未知量,再根据有关的公式和规

8、律去解题。例7(沈阳如图所示,电源电压保持不变,灯L 1和L 2上分别标有“6V 3W ”和“6V 6W ”字样,灯L 3上标有“12V ”,其它字迹模糊不清。当断开S 1,闭合S 、S 2时,其中一盏灯能长时间保持正常发光;当断开S 2,闭合S 、S 1时,电流表的示数为0.3A 。求电源电压和灯L 3的额定功率。解析:断开S 1,闭合S 、S 2时,灯L 1与L 2串联,其等效电路图为 灯L 1额定电流A V W U P I 5.063111=灯L 2额定电流A VW U P I 166222=<,21I I 灯L 1能长时间正常发光 电路中电流I=0.5A灯L 1电阻=1236(2

9、1211W V P U R 灯L 2电阻=666(22222WV P U R 电源电压V A R R I U 9612(5.0(21=+=+=断开S 2,闭合S 、S 1时,只有L 3发光,其等效电路图为 灯L 3电阻=303.09/3A V IU R 灯L 3的额定功率W V R U P8.4301223233=(额额例8、(辽宁如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器最大阻值为R 1=40,小灯泡的电阻为10且保持不变。当S 1、S 2均闭合且滑片P 滑到b 端时,电流表A 1、A 2的示数之比为3:2;当S 1、S 2均断开且滑片P 置于滑动变阻器中点时,小灯泡L 的功率为10W 。求:(

10、1电阻R 2的阻值;(2当S 1、S 2均闭合且滑片P 滑到b 端时,电压表的示数;(3整个电路消耗的最小功率。解析:(1当S 1、S 2均闭合且滑片P 滑到b 端时,小灯泡L 短路,R 1、R 2并联, 等效电路图为 232=I I,21I I I += 2121=I I 1221R R I I = =2040211212R I I R(2当S 1、S 2均断开且滑片P 置于滑动变阻器中点时,小灯泡L 和121R 串联,其等效电路图为 由L R I P 2/= A W R P I L 11010/= = 电源电压V A R R I U L 30402110(121(1/=+=+=当S 1、S

11、 2均闭合且滑片P 滑到b 端时,电压表测电源电压,其示数为30V 。(3当S 1、S 2均断开且滑片P 置于b 点时,电路总电阻最大,电路消耗的电功率最小W V R U P 18104030(22=+=4、电路保护问题电学计算题中常常遇到一些电路保护问题,这类问题往往涉及到电流表、电压表、滑动变阻器、灯泡等的保护。碰到这类问题时,充分运用电学规律和数学中的不等式,一般会使问题得到解决。例9、(呼和浩特在伏安法测电阻的实验中,电压表的示数为4.8V ,电流表的示数为0.5A 。如果改变电源电压后,电压表的示数为12V ,前后两次都用量程为00.6A 的电流表行不行?如果不行,应该怎么办?解析:

12、待测电阻的阻值=6.95.08.411A V I U R 后次测量时的电流A V R U I 25.16.91222=因为1.25A>0.6A,所以前后两次都用量程为00.6A 的电流表不行;后一次应选用03A 的电流表。例10、(梅州如图11所示,电路的电源电压和灯泡电阻不变,R 1=5,灯L 标有“8V 6.4W ”字样,电流表量程为03A ,滑动变阻器标有“2A ”字样。(1只闭合S 1时,电流表的示数为0.6A ,求电源电压。(2闭合S 1、S 2、S 3,滑片移到b 端时,电流表的示数为I 总=2A ,求变阻器的最大阻值。(3若电压表的量程为03V ,电流表的量程为03A ,只

13、闭合S 2时,在保证电路安全的情况下,求变阻器连入电路的阻值范围。解析:(1只闭合S1时,电路中L 、R 1串联,电路电流I=0.6A 。 灯L 的电阻:=104.6822WV P U R L (额额则电源电压V A R R I U L 95106.01=+=+=(2S 1、S 2、S 3均闭合时,电路中滑动变阻器和R 1并联,灯L 没有电流通过。通过R 1的电流为A V R U I 8.15911=通过滑动变阻器的电流为A A A I I I ab 2.08.121=-=-=总 所以滑动变阻器的最大阻值为=452.09max AV I U R ab (3只闭合S 2时,电路中L 和滑动变阻器

14、串联。为了保护电流表,电路中的电流应满足 A I 3为了保护滑动变阻器,应有 A I 2 为了保护灯泡,应有A VW U P I I 8.084.6=额额额由此可知A I 8.0,因此有A R R R U I L 8.0109+=+=滑滑 为了保护电压表,应满足V R R R R R U U L 3109+=+=滑滑滑滑滑 解以上两式得 525.1滑R即变阻器接入电路得阻值范围为525.1滑R5、开放性问题题目条件不确定,求解问题不指明,解答方法不惟一,答案形式多样化的题型,称之为“开放题”。解答开放性问题,要对题目所给的条件、过程、结论,进行全面的分析。对于自行补充条件的开放题,补充的条件要

15、适当,使问题得以简单解决。例11、(江西如图12所示,R 1为12的定值电阻,电源电压为9V ,开关闭合后电流表示数为0.5A ,通电5min.请你根据这些条件,求出与电阻R 2有关的四个电学物理量解析:(1通过R 2的电流A I I I 5.012= (2V A IR U 6125.011=R 2两端的电压V V V U U U 36912=-=-=(3R 2的阻值=65.03222AV I U R (4R 2的电功率W A V I U P 5.15.03222=(5通过R 2的电量C s A t I Q 1506055.022=(65min 内R 2做功J s W t P W 4506055.122=(7R 2产生的热量J W Q 45022=例12、(武汉如图13所示的电路,R 1与R 2并联,