2022年中考物理复习培优讲义 17-11电学综合计算(知识点+培优练习).doc
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1、微专题 17-11电学综合计算 例 1、在如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变R1、R2为定值电阻,已知电灯 L 的伏安 特性曲线(即电流随两端电压的变化图像)如图乙所示当开关 S1、S3闭合,S2断开时, 电流表的示数为 0.26 A;当开关 S2、S3闭合,S1断开时,电流表的示数为 1.25 A;当开 关 S3闭合,S1、S2断开时,电流表的示数为 0.2 A求: (1)当开关 S1、S3闭合,S2断开,5 min 内电路消耗的电能是多少? (2)当开关 S3闭合, S1、S2断开,R2消耗的电功率是多大? 甲乙 【答案】(1) 390 J;(2) 0.24 W. 【解析】(1)当开关
2、S1、S3闭合,S2断开时,电路中只有 L 工作, 已知IL0.26 A,由图像可知:UL5 V,则电源电压UUL5 V, WUILt5 V0.26 A300 s390 J; (2)当开关 S2、S3闭合,S1断开时,电路中只有R1工作,R1 U I1 5 V 1.25 A4 . 当开关 S3闭合, S1、S2断开时,R1、R2和 L 三者串联, 已知I0.2 A,由图像可知:UL3 V, U1IR10.2 A4 0.8 V,U2UU1UL5 V0.8 V3 V1.2 V, P2U2I1.2 V0.2 A0.24 W 例 2、如图所示,电源电压保持不变,电流表的量程为 00.6 A, 电压表的
3、量程为 015 V,R120 ,滑动变阻器R2的规格为 “100 1 A” (1)闭合开关 S1,断开开关 S2、S3,电流表示数为 0.4 A,求电源 电压 (2)闭合开关 S3,断开开关 S1、S2,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表的示数为 4 V, 求R3的阻值 (3)闭合开关 S1、S2和 S3,在不损坏电流表、电压表的情况下,求滑动变阻器R2的阻值取 值范围 【答案】(1) 8 V;(2) 50 ;(3)40100 . 【解析】(1)闭合开关 S1,断开开关 S2、S3,为R1的简单电路,电流表示数为 0.4 A,根据欧姆定律可 得,电源电压:UI1R10.4 A20 8 V.
4、(2)闭合开关 S3,断开开关 S1、S2,R2、R3串联,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表(测 滑动变阻器的电压)的示数为 4 V则电路中的电流:I2 U2 0.5R滑 4 V 50 0.08 A, 根据串联电路的规律和欧姆定律可得,R3的阻值:R3UU 2 I2 8 V4 V 0.08 A 50 . (3)闭合开关 S1、S2和 S3,R1、R2并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流,根据并联电 路各支路互不影响,通过R1的电流为 0.4 A;电流表的量程为 00.6 A,则干路电流最大为 0.6 A,由并联电路电流的规律,通过滑动变阻器的最大电流: I最大I总大I10.6 A0.4
5、 A0.2 A, 由欧姆定律可得,滑动变阻器连入电路的最小电阻:R滑小 U I最大 8 V 0.2 A40 ; 当滑动变阻器滑片移动最左端时,滑动变阻器接入阻值最大,总电流最小,没有超过电流表 量程,故滑动变阻器的最大电阻为 100 ,在不损坏电流表、电压表的情况下,滑动变阻器 R2的阻值取值范围为 40100 . 例 3、 如图, 电源电压一定, 已知灯泡 L 标有“6 V7.2 W”字样(灯 丝电阻不受温度影响),R110 .当 S、S1,闭合,且滑片P在 a端时,灯泡 L 正常发光;当 S、S2闭合,且P在滑动变阻器中 点处时,电流表示数为 0.2 A. (1)求灯泡 L 的电阻阻值 (
6、2)求滑动变阻器Rx的最大值 (3)通过对 S、S1、S2的控制和调节滑动变阻器,可使电路所消耗的总功率最小,请求出电 路总功率的最小值 【答案】(1) 5 ;(2) 40 ;(3) 0.72 W. 【解析】(1)因为灯泡 L 标有“6 V7.2 W”字样,所以由PU 2 R 知道,灯泡 L 的电阻阻值是: RLU 2 额 P额 (6 V) 2 7.2 W 5 . (2)由电路图可知,当 S、S1闭合,且滑片P在a端时,电路为灯泡 L 的简单电路,且灯正常 发光,所以电源电压是:UU额6 V; 当 S、S2闭合时,R1与Rx串联,电流表测电路中的电流,当P在滑动变阻器中点处时,由串 联电路特点
7、和欧姆定律知道总电阻是:R1R x 2 U I,即:10 Rx 2 6 V 0.2 A,所以滑动变阻器 Rx的最大值是:Rx40 . (3)因为RLR1,所以当闭合 S、S2,并且滑片在b端时,R1与Rx的最大阻值串联,电路的总 电阻最大,总功率最小,且电路总功率的最小值是:P最小 U 2 R1Rx (6 V) 2 10 40 0.72 W 培优训练 1 1、如图甲所示,电源电压保持不变,定值电阻R110 ,R25 .滑动变阻器R的规格 为“30 2.5 A”电流表 A2选用 03 A 的量程,电压表选用 015 V 的量程闭 合全部开关,电流表 A1的示数为 1 A求: (1)电源电压 (2
8、)若将表盘如图乙所示的电流表 A3接入电路,闭合全部开关,改变滑片位置,A3的指针 恰好指在满偏的三分之二处,滑动变阻器接入电路的可能值 (3)用一个新的电源替代原来的电源,只闭合 S,在保证电路安全的情况下,电源电压的 最大值 甲乙 2 2、如图所示的电路中,小灯泡上标有“6 V3.6 W”字样,滑动变阻器R1的 最大电阻为 40 .当只闭合 S、S2,滑动变阻器的滑片P在中点时,小灯 泡正常发光;当所有开关都闭合,滑片滑到A端时, A1、 A2的示数之比 是 31(灯的电阻保持不变)求: (1)电源电压 (2)当只闭合 S、S2,滑动变阻器的滑片P在A端时,小灯泡两端的实际电压 (3)小灯
9、泡消耗的最小电功率(不能为 0) 3 3、如图所示的电路中,电源的电压为U保持不变,闭合开关 S 后,当滑动 变阻器的滑片P位于某一位置A时,电压表的示数为 4 V;移动滑动变 阻器的滑片P位于另一位置B时,电流表的示数增大了 0.2 A,电阻R 的功率增大了 2 W,求: (1)当滑动变阻器的滑片P位于位置A时,流过定值电阻R的电流为多大? (2)当滑动变阻器的滑片P位于位置B时,定值电阻R的功率为多大? (3)该定值电阻R的阻值为多少? 4 4、如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡上标有“8 V”字样,电流表的量程为 01.2 A, 如图乙是小灯泡的电流随电压变化的图像滑动变阻器R1的最大
10、阻值为 20 ,定值电 阻R2的阻值为 9 ,当闭合 S 和 S2、断开 S1、滑动变阻器的滑片移到中点时,小灯泡恰 好正常发光求: (1)电源电压是多少? (2)闭合 S 和 S1、断开 S2,为保证电流表的安全,滑动变阻器的取值范围为多少? (3)闭合 S 和 S2、断开 S1,当滑动变阻器的阻值调到 17.5 时,这时小灯泡的功率为 3.2 W,此时电流表的读数为多少? 甲乙 5 5、家用电饭锅中自动开关一般由感温铁氧体组成,将电饭锅的自动开关 S 按下,电饭锅处 于加热状态,当感温铁氧体温度达到 103 时失去磁性,被吸铁块由弹簧弹开,使电饭 锅进入保温状态 某家用电饭锅内部电路简化示
11、意图如图甲, 某次使用该电饭锅在 220 V 的电压下煮饭过程中,通过的电流随时间变化的图像如图乙 (1)当锅内温度为 100 时,自动开关 S 与_ (选填“1”或“2”)连接,此时电饭锅 处于_ (选填“加热”或“保温”)状态 (2)该电饭锅此次工作 30 min 消耗的电能为多少? (3)电阻R1与R2的阻值之比为多少? (4)若要使该电饭锅的加热功率提高到 1 100 W,可以给电阻R1并联一个阻值为多大的电 阻R3? 甲乙 6 6、如图是一个温度可调的育苗箱电路,电源电压为 36 V,且保持 不变发热电阻R1的阻值为 40 ,R2为滑动变阻器,其阻值 变化范围为 050 ,允许通过的
12、电流足够大试求: (1)R1的最大功率是多少? (2)将滑片P移到某一位置,R2两端电压为 6 V 时,通电 5 min,电流对整个电路做的功 是多少? (3)在调节滑片P的过程中,滑动变阻器R2能达到的最大功率是多少? 微专题 17-11电学综合计算 例 1、 【答案】(1) 390 J;(2) 0.24 W. 【解析】(1)当开关 S1、S3闭合,S2断开时,电路中只有 L 工作, 已知IL0.26 A,由图像可知:UL5 V,则电源电压UUL5 V, WUILt5 V0.26 A300 s390 J; (2)当开关 S2、S3闭合,S1断开时,电路中只有R1工作,R1 U I1 5 V
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