专题12电学计算难点分析5年中考1年模拟物理分项汇编上海专用解析版.docx

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专题12电学计算难点分析5年中考1年模拟物理分项汇编上海专用解析版

专题12电学计算难点分析

一．计算题

1．（2020•上海）在如图所示的电路中，电源电压为3伏保持不变，滑动变阻器R2标有“20欧2安”字样。

只闭合开关S1，电流表示数为0.3安。

①求电阻R1的阻值；

②求通电10秒钟，电流通过电阻R1所做的功W；

③闭合开关S2，移动滑动变阻器滑片P，使R1和R2消耗的总功率最小，求此最小总功率P最小。

【解析】解：

①只闭合开关S1，电路为只有R1的简单电路，电阻R1的阻值为：

R1＝＝＝10Ω；

②通电10秒钟，电流通过电阻R1所做的功为：

W＝UI1t＝3V×0.3A×10s＝9J；

③闭合开关S2，R1R2并联，要使R1和R2消耗的总功率最小，即电路中总电阻最大，即滑动变阻器滑片P移至最右端，通过R2的最小电流为：

I2＝＝＝0.15A；

电路中最小电流I＝I1+I2＝0.3A+0.15A＝0.45A；

则最小总功率P最小＝UI＝3V×0.45A＝1.35W。

答：

①电阻R1的阻值为10Ω；

②通电10秒钟，电流通过电阻R1所做的功W为9J；

③闭合开关S2，移动滑动变阻器滑片P，使R1和R2消耗的总功率最小，此最小总功率P最小为1.35W。

2．（2019•上海）在如图所示的电路中，电源电压为12伏且保持不变，电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器R2上标有“1安”字样。

闭合电键S，电压表示数为5伏。

①求通过电阻R1的电流I1。

②求通电10秒钟后，电流通过电阻R1做的功W1。

③移动滑动变阻器滑片P过程中，电源电压与电压表示数比值的最大为3，求电压表最大示数和最小示数的差值△U1。

【解析】解：

①根据电路图可知，电压表测量R1两端的电压，又因为R1＝10Ω，

所以通过电阻R1的电流：

I1＝＝＝0.5A；

②通电10秒钟后，电流通过电阻R1做的功：

W1＝U1I1t＝5V×0.5A×10s＝25J。

③电源电压和电压表示数的比值最大为3，因电源电压12V，此时应为电压表最小值，＝3，故UV小＝4V；

滑动变阻器R2上标有“1A”字样，表示变阻器允许通过的最大电流为1A，即电路的最大电流为1A，由欧姆定律，此时电压表示数的最大值：

U1′＝I′R1＝1A×10Ω＝10V，

电压表示数的最大值和最小值的差值应为：

△U1＝10V﹣4V＝6V。

答：

①通过电阻R1的电流I1＝0.5A；

②通电10s做功为25焦。

③电压表示数的最大值和最小值的差值6V。

3．（2017•上海）在如图所示的路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20欧，闭合电键S，两电流表的示数分别为0.8安和0.3安。

①求电源电压U。

②求通过电阻R2的电流I2。

③现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个，替换前后，只有一个电流表的示数发生了变化，且电源的电功率变化了0.6瓦，求电阻R0的阻值。

【解析】解：

由电路图可知，R1与R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测电阻R1支路的电流。

①闭合电键S，两电流表的示数分别为0.8A和0.3A，

因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，

所以，干路电流I＝0.8A，通过电阻R1的电流I1＝0.3A，

并联电路中各支路两端的电压相等，

所以，由欧姆定律可得，电源电压：

U＝U1＝I1R1＝0.3A×20Ω＝6V；

②由并联电路的电流特点可得，通过R2的电流：

I2＝I﹣I1＝0.8A﹣0.3A＝0.5A；

③由题知，用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个，替换前后，只有一个电流表的示数发生了变化；

若用R0替换电阻R1，则电流表A1所在支路的电阻发生变化，电流表A1的示数会发生变化，同时干路电流也会发生变化，即电流表A的示数发生变化，不符合题意；因此只能是用R0替换电阻R2；

替换前电源的电功率：

P总＝UI＝6V×0.8A＝4.8W；

替换后电源的电功率变化了0.6W，则此时电源的电功率可能为：

P总′＝P总+△P＝4.8W+0.6W＝5.4W，P总″＝P总﹣△P＝4.8W﹣0.6W＝4.2W；

并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，替换前后R1的电流和功率均不变，

则R1消耗的功率：

P1＝UI1＝6V×0.3A＝1.8W；

因替换后R1与R0并联，且电源的电功率等于各电阻消耗功率之和，

所以，电阻R0消耗的功率可能为：

P0＝P总′﹣P1＝5.4W﹣1.8W＝3.6W，P0′＝P总″﹣P1＝4.2W﹣1.8W＝2.4W，

由P＝可得，R0的阻值可能为：

R0＝＝＝10Ω，R0′＝＝＝15Ω，

即电阻R0的阻值为10Ω或15Ω才能满足题中的要求。

答：

①电源电压U为6V；

②通过电阻R2的电流I2为0.5A；

③现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个，替换前后，只有一个电流表的示数发生了变化，且电源的电功率变化了0.6瓦，电阻R0的阻值为10Ω或15Ω。

二．解答题

4．（2021•上海）在如图所示电路中，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器R2允许通过最大电流为3A。

电流表A、A1的表盘均如图所示。

变阻器滑片P位于最大阻值处，闭合开关S，电流表A1示数为0.3A。

两电流表指针偏离零刻度线角度相同。

（1）求电阻R1的阻值；

（2）求此时经过变阻器R2的电流I2；

（3）移动变阻器滑片P，在电路安全工作的前提下，求变阻器R2消耗的最小电功率与最大电功率之比P2min：

P2max。

【解析】解：

（1）闭合开关，两电阻并联接入电路，电流表A测干路电流，电流表A1测通过R1的电流，

并联电路各并联支路两端电压相等，由欧姆定律可得电阻R1的阻值：

R1＝＝＝20Ω；

（2）干路电流表A和电流表A1偏角相同，且干路电流大于支路电流，故干路电流为0.3A×5＝1.5A，

并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过变阻器R2的电流：

I2＝I﹣I1＝1.5A﹣0.3A＝1.2A；

（3）变阻器滑片P位于最大阻值处时通过滑动变阻器的电流最小，所以通过滑动变阻器的最小电流为1.2A，

电流表A示数最大时通过滑动变阻器的电流最大，电流表A的最大示数为3A，所以通过滑动变阻器的最大电流为：

I2′＝I′﹣I1＝3A﹣0.3A＝2.7A，

由电功率公式P＝UI可知变阻器R2消耗的最小功率和最大功率的比值等于最小电流和最大电流的比值，即＝＝＝。

答：

（1）电阻R1的阻值为20Ω；

（2）此时经过变阻器R2的电流为1.2A；

（3）变阻器滑片P，在电路安全工作的前提下，求变阻器R2消耗的最小电功率与最大电功率之比P2min：

P2max＝4:

9。

5．（2018•上海）在图（a）所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R2的阻值为30Ω，电键S闭合、电键S1断开时，电流表的示数为0.4A；电键S、S1均闭合时，电流表的示数如图（b）所示。

求：

（1）电源电压U

（2）通过电阻R1的电流I1

（3）电键S、S1均闭合时电路的总电阻R

【解析】解：

（1）电键S闭合、电键S1断开时，电路为R2的简单电路，电流表测电路中的电流，电流表的示数为0.4A，根据I＝可得，电源电压：

U＝I2R2＝0.4A×30Ω＝12V；

（2）电键S、S1均闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流，

因R2的电压和电阻保持不变，由欧姆定律可知，通过R2的电流仍为0.4A不变，根据并联电路电流的规律，此时电流表的示数应大于0.4A；

在图b中，若电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.24A，小于0.4A，故电流表只能选用大量程，此时分度值为0.1A，示数为1.2A，

由并联电路电流的规律可知，通过电阻R1的电流：

I1＝I﹣I2＝1.2A﹣0.4A＝0.8A；

（3）因电键S、S1均闭合时电路的总电流为1.2A，

则由I＝可得，电路的总电阻：

R＝＝＝10Ω。

答：

（1）电源电压U为12V；

（2）通过电阻R1的电流I1为0.8A；

（3）电键S、S1均闭合时电路的总电阻R为10Ω。

一、计算题

1．（2021·上海九年级一模）在图所示的电路中，电源电压为6伏保持不变，滑动变阻器R2为标有“20欧1.5安”、“20欧1安”和“50欧1安”字样中的某一个。

闭合开关S，电流表A1的示数为0.5安。

（1）求电阻R1的阻值。

（2）将电流表A2串联接入a或b中的某一处，在电路安全工作的情况下，移动滑动变阻器R2的滑片，电流表A2示数的最大值为1.5安、最小值为0.8安。

请写出电流表A2接入的位置及滑动变阻器的规格并说明理由。

【答案】

（1）12Ω

（2）电流表A2接入的位置为b点，选取的滑动变阻器为“20欧1安”

【解析】

（1）闭合开关，R1与R2并联，电流表测流经R1的电流，则可求电阻R1阻值为

（2）若电流表A2位于a点，则电流表测量R2所在支路电流，为保证电流表的示数能达到最大值1.5A，滑动变阻器只能挑选“20欧1.5安”，此时电流表能达到的最小电流为

与题目最小值0.8A冲突，则排除；若电流表A2位于b点，则电流表测电路总电流，当电路电流最小为0.8A时，对应阻值最大，此时R2所在支路电流为

对应最大阻值为

则电流表A2接入的位置为b点，选取的滑动变阻器为“20欧1安”。

答：

（1）电阻R1的阻值为12Ω。

（2）电流表A2接入的位置为b点，选取的滑动变阻器为“20欧1安”。

2．（2021·上海九年级一模）在如图（a）所示的电路中，电源电压为12伏，电阻的阻值为10欧。

闭合开关S，电压表的示数为伏。

（1）求通过电阻的电流。

（2）求电阻的阻值。

（3）现用电阻替换电阻、中的一个，替换后闭合开关，电压表经过调整量程后，指针正好指在满刻度处，如图（b）所示。

求电阻的阻值及电流表的示数。

【答案】

（1）0.48A；

（2）15Ω；（3）5Ω，0.6A；30Ω，0.3A

【解析】

解：

（1）由图知，两电阻串联，电压表测量电阻R1两端的电压。

通过电阻R1的电流

=0.48A

（2）电阻R2两端的电压

U2=U-U1=12V-4.8V=7.2V

R2的阻值

=15Ω

（3）若用R0替换电阻R1时，原来电压表的示数是4.8V，说明电压表的量程是0-15V，电压表经过调整量程后，指针正好指在满刻度处，说明电压表的量程为0-3V，电压表的满刻度是3V，R2两端的电压

U2′=U-U1′=12V-3V=9V

通过R2的电流

由

（1）可知原来电流表的示数是0.48A，说明电流表的量程是0-0.6A，电流表的示数是0.6A，电阻R0的阻值

若用R0替换电阻R2时，原来电压表的示数是4.8V，说明电压表的量程是0-15V，电压表经过调整量程后，指针正好指在满刻度处，说明电压表的量程为0-3V，电压表的满刻度是3V，R1两端的电压是3V，通过R1的电流

由

（1）可知原来电流表的示数是0.48A，说明电流表的量程是0-0.6A，此时通过R1的电流是0.3A，电流表的示数是0.3A，电路的总电阻

R总==40Ω

R0的阻值

R0=R总-R1=40Ω-10Ω=30Ω

答：

（1）通过电阻R1的电流是0.48A；

（2）求电阻R2的阻值是15Ω；

（3）替换R1时，电阻的阻值是5Ω，电流表的示数是0.6A。

替换R2时电阻的阻值是30Ω，电流表的示数是0.3A。

3．（2021·上海九年级一模）在图所示的电路中，电阻R1阻值为25欧，滑动变阻器R2上标有“1A”字样。

（1）闭合开关S，若通过电阻R1的电流为0.4安，电压表示数为8伏。

求：

（a）R1两端的电压U1；

（b）变阻器R2的阻值；

（2）现分别用定值电阻10欧和30欧替换R1，闭合开关S，在电路能正常工作情况下，移动滑动变阻器滑片P，发现两次替换中有一次