电学计算题的基本解题步骤.docx

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电学计算题的基本解题步骤

电学计算题的基本解题步骤

一是审题：

审题是我们解答习题的基础，审题过程中首先要熟悉题目的背景，要审出题意中的已知条件，要审出题意中的变量与恒量，找出变量与已知条件、恒量之间的联系。

二是画出等效电路图：

画等效电路图时要注意电路元件的连接方式，将复杂电路简单化，分辨出电流表、电压表所测量的物理量，对于由开关、滑动变阻器引起的动态电路，要画出不同情况下的等效电路图，这样能够使问题更直观、更具体。

三是物理规律的运用：

初中阶段我们只学习了简单的串联、并联电路，且大部分电路是纯电阻电路，因此在掌握了电学基本规律的基础上，还必须掌握串联、并联电路中各物理量之间关系的特点。

四是熟练运用数学手段解答物理习题：

电学计算题对于数学运算要求较高，解题过程中，熟练运用数学中的二元一次方程组、一元二次方程、比例等，可以简化解题步骤，加快解题速度。

五充分了解电路习题中的约定内容：

1、导线的电阻只要不提线损都认为是零；2、开关是通断电路的特殊导线，电阻为零；3、电流表的电阻为零；4、电压表的电阻无限大，它所串联在的电路认为是断路。

（探究题除外）

三、实验探究

（一）电能表测功率

（二）伏安法测功率

1．电路设计（电路图、实验步骤等）；

2．实物图（连接、改错等）；

3．仪器的选择（待测电阻、电源、滑变、电流表和电压表量程的选择等）；

4．电路故障；

5．收集数据（表格、图象等）；

6．读数与计算；

7．分析与评估。

（三）焦耳定律

中考物理专题辅导——电功、电功率

一、电功率复习提纲（梳理知识）

（一）电功：

1、定义：

电流通过某段电路所做的功叫电功。

2、实质：

电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。

电流做功的形式：

电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。

例：

电流→用电器

3、规定：

电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。

4、计算公式：

W=UIt=Pt（适用于所有电路）

对于纯电阻电路可推导出：

W=I2Rt=U2t/R

①串联电路中常用公式：

W=I2RtW1:

W2:

W3:

…Wn=R1:

R2:

R3:

…:

Rn

②并联电路中常用公式：

W=U2t/RW1:

W2=R2:

R1

③无论用电器串联或并联。

计算在一定时间所做的总功常用公式W=W1+W2+…Wn

5、单位：

国际单位是焦耳（J）常用单位：

度（kwh）1度=1千瓦时=1kwh=3.6×106J

6、电功测量—电能表：

⑴电能表：

是测量用户用电器在某一段时间内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪器。

⑵重要参数的意义：

电能表上“220V”、“5A（20A）”、“3000R/kwh”等字样，分别表示：

“220V”表示：

电能表额定电压220V；“5A（20A）”表示：

电能表的额定电流为5A，在短时间内允许通过的最大电流是20A；“3000R/kwh”表示：

每消耗一度电电能表转盘转3000转。

（闪烁imp）

⑶读数：

电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。

3

2

4

6

8

3

2

6

5

4

例：

电能表月初读数月底读数是

这个月用电度合J

（二）电功率：

1、定义：

电流在单位时间内所做的功。

2、物理意义：

表示电流做功快慢的物理量。

3、电功率计算公式：

P=W/t=UI（适用于所有电路）

对于纯电阻电路可推导出：

P=I2R=U2/R

①串联电路中常用公式：

P=I2RP1:

P2:

P3:

…Pn=R1:

R2:

R3:

…:

Rn

②并联电路中常用公式：

P=U2/RP1:

P2=R2:

R1

③无论用电器串联或并联。

计算总功率常用公式P=P1+P2+…Pn

4、单位：

国际单位：

瓦特（W）常用单位：

千瓦（kw）

5、额定功率和实际功率：

⑴额定电压：

用电器正常工作时的电压。

额定功率：

用电器在额定电压下的功率。

注：

用电器上标有“220V10A”字样，表示用电器正常工作时的电压和当用电器两端加上额定电压时通过它的电流。

⑵实际功率：

是用电器在非额定电压下实际消耗的功率。

由公式P=UI可知，实际功率的大小随用电器两端电压的变化而变化。

（3）实际功率与额定功率的关系：

当U实=U额时，P实=P额用电器正常工作；

　当U实＜U额时，P实＜P额用电器不能正常工作；

当U实>U额时，P实>P额可能会损坏用电器。

（实验过程除外）

注：

当用电器电阻一定时，电压为原来的“n”倍，用电器消耗的实际功率为原来的“n2”倍。

例：

加在用电器两端的实际电压为额定电压的一半，则用电器消耗的实际功率为额定功率的1/4。

应特别注意电阻是连接额定与实际的“桥梁”。

6、测量：

Ⅰ、伏安法测灯泡的额定功率：

1原理：

P=UI

②电路图：

③选择和连接实物时须注意：

　电源：

其电压高于灯泡的额定电压

滑动变阻器：

接入电路时要变阻，且调到最大值。

根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。

电压表：

并联在灯泡的两端“+”接线柱流入，“－”接线柱流出。

根据额定电压选择电压表量程。

电流表：

串联在电路里““+”接线柱流入，“－”接线柱流出。

根据I额=P额/U额或I额=U额/R选择量程。

Ⅱ测量家用电器的电功率：

器材：

电能表秒表原理：

P=W/t

（三）电热

1、实验：

研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关？

2、焦耳定律：

电流通过导体产生的热量：

跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

3、计算公式：

Q=I2Rt（适用于所有电路）

对于纯电阻电路可推导出：

Q=W=UIt=U2t/R=Pt

①串联电路中常用公式：

Q=I2Rt。

Q1:

Q2:

Q3:

…Qn=R1:

R2:

R3:

…:

Rn

并联电路中常用公式：

Q=U2t/RQ1:

Q2=R2:

R1

②无论用电器串联或并联。

计算在一定时间所产生的总热量常用公式Q=Q1+Q2+…Qn

③分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：

Q=U2t/R=Pt

4、应用——电热器：

①定义：

利用电流的热效应而制成的发热设备。

②原理：

焦耳定律

③组成：

电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金制成。

④优点：

清洁卫生没有污染、热效率高、方便控制和调节温度。

考点分析：

有关电功率的习题是中考命题的热点，中考部分压轴题都在此出现。

对此部分知识的考查所涉及的内容有：

电功、电功率、电热等概念的意义及与其它电学物理量（电路）之间的相互关系，每个概念在各电路中的应用及延伸（如由电功率延伸到额定功率和实际功率，由电热延伸到热学中热量、温度等的数量关系），特别是由电表、用电器铭牌引出相关计算等问题；测量灯泡的功率具有开放性，对学生的实验操作技能和思维能力的考查提出了更高的要求。

二、例题精析：

由浅入深、分门别类、有机综合。

（一）电路类：

是基础

（1）单一用电器

例一、有一标有“6V　12W”的小灯光，当小灯炮正常发光时，电流通过小灯泡1min做的功是_____J．若接在电压为1.5V的电源上，通过小灯泡的电流为0.5A，此时小灯泡的功率是________W．

（2）两个用电器的串联或并联

例二、把标有“12伏　12瓦”的灯L1和“12伏　6瓦”的灯L2串联起来接在电源电压为12伏的电路中，正确的说法是　（　） 

  A．L1、L2两灯均能正常发光

  B．L1、L2两灯均不能正常发光，但L2为较亮

  C．L1、L2两端均不能正常发光，但L1灯较亮

  D．把电源电压提高到24伏，L1、L2两灯都能正常发光

例三、如图所示，电源电压是6伏，灯泡L的电阻是12欧（其阻值不随温度变化），滑动变阻器的最大阻值是12欧．当滑片P移到最左端时，灯泡L正常发光，则灯泡L的额定功率是______瓦．若滑片P移到最右端时，通过灯泡的电流是______安．

例四、L1、L2两盏电灯的额定电压相同，均为U，额定功率P额1>P额2，把它们接入电源电压为U 的电路中，下列说法中正确的是　（　）

  A．两灯串联使用时，实际工率P1＜P2

  B．两灯并联使用时，实际工率Pl′＜P2，

  C．串联时两灯消耗的总功率P总＜P额2

  D．并联时两灯消耗的总功率P总′＜P额1

（3）动态电路

例五、如图，电源电压为6V，且保持不变，灯L1上标有“8V，8W”字样，滑动变阻器的最大阻值为20Ω.

（1）当滑片P移至b端，开关S1闭合，S2断开时，电流表的示数为0.2A，求电压表的示数和L2的电阻.

（2）当滑片P移至a端，开关S1、S2均闭合时求灯L1消耗的实际功率和电流表的示数.

解答此类题的关键是要画出不同状态下的电路图，考查学生分析电路的能力。

变化为多挡位电热器：

例六、小明设计了一个电加热器，有加热状态和保温状态，如图5，发热体AB是一根阻值500Ω的电阻丝，C、D是电阻丝AB上的两点，S′是一个温度控制控制开关．当开关S′闭合，开关S接通C点时，电阻丝每分钟放出的热量是Q1；当S′闭合，S接通D点时，电阻丝每分钟放出的热量是Q2；当S′断开时，电阻丝每分钟放出的热量是Q3，此时测得C、D两点间的电压是33V。

（1）按大小排列出Q1、Q2和Q3的顺序是:

　　________＞________＞________．

（2）将上述热量由大到小的顺序排列，其比值是20∶10∶3，求电源电压U和电热器处于保温状态时，每分钟放出的热量．

　　（4）输电线路

例七、下图是供电设备向居民楼用户输电的示意图，为保证居民楼内的用户所有用电器都能正常工作，居民楼的输入导线间的电压必须保证为220V，当居民楼内消耗的功率为44kW时。

（1）通过输电线的电流为多少安?

（2）若输电线的总电阻为0.1Ω，供电设备的输出电压是多少伏？

　　（3）居民楼内由于家用电器的增加，将向供电部分申请“增容”，即增加用电功率．当居民的用电器的额定功率由44kW增加到88kW，所有用电器均在正常工作时，输电线路损失的功率比“增容”前增加了多少?

　　（4）若要求减小输电线损失的功率，用学过的公式及知识说明应采取的措施。

　解答此类题的关键是：

1.将实际问题转化为电路图．2.（4）与高压输电的区别。

（二）电表类

（1）电能表

例八、某家用电能表上标有“220V　5A　3000R/kWh”的字样，当家中用电器全部工作时，电能表1分钟转了45转．由此可估算出该家所有用电器的总功率为_______瓦；若该家全部用电器工作时的总电流不超过电能表的额定电流，还可以再增加________瓦以下的用电器．

例九、小宇从商场买回一个铭牌上规格为“220V1000W”的电炉。

由于目前市场上某些商品存在的质量问题，小宇在家中对这个电炉进行检验，看看它是否能达到额定功率。

请你帮他想一个简便的方法，尽快地作出判断。

给你提供的器材是小宇家中的电能表（见右图）、电源插座（电压220V）和计时器。

（2）电流表、电压表

例十、如图，R1=10Ω的电阻和变阻器R2串联，AB接到6V的电路中，将滑片P移到a点，变阻器左侧电阻Ra，Ra=R2，将量程为0.6A的电流表或量程为3V的电压表接到电路中C处，电表的指针恰好指示满量程.

（1）接在C处的是___________表.

（2）保持原电路不变，如果将C处的电表换成另一块电表，那么此刻电表示数是多少？

（3）换成另一块电表后，若移动滑片P到某一点，使变阻器消耗的电动率为0.8W，通过R1的电流可能是多少？