电学计算题.docx

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电学计算题

电学计算题

一、复习目标：

①记住欧姆定律的内容、表达式，并能熟练运用欧姆定律解决简单的电路问题；

②知道串并联电路中电流、电压、电阻的关系，并解决简单的串、并联问题；

③知道电功、电功率的公式，并会求解简单的问题；

④知道额定电压、额定功率、实际功率以及它们之间的关系；

⑤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。

二、知识储备：

1、欧姆定律：

（1）内容：

（2）公式：

变形公式：

、

（3）适用条件：

2、串联电路和并联电路特点：

物理量\电路

串联电路

并联电路

电流

电压

电阻

电功

电功率

电热

推论

3、电能和电热的关系:

纯电阻电路：

电阻R,电路两端电压U,通过的电流强度I.

电能:

W=电热:

Q=电热和电能的关系

表明:

在纯电阻电路中,电能电热.也就是说消耗电能全部转化为电路的

非纯电阻电路：

电流通过电动机M时

电能:

W=电热:

Q=电热和电能的关系：

=机械能+

表明:

在包含有电动机,电解槽等非纯电阻电路中,电能仍UIt,电热仍I2Rt.但电能不再等于电热而是电热了.

4、电能表的铭牌含义：

220V5A

2500R/KW.h

5、额定电压是指用电器在____时的电压，额定功率是指用电器在____时的电功率。

某灯泡上标有“PZ220-60”，“220”表示，

“60”表示电阻是

三、典题解析：

（一）、公式应用题：

1.如图，电源电压为6V，电路中的三只灯泡完全相同.问：

（1）若电流表的示数是0.3A，则哪几盏灯中的电流等于0.3A?

（2）电压表的读数为多少？

2.某同学按图所示的电路图连接电路后，将开关S与1接通后，电压表的示数为3V;当他将开关S与2接通时，电压表的示数为6V.由以上测量结果该同学可以得出灯L1两端的电压为___；灯L2两端的电压为____；所用电源电压为____.

3、某同学家中有一个电炉，上面标有“220V1000W”的字样，下面关于这个电炉的说法中正确的是（）

A.使用这个电炉时应连接额定电流为10A的保险丝

B.这个电炉在正常工作时的电阻为484Ω

C.这个电炉工作时消耗的电功率是1000W

D.这个电炉正常工作0.5h消耗的电能为1.8×106J

4、图19中是家庭中常用的一种灯泡上的铭牌．

（1）根据它的铭牌，你能知道哪些物理量？

（2）根据铭牌上的信息，通过计算你还能知道哪些物理量？

计算说明．

（3）1度电可供这个灯泡正常工作多少小时？

5、小明家的电能表表盘如图所示，那么他家接入电路的用电器的总功率最大为_______W。

若只将一只冷暖两用空调机（铭牌如下表）接入电路中，持续工作1.5小时，他家电能表上的数字应变为___。

二、灵活应用题：

1.把一个15欧姆的电阻与另一个25欧姆的电阻串联起来接在电压为6伏的电路中，则总电阻是多少？

通过15欧姆电阻的电流强度为多少？

2.小红同学有一个电阻器，当她在电阻器的两端加12V的电压时，她测出通过的电流是240mA；当她在电阻器的两端所加的电压变为18V时，通过该电阻器的电流是多少？

这时的电阻是多少？

她想使通过电阻器的电流为0.36A，所加的电压应该是多少？

3.加在某段导体两端的电压是6伏特时，通过它的电流强度是200毫安，则该导体的电阻是多少？

如果加在该导体两端的电压增至12伏特时，该导体的电阻是多少？

当加在该导体两端的电压减小为零时，该导体的电阻是多少？

4.在一只灯泡上标有“2.4V，0.3A”的字样，它表示灯泡在正常工作时的电压是多少？

通过灯丝的电流强度是多少？

如果用电压是3伏的电池组供电，为使灯泡正常工作应给灯泡___联一个阻值是多少欧姆的电阻？

5.丁小花同学在某次实验中连接的电路如图所示，其中电源电压为6V，R1=10Ω，R2=20Ω，当他闭合开关后，电压表V的示数是多少？

电流表A1的示数是多少？

电流表A2的示数是多少？

6.小建同学连接的电路如图所示，他所用的灯泡上标有“6V0.5A”的字样.当他闭合开关时，灯泡正常发光，电流表的示数为0.6A.请你计算：

（1）通过灯泡中的电流；

（2）电阻R的阻值；

（3）电源的电压.

7、各种家用电器进入了普通家庭后，楠楠同学统计出家里现有家用电器及其额定功率分别如下：

（额定电压均为220伏）

（1）楠楠同学家安装的电能表如图14所示，问她家里的电路能承受的用电器的最大功率是多少？

简要写出计算过程。

（2）楠楠家想再买一个900瓦的电热水器，请你分析一下，新增加这个用电器后，可能会出现什么现象？

通过计算说明理由。

她家的用电器在使用过程中应注意什么？

三、综合应用题：

题型一：

简单串并联问题

例1、如图1所示的电路中，电阻R1的阻值为10

。

闭合开关S，电流表A1的示数为0.3A，电流表A的示数为0.5A.求

（1）通过电阻R2的电流.

（2）电源电压.（3）电阻R2的阻值

例2、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？

解题方法：

解决串、并联电路的问题，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。

练习：

1、把R1和R2串联后接到电压为12伏的电路中，通过R1的电流为0.2安，加在R2两端的电压是4伏．试求：

（1）R1和R2的电阻各是多少?

（2）如果把R1和R2并联后接入同一电路（电源电压不变），通过干路的电流是多少?

2、如图所示,电源电压不变.闭合开关S，小灯泡L恰好正常发光。

已知R1=12

，电流表A1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。

题型二：

额定功率、实际功率的计算

例1、把一个标有“220V40W”灯泡接在电压为110V电源上使用，该灯泡的额定状态下的电阻、额定电流、额定功率、实际状态下的电阻、电流、实际功率分别是多少？

例2、标有“6V,6W”和“3V,6W”的两只灯泡串联接在电源上，有一只灯泡正常发光，而另一只较暗，分析：

（1）电源电压

（2）两灯泡消耗的实际功率分别是多少？

（3）两灯泡哪只较亮？

练习：

1、有一只标有“PZ220—40”的灯泡，接在220V家庭电路中，求：

〈1〉灯泡正常发光时的电阻？

<2〉灯泡正常发光时通过它的电流？

〈3〉1KW·h电可供此灯泡正常工作长时间？

〈4〉若实际电压为200V，则灯泡的实际功率为多大？

灯泡的发光情况如何？

解题方法：

找准题中的不变量、变量，选择合适的公式计算

题型三：

电热计算

例1、两电阻串联在电路中，其R1=4Ω，R2=6Ω，电源电压10V，那么在1min时间内电流通过各电阻产生的热量是多少？

总共产生了多少热量？

例2、一台电动机线圈电阻0.3Ω，接在12V的电路上时，通过电动机的电流为0.5A，在5min内电流做功及电流产生的热量分别多大？

例3、两根相同的电阻丝，电阻为R，将它们串联后接到电源上，20min可以烧开一壶水；如果将它们并联后，接到同一电源上（设电源电压不变），烧开这壶水需要多长时间。

解题方法：

首先分清电路（纯电阻电路或非纯电阻电路），选择正确的公式计算

练习：

1、一台接在220V电压的电路中正常工作的电风扇，通过风扇电动机的电流为0.455A，测得风扇电动机线圈电阻为5Ω，试求

（1）电风扇的输入功率多大？

（2）电风扇每分钟消耗电能多少？

（3）风扇的电动机每分钟产生的电热多少？

产生机械能多少？

2、热水器中有两根电热丝，其中一根通电时，热水器中的水经15min沸腾，另一根单独通电时，热水器中的水经30min沸腾。

如把两根电热丝分别串联和并联，问通电后各需多少时间才能沸腾？

（设电热丝电阻不变）。

题型四：

生活用电问题

例1、小欣家的电冰箱功率是0.2kW。

双休日全家外出的两整天里，只有电冰箱在自动间歇工作。

这两天前后，电能表示数如图4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？

例2、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）

试求：

（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？

练习：

饮水机是一种常见的家用电器，其工作原理可简化为如图17所示的电路，其中S是一个温控开关，

为发热板，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，开关S自动切换到另一档，饮水机便处于保温状态。

（1）试确定温控开关S接a或b时，饮水机分别对应的工作状态。

（2）若饮水机加热时发热板的功率为550W，而保温时发热板的功率为88W，求电阻

的阻值（不考虑温度对阻值的影响）。

题型五、变化电路问题

（1）、由开关引起的电路变化

1.小忠同学连接的电路如图8—13所示，电源电压为12V且保持不变，所用的电阻R2=40Ω.当他将开关断开时，电流表的示数为0.4A.当他将开关闭合时电流表的示数为多少？

图8—13

2．图中，电源电压保持不变，L为标有“3.8V字样的小灯泡，R是10

定值电阻，开关S闭合前后电流表的示数分别为0.2A和0.5A，小灯泡的灯丝电阻为

。

S闭合后，通过及的电流为A。

3.某同学连接的电路如图7—12所示，他所用的电源电压为12V，电阻R2的阻值为40Ω，闭合开关后，电流表的示数为0.5A，请你帮他算出：

（1）R1的阻值；

（2）当他将开关S断开后，电流表的示数是多少？

4、如图10-13所示，已知电阻R1=10Ω，R2=20Ω，电源电压U=6V．试根据下列要求进行求解：

（1）当开关S1、S2都断开，S3闭合时，求电流表的示数和R1的电压；

（2）当S1、S2都闭合，S3断开时，求电流表示数；

（3）开关处于何种情况下，电流表会烧坏？

（2）、由滑动变阻器引起的电路变化

1．如图所示，利用滑动变阻器组成一个分压器，当滑片P在变阻器的最上端时，电流表的读数是0.2A，a、b两端的电压是12V，当滑片P移动到变阻器的中点时，电压表和电流表的示数分别是（）．

2．如图中的滑动变阻器

的阻值是200

，电阻

，电源的电压是6V且保持不变，当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端，电压表示数的变化是（）

A．6V~0VB．6~2.4VC．6V~3.6VD．3.6V~2.4V

3．如图所示，电压

V，滑动变阻器的阻值变化范围是

，在滑动变阻器的滑片从a移至b的过程中，电流表的最大示数为1.6A，则电阻

，电压表的示数变化范围是V。

4．如图所示电路，电源电压U保持不变，电源电压为12伏特，定值电阻R1的阻值为4欧姆，滑动变阻器的最大阻值为8欧姆，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动的过程中，电流表、电压表示数的变化范围？

解题方法：

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律去解题。

练习：

1、如图140所示，Ｒ1＝20欧，Ｒ2＝40欧，电源电压保持不变．

（1）当开关S1、S2都闭合时，电流表Ａ１的示数是0.6安，小灯泡Ｌ恰好正常发光，求电源电压和小灯泡的额定电压；

图140

（2）当开关S1、S2都断开时，电流表A2的示数是0.2安，求小灯泡的实际功率；

（3）小灯泡的额定功率是多少?

2、如图15所示的电路中，电源电压U=6V，保持不变，电阻R1为5欧。

（1）闭合开关S1，断开S2，并将滑动变阻器的滑片P滑至b端时，测得R1两端的电压U1=1.2V，求滑动变阻器的最大阻值。

（2）当开关S1、S2都闭合，并将滑动变阻器的滑片Pa滑至a端时，若已知R2为7.5欧，求此时干路中的电流为多少？

题型六：

电路保护问题

例1、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0～0.6A的电流表行不行？

如果不行，应该怎么办？

例2、如图11所示，电路的电源电压和灯泡电阻不变，R1=5

，灯L标有“8V6.4W”字样，电流表量程为0～3A，滑动变阻器标有“2A”字样。

（1）只闭合S1时，电流表的示数为0.6A，求电源电压。

（2）闭合S1、S2、S3，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0～3V，电流表的量程为0～3A，只闭合S2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。

解题方法：

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。

练习：

1、如图25所示，电源电压保持不变．闭合开关S后，滑动变阻器R0的滑片P在移运过程中，电压表的示数变化范围为0～4伏，电流表的示数变化范围为0.5～1安，求：

（1）R的阻值；

（2）R0的最大阻值；（3）电源电压．

2、如图所示，电源电压是4.5V，电阻R1＝5欧，变阻器R2的最大阻值是20欧姆，电流表的量程是0～0.6安，典押表的量程0～3伏，为保护电表不损害，变阻器接入电路的阻值范围是多少？

题型七、开放性问题

例1、如图12所示，R1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R2有关的四个电学物理量

例2、如图13所示的电路，R1与R2并联，已知R1=10Ω，通过R1的电流I1=3A。

请你补充一个条件，求出电阻R2的电功率大小（要求：

条件不能重复，数据自定，并写出简要计算过程）

（1）补充条件，

计算；

（2）补充条件，

计算。

练习：

1、家庭中常用电热水壶烧水，它具有方便、环保的优点．下表是小红同学收集到的烧开一壶水的有关数据，请按要求作答．（设电阻值不变、计算结果保留小数点后面两位）

（1）烧开这壶水至少需吸收多少热量?

（2）用所学知识计算出与本题相关的三个电学方面的物理量．要求写出简要的文字说明、计算过程和结果．

（3）小红同学通过计算、分析发现，烧开一壶水实际加热时间大于理论计算时间．你认为产生这种现象的原因是什么?

请简要分析．

水的质量m／kg

0．5

电热水壶铭牌

额定电压U／V

220

水的初温t0/℃

20

额定功率P／W

440

水的比热容c／[J／（kg·℃）]

4．2×103

实际电压U／V

200

大气压值

一个标准大气压

实际加热时间t／min

9

四、达标检测：

1.某家庭电路中选用标有“220V3A”的电能表，正常使用三盏“220V60W”的灯和一台“220V75W”电视机，节日晚上想再装标有“220V15W”的彩色串灯以增添喜庆气氛。

问最多能装几盏？

（用两种方法）

2.某教学大楼共有12间教室，每间教室装有“220V60W”的电灯6盏。

若照明电路供电电压正常，在每间教室只开两盏灯时，这座楼的干线中的电流强度是多大？

若每间教室的所有灯全部开亮，这座楼的干线中的电流又是多大？

3、有一个直流电动机,把它接入0.2V电压的电路时,电机不转,测得流过电动机的电流是0.4A,若把电动机接入2.0V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1.0A,求电动机正常工作时的输出功率多大?

如果在电动机正常工作时,转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？

4、一台小型电动机,电枢电阻为20欧,接在电压为120V的电源上,求:

当输入电动机的电强度为多大时,电动机可得到最大的输出功率?

最大输出功率为多少?

5、如图所示的电路中，电源电压为12伏保持不变，滑动变阻器最大阻值为R2，闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P由a端移到b端时，电流表示数由1.5安变为0.5安，求：

（1）滑动变阻器的最大阻值；

（2）电压表示数的变化范围；（3）滑动变阻器的滑片P滑到b端时，通电2分钟，R1产生的热量．

6．在如图所示的电路中，电源电压不变，灯L标有“6伏　3瓦”字样．当电键K闭合时，灯L正常发光，电流表的示数为0.6安．求：

（1）通过灯L的电流．

（2）电阻R2的阻值．（3）在10秒内，电流通过电阻R2所做的功.

7、如图5所示，电源电压保持不变，灯L1和L2上分别标有“6V3W”和“6V6W”字样，灯L3上标有“12V”，其它字迹模糊不清。

当断开S1，闭合S、S2时，其中一盏灯能长时间保持正常发光；当断开S2，闭合S、S1时，电流表的示数为0.3A。

求电源电压和灯L3的额定功率。

8．一个“220V1000W”的电热器，在额定电压下通电15分钟，产生的热量是多少焦？

若家用电能表上标有“3000r/KWh”的字样，则在这段时间内电能表的转盘转过了多少转？

若这些热量有30%被2.5千克、30℃的水吸收，在1标准大气压下，水温升高到多少℃？

[水的比热是4.2×103焦/（千克·℃）]

9、一位同学对家里饮水机的工作情况进行了调查：

饮水机加满水通电后有加热和保温两种交替工作状态；从该机说明书上收集到如下数据：

加热器额定电压为220V，额定功率为500W，机内盛水容器的容积为5dm3，调查发现：

正常加热时，在不从饮水机取水的情况下，水温由85℃开始再次加热，经过8min水温升到95℃时停止加热，该机简化电路如图所示。

（1）分析说明：

温控开关S断开时，饮水机是处于加热状态还是保温状态？

（2）正常加热时求加热器电阻R2的阻值及通过的电流。

（3）在8min的加热过程中消耗电能为多少？

机内容器中水的内能增加了多少？