初中物理专题 电学计算.docx
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初中物理专题电学计算
教学内容
电学计算
一、知识储备:
1、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
中考暂不考:
R=R1+R2
中考暂不考:
电功率
电热
推论
2、电学计算公式:
求电流:
求电压:
求电阻:
求电功率:
求电能:
求通电时间:
求电热:
二、典题解析:
题型一:
简单串并联问题
【例题1】如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω。
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。
【例题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?
【练习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=12Ω,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
【例题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电阻为________、额定电流为________、额定功率为________、实际状态下的电阻为________、电流为________、实际功率为________________。
*【例题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
【例题1】两电阻串联在电路中,其R1=4Ω,R2=6Ω,通过R1的电流为1A,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?
【例题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?
【例题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(纯电阻电路还是非纯电阻电路),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
【例题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?
【练习1】饮水机是一种常见的家用电器,其工作原理可简化为如图所示的电路,其中S是一个温控开关,R1、R2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R2的阻值(不考虑温度对阻值的影响)。
题型五、变化电路问题
【例题1】如图所示,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)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?
【例题2】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8Ω,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】如图所示,R1=20Ω,R2=40Ω,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;
(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?
【练习2】如图所示的电路中,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
【例题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?
【例题2】如图所示,电路的电源电压和灯泡电阻不变,R1=5Ω,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,为了保证电路安全,变阻器的接入电路的最小电阻值为多少?
【练习1】如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器R0的滑片P在移动过程中,电压表的示数变化范围为0~4V,电流表的示数变化范围为0.5~1A,求:
(1)R的阻值;
(2)R0的最大阻值; (3)电源电压。
【练习2】如图所示,电源电压是4.5V,电阻R1=5Ω,变阻器R2的最大阻值是20Ω,电流表的量程是0~0.6A,电压表的量程0~3V,为保护电表不损害,变阻器接入电路的阻值范围是多少?
【练习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?
【练习4】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。
【练习5】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。
当开关S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。