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专题13—讨论型电学综合计算专题
考点01:电表的种类、位置及量程判断类电学综合计算:
此种题型,通常要求根据题目中的某些已知条件判断出电路中电表的种类,或题目中给出了电流表或电压表的示数或某些要求但需要对电流表或电压表的位置进行讨论,然后利用题目中的已知条件去求解其它物理量;还可能是题目中给出了电表的种类和位置,要求根据题目要求,判断出电表所选量程,然后根据对电表的量程的判断读出电表的示数,然后进行其它计算。
【帮你归纳】在求解此类题型时,应根据电流表或电压表自身的特点(如电流表必须与用电器串联,而电压表必须和用电器并联),对两种电表种类或位置先给出合理的猜想与假设,如电流表不但可以放在串联电路的任何位置,还可以和不同支路和电器串联,还应注意电流表还可能串联在并联电路的干路上;而电压表不但可以和任何一个用电器并联,还可以并联在电源两端测电源电压;即此题型必须对各种不同的情况进行探究与分析,然后分析出电表合理的位置,然后根据电表的量程及读数进行计算;电表没有指出量程但给出了指针的位置时若没有给出量程,应先根据题目要求判断出量程或或对电表的量程进行合理的假设,然后根据假设读出电表的示数,然后进行计算。
例1:(2020·湖南常德)如图所示电路图中,已知定值电阻R1=R2=5Ω,滑动变阻器Rg的最大阻值为10Ω,电源电压为12V,电路中a处可能是电压表也可能是电流表。
(1)若只闭合开关S1,将滑动变阻器的触片滑至最左端,则电流表A2的示数为多大?
(2)若同时闭合开关S1、S2,将滑动变阻器触片滑至其中点,此时滑动变阻器消耗的电功率为多大?
【变式1-1】(2020石家庄四区联合二模试题)如图甲所示电源电压可调,灯泡L上标有“6V”字样,R1的阻值为6Ω,R2上标有“20Ω、2A”字样,电流表A选用的量程为0—3A,电压表量程为0—15V、
(1) 闭合开关,调节滑动变阻器滑片至距左端五分之一时,电压表V2的指针刚好指在满偏刻度三分之二的位置,灯泡正常发光,求灯泡的额定功率。
(2) 用电阻R0替换灯泡,闭合开关S,调节滑片,电流表和电压表的示数分别如图乙所示(可能重新选择了电表量程),求电源电压的可能值。
例2:(2019河北中考试题)如图1所示,电源电压保持不变,定值电阳R1=10Ω,R2=5Ω,滑动变阻器R的规格为“30Ω、2.5A”,电流表A2选用0﹣3A的量程,电压表选用0~15V的量程;闭合个部开关,电流表A1的示数为1A求:
(1)电源电压。
(2)若将表盘如图2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,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。
【变式2-1】(2020河北中考预测试题)如图甲所示,电源电压可调,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为120Ω,灯泡L规格为“4V、2W”,且灯丝电阻不受温度影响,只闭合开关S,灯泡L恰好正常发光,(1)求:灯泡正常发光时的电阻和此时电源电压。
(2)开关S、S1、S2均闭合,在电路上正确连入A1、A2两个电流表,当变阻器的滑片P位于中点时,两电流表的示数分别如图乙、丙所示,请判断电流表在电路中的位置并计算此时的电源电压。
考点02:电表指针偏转类电学综合计算题:
此类题型通常对两类题目进行考查:
1:电流表或电压表的位置已经确定,且题目中通常给出了电流表或电压指针的位置,但并没有给出相应电表的量程,需要先确定量程,然后读出对应的示数,再根据电学相关的公式去求解相关的物理量。
2:电流表或电压表量程均已经确定,并给出了指针偏转的角度,要求根据指针的位置读出电表的示数,对电表的位置进行合理的猜想,并计算相关物理量的计算。
【帮你归纳】在求解此类题型时,应先对题中所给出的电流表或电压表的量程或电表的位置进行合理假设,然后再根据所假设的量程,读出题目中所给电表的多个不同的数值,然后利用此读数,进行相关计算,并验证此量程及读数的合理性,然后排除不合理的猜想,利用合理的假设及对应的数值去进行其它计算;在要求对电表位置首先做出判断时,应对可能的所有情况进行讨论,验证其合理性,然后再进行对应的计算。
例1:(2018河北中考试题)如图28所示,电源电压不变,灯L的额定电压为10V,滑动变阻器的规格为“10Ω、1A”闭合开关当滑片P置于距左端1/3处时,灯泡正常发光,电流表恰好满偏,电表表盘如图29所示,求(1)求灯泡的额定功率及电源电压。
(2)用定值电阻R2替换小灯泡,再将另一个电压表V2接入电路,其它部分电路连接不变,闭合开关,当滑片P移动到某一位置时,两个电压表指针偏转角度相同,且表V2示数大于V1示数,两种电表指针偏转角度为2:1,求R