河北省2021年中考物理专题复习课件：第15章 欧姆定律 电功率 第6节

第十五章　欧姆定律　电功率 　第六节　电学综合计算 实际应用类电学计算 命题角度1 例1 如图所示是某小区供电设备向居民楼输电的示意图.供电设备提供的电压U保持不变,通过输电线向较远处用户输电,输电线的总电阻R0=0.2 Ω.闭合开关S,用户用电器两端的实际电压U1为220 V,用户得到的总电功率P为22 kW. (1)求通过输电线的电流. (2)求供电设备提供的电压U. 实际应用类电学计算 命题角度1 (3)若将输电线改为超导输电线,在保证用电器能正常工作,用户得到的总功率不变的情况下,与原来相比,每天节省的电能可供一个额定功率P额=800 W的电饭煲正常工作多少天?(假设电饭煲每天工作2 h) 解:(1)由P=UI可得,通过输电线的电流I= =100 A (2)输电线上分担的电压U损=IR0=100 A×0.2 Ω=20 V 供电设备提供的电压U=U1+U损=220 V+20 V=240 V (3)供电设备的输出功率P输出=UI=240 V×100 A=2.4×104 W 输电线上损失的功率P损失=P输出-P=2.4×104 W-22×103 W=2 000 W=2 kW 每天节省的电能W节省=P损失t=2 kW×24 h=48 kW·h 电饭煲每天消耗的电能W=P额t1=0.8 kW×2 h=1.6 kW·h 节省的电能可供电饭煲工作的天数n= =30 电学计算中的分类讨论问题 命题角度2 例2 [2019石家庄藁城区二模]如图甲所示的电路中,电源电压为18 V且保持不变,滑动变阻器R2上标有“50 Ω　1 A”字样,电压表接0~15 V 量程,电流表接0~3 A量程.滑动变阻器滑片移动过程中,电压表示数随滑动变阻器R2接入电路的阻值的变化如图乙所示. (1)求定值电阻R1的阻值; (2)确保电路所有元件均安全使用的情况下,求R1的最大电功率; (3)若用定值电阻R3来替换R1,不改变电表的量程,确保电路所有元件均安全使用的情况下,要求在移动滑动变阻器滑片的过程中,电路中的最大电流恰好是最小电流的3倍,求满足要求的R3的阻值. 电学计算中的分类讨论问题 命题角度2 【思路分析】　(3)用到了分类讨论的思想,需要将最大电流和最小电流的几种情况列举出来,对每一种情况进行讨论分析,看是否符合题意. 解:(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为50 Ω时,电压表的示数为15 V 此时R1两端的电压U1=U-U2=18 V-15 V=3 V 通过R1的电流I1= =0.3 A R1= =10 Ω 电学计算中的分类讨论问题 命题角度2 (2)由P=I2R可知,电路中电流越大,R1的功率越大 由题意可知,在确保电路安全的情况下,电路中的电流最大为1 A R1的最大电功率P大=(1 A)2×10 Ω=10 W (3)当R2接入电路中的电阻为零时,电路中的电流I′= ①若I′≤1 A,则电路中的最大电流I大= 若当R2全部阻值接入电路时电路中的电流最小,I小= 因为I大=3I小,所以 ,可得R3=25 Ω 此情况下,R2两端的最大电压U大=I小R2= ×50 Ω=12 V,符合要求 若当电压表示数为15 V时电流最小,则I′小= 由于 ,故此情况不成立 电学计算中的分类讨论问题 命题角度2 ②若I′>1 A,则电路中的最大电流为1 A 若最小电流为当电压表示数为15 V时的电流,此时R3两端的电压为3 V,电路中的最小电流为 由 ×3=1 A,解得R3=9 Ω 若当R2全部阻值接入电路时电流最小,则最小电流为 由1 A=3× ,解得R3=4 Ω 此时电压表示数为 ×50 Ω≈16.7 V>15 V,故此情况不成立 综上可知,满足要求的R3的阻值为9 Ω和25 Ω 电学计算中的分类讨论问题 命题角度2 电学计算中的分类讨论问题 1.电路调节要求 题目要求调节到的电流、电压或电表示数往往是解题的出发点,电表示数要根据指针位置及可能的量程来判断. 2.元件规格限制 ①电流表、电压表:电流、电压不超出电表可能的量程,这是解题的重要边界条件. ②小灯泡:电路中有小灯泡时,要保证小灯泡不被烧毁,电流和电压不超过其额定值. 提分技法 电学计算中的分类讨论问题 命题角度2 ③滑动变阻器:电路中有滑动变阻器时,滑动变阻器接入电路的阻值不可能大于其最大阻值,同时电路电流不要超过其额定电流,保证其不被烧毁. ④电源:电路总电压不超出电源电压可调的范围,部分电路的电压不超过电源电压. 3.分类讨论的注意事项 ①分类要全面; ②分析每类情况下电路的连接和物理量的变化,不同情况要区分开,不能将某一种情况下的物