专题12电学计算难点分析-5年（2017-2021）中考1年模拟物理分项汇编（上海专用）

专题12电学计算难点分析 一．计算题 1．（2020•上海）在如图所示的电路中，电源电压为3伏保持不变，滑动变阻器R2标有“20欧 2安”字样。只闭合开关S1，电流表示数为0.3安。 ①求电阻R1的阻值； ②求通电10秒钟，电流通过电阻R1所做的功W； ③闭合开关S2，移动滑动变阻器滑片P，使R1和R2消耗的总功率最小，求此最小总功率P最小。 【解析】解： ①只闭合开关S1，电路为只有R1的简单电路，电阻R1的阻值为： R1＝＝＝10Ω； ②通电10秒钟，电流通过电阻R1所做的功为： W＝UI1t＝3V×0.3A×10s＝9J； ③闭合开关S2，R1R2并联，要使R1和R2消耗的总功率最小，即电路中总电阻最大，即滑动变阻器滑片P移至最右端，通过R2的最小电流为： I2＝＝＝0.15A； 电路中最小电流I＝I1+I2＝0.3A+0.15A＝0.45A； 则最小总功率P最小＝UI＝3V×0.45A＝1.35W。 答： ①电阻R1的阻值为10Ω； ②通电10秒钟，电流通过电阻R1所做的功W为9J； ③闭合开关S2，移动滑动变阻器滑片P，使R1和R2消耗的总功率最小，此最小总功率P最小为1.35W。 2．（2019•上海）在如图所示的电路中，电源电压为12伏且保持不变，电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器R2上标有“1安”字样。闭合电键S，电压表示数为5伏。 ①求通过电阻R1的电流I1。 ②求通电10秒钟后，电流通过电阻R1做的功W1。 ③移动滑动变阻器滑片P过程中，电源电压与电压表示数比值的最大为3，求电压表最大示数和最小示数的差值△U1。 【解析】解：①根据电路图可知，电压表测量R1两端的电压，又因为R1＝10Ω， 所以通过电阻R1的电流： I1＝＝＝0.5A； ②通电10秒钟后，电流通过电阻R1做的功： W1＝U1I1t＝5V×0.5A×10s＝25J。 ③电源电压和电压表示数的比值最大为3，因电源电压12V，此时应为电压表最小值，＝3，故UV小＝4V； 滑动变阻器R2上标有“1A”字样，表示变阻器允许通过的最大电流为1A，即电路的最大电流为1A，由欧姆定律，此时电压表示数的最大值： U1′＝I′R1＝1A×10Ω＝10V， 电压表示数的最大值和最小值的差值应为： △U1＝10V﹣4V＝6V。 答：①通过电阻R1的电流I1＝0.5A； ②通电10s做功为25焦。 ③电压表示数的最大值和最小值的差值6V。 3．（2017•上海）在如图所示的路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20欧，闭合电键S，两电流表的示数分别为0.8安和0.3安。 ①求电源电压U。 ②求通过电阻R2的电流I2。 ③现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个，替换前后，只有一个电流表的示数发生了变化，且电源的电功率变化了0.6瓦，求电阻R0的阻值。 【解析】解：由电路图可知，R1与R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测电阻R1支路的电流。 ①闭合电键S，两电流表的示数分别为0.8A和0.3A， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，干路电流I＝0.8A，通过电阻R1的电流I1＝0.3A， 并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，由欧姆定律可得，电源电压： U＝U1＝I1R1＝0.3A×20Ω＝6V； ②由并联电路的电流特点可得，通过R2的电流： I2＝I﹣I1＝0.8A﹣0.3A＝0.5A； ③由题知，用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个，替换前后，只有一个电流表的示数发生了变化； 若用R0替换电阻R1，则电流表A1所在支路的电阻发生变化，电流表A1的示数会发生变化，同时干路电流也会发生变化，即电流表A的示数发生变化，不符合题意；因此只能是用R0替换电阻R2； 替换前电源的电功率： P总＝UI＝6V×0.8A＝4.8W； 替换后电源的电功率变化了0.6W，则此时电源的电功率可能为： P总′＝P总+△P＝4.8W+0.6W＝5.4W，P总″＝P总﹣△P＝4.8W﹣0.6W＝4.2W； 并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，替换前后R1的电流和功率均不变， 则R1消耗的功率：P1＝UI1＝6V×0.3A＝1.8W； 因替换后R1与R0并联，且电源的电功率等于各电阻消耗功率之和， 所以，电阻R0消耗的功率可能为： P0＝P总′﹣P1＝5.4W﹣1.8W＝3.6W，P0′＝P总″﹣P1＝4.2W﹣1.8W＝2.4W， 由P＝可得，R0的阻值可能为： R0＝＝＝10Ω，R0′＝＝＝15Ω， 即电阻R0的阻值为10Ω或15Ω才能满足题中的要求。 答：①电源电压U为6V； ②通过电阻R2的电流I2为0.5A； ③现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个，替换前后，只有一个电流表的示数发生了变化，且电源的电功率变化了0.6瓦，电阻R0的阻值为10Ω或15Ω。