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押计算题13:电学计算(压轴)
电学计算题在广东省卷和深圳卷中属于必考题型,主要考察电功、电功率和电热的计算。在省卷和深圳卷中,电学计算题难度不大,电学计算得满分并不困难。
秘籍1:怎样解电学图像问题
1. 图像题就是利用数学图像的方法,把物理量之间的关系表达出来的题目.解决这类问题的一般步骤:
(1)看清图像中横、纵轴所表示的物理量,弄清坐标轴上的分度值;
(2)明确图像所表达的物理意义,用图像的交点坐标、倾斜程度等进行分析、推理、判断和计算;
(3)根据图像把题目中的问题计算出结果或作出判断性结论。
2. 注意事项
(1)明确坐标系中横轴与纵轴表示的物理量;
(2)根据题意找到图像上的特殊点对应的数据,结合串、并联电路的特点及欧姆定律进行分析及计算。
秘籍2:怎样解电功率的电路安全和极值问题
解题时,首先按题目所给的条件,根据电流流过的路径,确定各用电器串、并联关系,然后画出相应的等效电路图。解答电路安全问题,应依据“照顾弱者”的原则进行取值,即串联取最小电流并联取最小电压。具体方法为:在串联电路中,计算各个元件允许通过的最大电流,取其中的最小值为电路中的最大电流;在并联电路中,计算各个元件两端允许所加电压的最大值,取其中的最小值为各支路两端的最大电压。解答电路消耗电功率的极值问题时电源电压不变,根据P=UI可知,当电路中电流最大时,消耗的功率最大;当电路中的电流最小时,消耗的功率最小。
秘籍3:怎样解电热器的档位问题
家用电热器的电压都是220V,由可知,电路总电阻越小,加热总功率就越大,就处于加热状态;电路总电阻越大,则加热总功率就越小,就处于保温状态。下表列出了家用电热器的各种状态及电路图:
家用电器
电路图
加热与保温状态
说明
电饭锅
S闭合加热
S 断开保温
总体可分为两类:
一类是并联型,单电阻时是保温,双电阻时是加热;
一类是串联型,单电阻时是加热,而双电阻时是保温
电烙铁
S接2加热
S接1保温
饮水机
S接2加热
S接1保温
电热毯
S闭合加热
S断开保温
注意事项:双档问题中开关的设计
(1)短路式
两个电阻串联,把开关和其中一个电阻并联,如左下图所示。当闭合开关时,有一个电阻被短路,只有一个电阻工作,此时为高温挡;当断开开关时,两电阻串联,电阻大一些,电热器的功率小一些,此时为低温挡。
(2)单刀双掷式
主要工作电阻放在干路上,一条支路用导线,另一条支路连接在附加电阻上,如上右图所示。当开关掷向附加电阻的支路时两电阻串联,此时为低温挡;当开关掷向导线支路时,只有主要工作电阻工作,此时为高温挡。
1.(2023·广东深圳·中考真题)R是一个随推力F变化而变化的电阻,F与R的关系如图甲所示。现有如图乙,丙的两个电路,为定值电阻,阻值为20Ω,电源电压恒为6V,电流表量程为0~0.6A。
(1)当小白同学推力为0时,求电阻R的阻值;
(2)用300N的力推电阻,求的电功率(图乙);
(3)图丙中,当干路电流不超过电流表量程时,小白同学推力F的最大值。
2.(2022·广东深圳·中考真题)小明设计了如图甲的模拟智能测温报警电路:电源电压调为12V,报警器(电阻不计)通过的电流超过10mA时就会报警,热敏电阻RT其阻值随温度T的变化关系如图乙所示。要求:当所测温度达到或超过37.3℃时,系统报警。
(1)计算R0;
(2)38℃时电流约为多少?
(3)36℃到40℃的过程中,电路最大总功率。
3.(2021·广东深圳·中考真题)某科技兴趣小组用一个88Ω的电阻R1、开关、导线等器材制作了一个电烤箱,先将电烤箱接入电压为220V的家庭电路,简化电路如甲所示,闭合开关,求:
(1)通过R1的电流;( )
(2)R1消耗的电功率; ( )
(3)小组发现烤熟蛋糕耗费时间过长,为解决这个问题,小组找来一个相同规格的电阻R2进行改装。
①你认为应按照图 (选填“乙"或“丙”)进行改装;
②闭合开关S后,通电10min,求改装后电烤箱产生的热量。( )
4.(2023·广东·中考真题)题图甲是用某款3D打印第进行立体绘画时的场景,打印笔通电后,笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化;加热电路简化后如图所示,电源电压恒为6V,R1和R2为发热电阻丝,只闭合S1时低温挡工作,S1、S2都闭合时高温挡工作,高温挡和低温挡的功率比为4∶3,R1=4Ω,忽略电阻丝阻值随温度变化,求
(1)低温档工作时,通过R1的电流;
(2)低温挡的功率;
(3)R2的电阻值。
5.(2022·广东·中考真题)某电热取暖器的简化电路如图所示,R1、R2为发热电阻。取暖器工作时,通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制。已知高温挡功率为132