内容正文:
电学计算题解题思路讲解一
一、熟练掌握公式是成功的第一步。
公式是计算题的灵魂,不能灵活运用公式,就不能在物理计算题中做到游刃有余,当然要想灵活运用公式,就要把各个公式要了然于胸,就是见到各物理量就能建立起它们之间的关系,这就需要通过理解去记忆公式,不是死记硬背,理解为主背诵为辅。
公式中背诵的部分是各物理量的符号是什么,各物理量的单位名称以及它们的符号分别是什么,再通过理解而掌握各物理量之间的关系,这样公式自然而然在大脑中就形成了。不用刻意去记忆,
多做几道计算题,就能掌握了。
以下是初中物理计算中常用到的公式以及对应的单位:
1.欧姆定律
I 电流(安培 A )
U 电压(伏特 V )
R 电阻(欧姆 Ω)
2. 计算电功率公式1
P 电功率(瓦特 W )
U 电 压(伏特 V )
I 电 流(安培 A )
W 电功 (焦耳 J )
U 电压 (伏特 V )
I 电流 (安培 A )
t 时间 (秒 s )
3.计算电功
P 电功率 (瓦特 W )
W 电 功 (焦耳 J )
t 时 间 (秒 s )
P 电功率 (千 瓦 kW )
W 电 功 (千瓦时 kWh )
t 时 间 (小 时 h )
4.计算电功率公式2
两套单位一定要对应好
Q 热量(焦耳 J )
I 电流(安培 A )
R 电阻(欧姆 Ω)
t 时间(秒 s )
(只能用于纯电阻电路电热的计算)
(适合所有电路电热的计算)
5.计算电路中的电流产热问题
二、做电学计算的分析步骤
1.圈画各数据并与各物理量对应,并写出对应物理量符号。
依据所给物理量建立联系,从而找出部分的公式。
2.判断电路的连接方式,利用好串联电路等流分压,并联等压分流的结论。
3.再根据待求物理量和所给物理量进一步确定求解所用公式。
4.必要文字说明代入数据进行计算。
例题1如图甲所示是垃圾分类机器人,它会快速取出标准规格的垃圾样品,通过机械手上的探针检测样品的电阻大小来识别垃圾的类别,并投入相应的垃圾桶,各类垃圾样品的电阻参考值如表所示。该机器人检测电路如图乙所示,电源电压为1.5V,定值电阻R为10Ω,机器人从某块垃圾上取样检测时,检测电压表读数为1V。通过计算回答:
样品电阻值 垃圾类别
小于10 金属
10﹣30 餐厨
大于30 其他
(1)样品两端的电压?
(2)检测电路中的电流?
(3)样品的电阻?
U总
UR
U样
I样
R样
圈画数据找出对应物理量及符号
例题1如图甲所示是垃圾分类机器人,它会快速取出标准规格的垃圾样品,通过机械手上的探针检测样品的电阻大小来识别垃圾的类别,并投入相应的垃圾桶,各类垃圾样品的电阻参考值如表所示。该机器人检测电路如图乙所示,电源电压为1.5V,定值电阻R为10Ω,机器人从某块垃圾上取样检测时,检测电压表读数为1V。通过计算回答:
样品电阻值 垃圾类别
小于10 金属
10﹣30 餐厨
大于30 其他
(1)样品两端的电压?
(2)检测电路中的电流?
(3)样品的电阻?
U总
UR
U样
I样
R
判断串并联,由图可知串联电路等流分压:
I=I1=I2
U=U1+U2
根据串联电路电压特点就很容易求出了第一问
U样=U总-UR
圈画数据
找出对应物理量
例题1如图甲所示是垃圾分类机器人,它会快速取出标准规格的垃圾样品,通过机械手上的探针检测样品的电阻大小来识别垃圾的类别,并投入相应的垃圾桶,各类垃圾样品的电阻参考值如表所示。该机器人检测电路如图乙所示,电源电压为1.5V,定值电阻R为10Ω,机器人从某块垃圾上取样检测时,检测电压表读数为1V。通过计算回答:
样品电阻值 垃圾类别
小于10 金属
10﹣30 餐厨
大于30 其他
(1)样品两端的电压?
(2)检测电路中的电流?
(3)样品的电阻?
U总
UR
U样
I
R
判断串并联,由图可知串联电路等流分压:I=I1=I2
U=U1+U2
由题意可知根据串联电路电流特点只需要计算通过电阻R的电流就行,也就是
例题1如图甲所示是垃圾分类机器人,它会快速取出标准规格的垃圾样品,通过机械手上的探针检测样品的电阻大小来识别垃圾的类别,并投入相应的垃圾桶,各类垃圾样品的电阻参考值如表所示。该机器人检测电路如图乙所示,电源电压为1.5V,定值电阻R为10Ω,机器人从某块垃圾上取样检测时,检测电压表读数为1V。通过计算回答:
样品电阻值 垃圾类别
小于10 金属
10﹣30 餐厨
大于30 其他
(1)样品两端的电压?
(2)检测电路中的电流?
(3)样品的电阻?
U总
UR
U样
I
R样
判断串并联,由图可知串联电路等流分压:I=I1=I2
U=U1+U2
由题意
U样第一问已求出,再根据
串联电路电流特点可知
I样=I 代入公式就可求出R样
解(1)因为R样和R串联,所以
U样=U总-UR=1.5V-1V=0.5V
(2)
因为R样和R串联,所以
I=I样=IR=0.1A
(3)由 得
答:(1)样品两端的电压0.5V
(2)检测电路中的电流0.1A
(3)样品的电阻5Ω
例题2:
某学习兴趣小组的同学们调查发现,雨雪天气里汽车后视镜会变模糊,影响行车安全。如图为同学们设计的给后视镜除雾、除霜的简化加热电路。电路低温挡除雾,高温挡除霜。已知电源电压恒为12V,R1与R2均为加热电阻,R2阻值为4Ω,当开关S、S1闭合时,电流表示数为1A。
求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)除霜模式下,电阻R1,工作5min产生的热量;
(3)除雾模式下,电路工作1min共消耗的电能。
U总
I霜
(1)电学计算题首先要判断出开关闭合时,电路的连接情况是串联还是并联,有几个用电器连入电路这是最关键的。
本题第一问要看出S、S1闭合时R2被短路,只有R1接入电路,此时功率最大,高温除霜自然电流表测得就是通过R1的电流,电阻R1两端的电压正好就等于电源电压。
R1
Q
w
例题2:
某学习兴趣小组的同学们调查发现,雨雪天气里汽车后视镜会变模糊,影响行车安全。如图为同学们设计的给后视镜除雾、除霜的简化加热电路。电路低温挡除雾,高温挡除霜。已知电源电压恒为12V,R1与R2均为加热电阻,R2阻值为4Ω,当开关S、S1闭合时,电流表示数为1A。
求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)除霜模式下,电阻R1,工作5min产生的热量;
(3)除雾模式下,电路工作1min共消耗的电能。
U总
I霜
(2)由第一问就已经知道了S、S1闭合时R2被短路,只有R1接入电路,此时功率最大,高温除霜。自然电流表测得就是通过R1的电流,电阻R1两端的电压正好就等于电源电压。也就是此时电流I霜=1 A
电压U总=12V,注意t=5min=300s单位换算别忘了,再根据公式Q=I2霜R1t算出结果
R1
Q
w
例题2:
某学习兴趣小组的同学们调查发现,雨雪天气里汽车后视镜会变模糊,影响行车安全。如图为同学们设计的给后视镜除雾、除霜的简化加热电路。电路低温挡除雾,高温挡除霜。已知电源电压恒为12V,R1与R2均为加热电阻,R2阻值为4Ω,当开关S、S1闭合时,电流表示数为1A。
求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)除霜模式下,电阻R1,工作5min产生的热量;
(3)除雾模式下,电路工作1min共消耗的电能。
U总
I霜
(3)除雾模式自然是功率小的时候,什么时候最小呢,由前面的分析我们知道S、S1闭合时R2被短路,只有R1接入电路,此时功率最大,那自然是只有S闭合时,R1R2串联时总电阻最大电流最小,电源电压没有变化,此时功率最小是除雾模式。根据公式
W=U总I雾t计算,这里面I雾要根据欧姆定律通过总电压除以总电阻来计算。
R1
Q
w
例2
解:(1)除霜模式时S、S1闭合,R2被短路,只有R1接入电路,则U1=U总=12V,I霜=1A
由 得:
(2)t=5min=300s
R1R2串联时是除雾模式
R总=R1+R2=12Ω+4Ω=16Ω
t=6min=60s
答:(1)电阻R1的阻值12Ω;
(2)除霜模式下,电阻R1,工作5min产生的热量3600J
(3)除雾模式下,电路工作1min共消耗的电能540J。
总结:计算题圈画关键数据非常重要,有利于抓住重点理清思路,解电学计算题重中之重是判断好电路的连接情况,如果电路是串联的,等流分压就是已知的,结论就能直接使用,如果是并联的,等压分流就能直接用,再结合相关公式进行计算,注意公式中的单位,有的需要进行单位换算。
不当之处谢谢指正
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