专项(03)　电学计算课件2025年中考物理一轮复习（徐州专版）

电学计算 专项(三) 1.如图Z3-1所示的电路,电源电压保持不变,电阻R1、R2的阻值分别为20 Ω和30 Ω,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3 A。求: (1)电源电压。 (2)S1、S2均闭合时,电流表的示数。 类型一 纯电路类电学计算 图Z3-1 解:(1)由图可知,只闭合开关S1时, 只有R1接入电路,电流表测电路中电流, 其示数为0.3 A, 则电源电压:U=I1R1=0.3 A×20 Ω=6 V。 1.如图Z3-1所示的电路,电源电压保持不变,电阻R1、R2的阻值分别为20 Ω和30 Ω,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3 A。求: (2)S1、S2均闭合时,电流表的示数。 图Z3-1 (2)当S1、S2均闭合时,两电阻并联, 电流表测量干路中的电流, 此时通过R1的电流仍为0.3 A, 通过R2的电流:I2==0.2 A, 电流表的示数:I=I1+I2=0.3 A+0.2 A=0.5 A。 2.(2023徐州)如图Z3-2所示电路,灯泡L标有“6 V　3 W”字样,R2的阻值为10 Ω。只闭合开关S时,灯泡正常发光;开关S、S1、S2都闭合时,电流表的示数为2.4 A。求: (1)灯泡的额定电流。 (2)R1的阻值。 图Z3-2 解:(1)灯泡的额定电流: I额==0.5 A。 2.(2023徐州)如图Z3-2所示电路,灯泡L标有“6 V　3 W”字样,R2的阻值为10 Ω。只闭合开关S时,灯泡正常发光;开关S、S1、S2都闭合时,电流表的示数为2.4 A。求: (2)R1的阻值。 图Z3-2 (2)只闭合S时,L与R1串联,灯泡正常发光, 有U=U额+U1,即U=6 V+0.5 A×R1①; 开关S、S1、S2都闭合时,电阻R1、R2并联, 电流表测量通过干路的电流, 有I=I1+I2,即2.4 A=②; 联立①②可解得R1=20 Ω或R1=6 Ω。则R1的阻值为20 Ω或6 Ω。 3.(2021徐州)如图Z3-3所示电路,电源电压不变,开关S断开时,电阻R2两端的电压为2 V,功率为1 W;开关S闭合时,电阻R1的功率为4.5 W。求:　 (1)开关S断开时,通过R2的电流。 (2)R1的阻值。 类型二 列方程电学计算 图Z3-3 解:(1)由图可知,开关S断开时,R1与R2串联, 根据P=UI可得,通过R2的电流: I2==0.5 A。 3.(2021徐州)如图Z3-3所示电路,电源电压不变,开关S断开时,电阻R2两端的电压为2 V,功率为1 W;开关S闭合时,电阻R1的功率为4.5 W。求:　 (2)R1的阻值。 图Z3-3 (2)当S断开时,R1与R2串联,电路电流I=I2=0.5 A, 电源电压:U=IR1+U2=0.5 A×R1+2 V①; 开关S闭合时为R1的简单电路, 根据P=可得电源电压:U=②; 由①②联立可解得R1=2 Ω或R1=8 Ω, 则R1的阻值为2 Ω或8 Ω。 4.(2023徐州一模)如图Z3-4所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器R2的滑片位于最右端时,电路中的电流为0.2 A,滑动变阻器R2的功率为0.8 W,当R2的滑片移至中点时,R1两端的电压变化了1 V。求: (1)滑动变阻器R2的最大阻值。 (2)电源电压。 图Z3-4 解:(1)由图可知,闭合开关,R1与R2串联, 当R2的滑片位于最右端时,R2接入电路的阻值最大, 由题知,此时电路电流为0.2 A, 滑动变阻器R2的功率为0.8 W, 则由P=I2R得,滑动变阻器R2的最大阻值:R2==20 Ω。 4.(2023徐州一模)如图Z3-4所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器R2的滑片位于最右端时,电路中的电流为0.2 A,滑动变阻器R2的功率为0.8 W,当R2的滑片移至中点时,R1两端的电压变化了1 V。求: (2)电源电压。 图Z3-4 (2)由欧姆定律得,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时, 其两端的电压为U2=IR2=0.2 A×20 Ω=4 V, 电源电压:U=U2+IR1=4 V+0.2 A×R1①; 滑片移至中点后,滑动变阻器接入电路中的电阻为 R2'=R2=×20 Ω=10 Ω, 由题知,R2的滑片由最右端移到中点时,R1两端的电压变化了1 V,由串联分压原理可知,R1两端电压增大了1 V,则由串联电路电压特点得,此时滑动变阻器两端的电压为U2'=U2-ΔU=4 V-1 V=3 V,　 此时电路中电流为I'==0.3 A,　 电源电压:U=I'R1+U2'=0.3 A×R1+3 V②; 联立①②解得U=6 V。 图Z3-4 5.(2023徐州二模)如图Z3-5所示电路,电源电压不变,闭合开关S,移动滑动变阻器(规格为“25 Ω　2 A”)的滑片至某位置,定值电阻R0消耗的功率为2.5 W;再移动滑片至另一位置,R0消耗的功率为10 W,电压表示数为5 V。若前后两次滑动变阻器消耗的功率相同,求: (1)滑动变阻器能承受的最大电压。 (2)电源电压U。 图Z3-5 解:(1)由滑动变阻器规格可知, 滑动变阻器的最大阻值为25 Ω, 允许通过的最大电流为2 A, 由欧姆定律可知,滑动变阻器能承受的最大电压: UPmax=IPR=2 A×25 Ω=50 V。 5.(2023徐州二模)如图Z3-5所示电路,电源电压不变,闭合开关S,移动滑动变阻器(规格为“25 Ω　2 A”)的滑片至某位置,定值电阻R0消耗的功率为2.5 W;再移动滑片至另一位置,R0消耗的功率为10 W,电压表示数为5 V。若前后两次滑动变阻器消耗的功率相同,求: (2)电源电压U。 图Z3-5 (2)由图可知,定值电阻R0与滑动变阻器串联, 电压表测滑动变阻器两端的电压, 移动滑动变阻器的滑片至某位置,定值电阻R0消耗的功率: P0=I2R0=2.5 W①, 再移动滑片至另一位置, R0消耗的功率:P0'=I'2R0=10 W②, 由①②可知,两次电路中的电流关系为I'=2I, 再次移动滑片至另一位置时,滑动变阻器消耗的功率: P滑'=U滑'I'=5 V×I'=5 V×2I=10 V×I, 图Z3-5 电路中的总功率:P'=P0'+P滑'=10 W+10 V×I=UI'=U×2I=2UI, 即10 W+10 V×I=2UI③。 因前后两次滑动变阻器消耗的功率相同,P滑=P滑',则最初移动滑动变阻器的滑片至某位置时,电路中的总功率:P=P0+P滑=P0+P滑'=2.5 W+10 V×I=UI, 即2.5 W+10 V×I=UI④, 由③④解得,电源电压U=15 V。 图Z3-5 6. 如图Z3-6所示,电源电压保持不变,R0=20 Ω,小灯泡L上标有“6 V　3 W”字样(灯丝电阻不变),滑动变阻器的最大阻值为10 Ω。当开关S、S1、S2都闭合,滑片P滑至最右端时,电流表示数为0.9 A。 (1)求小灯泡L的电阻。 (2)当开关S闭合,S1、S2断开时,移动滑片P, 使滑动变阻器的电功率为0.72 W,求此时电 流表的示数。 图Z3-6 解:(1)小灯泡L的电阻: RL==12 Ω。 6. 如图Z3-6所示,电源电压保持不变,R0=20 Ω,小灯泡L上标有“6 V　3 W”字样(灯丝电阻不变),滑动变阻器的最大阻值为10 Ω。当开关S、S1、S2都闭合,滑片P滑至最右端时,电流表示数为0.9 A。 (2)当开关S闭合,S1、S2断开时,移动滑片P,使滑动变阻器的电功率为0.72 W,求此时电流表的示数。 图Z3-6 (2)开关S、S1、S2都闭合,滑片P滑至最右端时, R0和滑动变阻器的最大电阻并联,设电源电压是U, 由题意可知,=0.9 A,解得U=6 V, 当开关S闭合,S1、S2断开时,小灯泡和滑动变阻器串联, 设电路中电流是I, 则IRL+=U,代入数据可得:I×12 Ω+=6 V,解得I=0.2 A或0.3 A, 电路中最小电流:I=≈0.27 A, 所以此时电流表示数为I=0.3 A。 图Z3-6 7.(2023常州改编)如图Z3-7所示的电路,电源电压恒定,R0为定值电阻,Rx为滑动变阻器(A、B为其两端点)。闭合开关S,把滑动变阻器的滑片P从B端移到A端的过程中,电压表示数的变化范围是0.6~3 V,电流表示数的变化范围是0.12~0.6 A。求: (1)R0的阻值。 (2)滑动变阻器Rx的最大阻值。 (3)移动滑片P,电路总功率的最小值。 类型三 范围极值类电学计算 图Z3-7 解:(1)由电路图可知,R0与Rx串联,电压表测R0两端电压,电流表测电路中的电流。由题意可知,当滑片P移至A端时,为R0的简单电路,此时电压表示数最大,为电源电压,电流表示数也最大,则R0的阻值:R0==5 Ω。 图Z3-7 7.(2023常州改编)如图Z3-7所示的电路,电源电压恒定,R0为定值电阻,Rx为滑动变阻器(A、B为其两端点)。闭合开关S,把滑动变阻器的滑片P从B端移到A端的过程中,电压表示数的变化范围是0.6~3 V,电流表示数的变化范围是0.12~0.6 A。求: (2)滑动变阻器Rx的最大阻值。 图Z3-7 (2)由电路图可知,当滑动变阻器的滑片P在B端时, 滑动变阻器连入电路的阻值最大, 由题意可知,此时电流表的示数最小,为0.12 A, 电压表的示数最小,为0.6 V, 此时Rx两端电压为Ux=U-U小=3 V-0.6 V=2.4 V, 滑动变阻器Rx的最大阻值:Rx==20 Ω。 图Z3-7 7.(2023常州改编)如图Z3-7所示的电路,电源电压恒定,R0为定值电阻,Rx为滑动变阻器(A、B为其两端点)。闭合开关S,把滑动变阻器的滑片P从B端移到A端的过程中,电压表示数的变化范围是0.6~3 V,电流表示数的变化范围是0.12~0.6 A。求: (3)移动滑片P,电路总功率的最小值。 图Z3-7 (3)移动滑片P至B端时, 电路电流最小,电源电压不变, 则电路的总电功率最小, 故电路总功率的最小值: P小=UI小=3 V×0.12 A=0.36 W。 8.(2023泰州改编)如图Z3-8所示为调光灯的简化电路,电源电压恒为9 V,滑动变阻器R标有“20 Ω　1 A”的字样,电流表选用0~0.6 A的量程,当滑片P移至中点时,小灯泡恰好正常发光。已知小灯泡上标有“3 V　0.9 W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),为保证电路安全,求: (1)定值电阻R0的阻值。 (2)小灯泡的最小功率。 图Z3-8 解:(1)由电路图可知,小灯泡、定值电阻R0和滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流。 滑动变阻器滑片P在中点时其连入电路的阻值为10 Ω, 此时小灯泡恰好正常发光, 则电路中的电流为I=I额==0.3 A, 小灯泡两端电压为3 V, 滑动变阻器两端电压为UR=IR=0.3 A×10 Ω=3 V, 则定值电阻R0两端的电压为U0=U-U额-UR=9 V-3 V-3 V=3 V, 定值电阻的阻值:R0==10 Ω。 图Z3-8 8.(2023泰州改编)如图Z3-8所示为调光灯的简化电路,电源电压恒为9 V,滑动变阻器R标有“20 Ω　1 A”的字样,电流表选用0~0.6 A的量程,当滑片P移至中点时,小灯泡恰好正常发光。已知小灯泡上标有“3 V　0.9 W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),为保证电路安全,求: (2)小灯泡的最小功率。 图Z3-8 (2)小灯泡的阻值:RL==10 Ω, 当滑动变阻器的滑片P滑至阻值最大处时, 电路中的电流最小, 由欧姆定律得,此时电路中的电流: I小==0.225 A, 小灯泡的最小功率:P小=RL=(0.225 A)2×10 Ω=0.50625 W。 图Z3-8 9.(2024苏州)某电饭锅的电路如图Z3-9所示,发热盘内有发热电阻R1和分压电阻R2,S是温控开关。当S接a时,电饭锅处于高温挡,通过的电流为4 A;当温度达到一定值时,开关S自动切换到b,电饭锅处于保温挡,通过的电流为0.25 A。求: (1)R1的阻值。 (2)电饭锅高温挡的功率。 (3)保温16 min,分压电阻R2产生的热量。 类型四 多挡位电学计算 图Z3-9 解:(1)S接a时,电路为R1的简单电路, R1==55 Ω。 9.(2024苏州)某电饭锅的电路如图Z3-9所示,发热盘内有发热电阻R1和分压电阻R2,S是温控开关。当S接a时,电饭锅处于高温挡,通过的电流为4 A;当温度达到一定值时,开关S自动切换到b,电饭锅处于保温挡,通过的电流为0.25 A。求: (2)电饭锅高温挡的功率。 图Z3-9 (2)P高=UI高=220 V×4 A=880 W。 9.(2024苏州)某电饭锅的电路如图Z3-9所示,发热盘内有发热电阻R1和分压电阻R2,S是温控开关。当S接a时,电饭锅处于高温挡,通过的电流为4 A;当温度达到一定值时,开关S自动切换到b,电饭锅处于保温挡,通过的电流为0.25 A。求: (3)保温16 min,分压电阻R2产生的热量。 图Z3-9 (3)电饭锅处于保温挡时,R1、R2串联, R2=-R1=-55 Ω=825 Ω, R2产生的热量: Q2=R2t=(0.25 A)2×825 Ω×16×60 s=4.95×104 J。 10.(2024徐州二模)如图Z3-10甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中,R1消耗的电功率P1随R1接入电路阻值变化关系图像如图乙所示。 (1)当R1为10 Ω时,求电流表的示数。 (2)求电源电压。 类型五 与图像结合的电学计算 图Z3-10 解:(1)由图甲可知,R1、R2串联,电压表测量R2两端的电压,电流表测电路中的电流,由图乙知,当R1连入电路的阻值为10 Ω时,其功率为3.6 W,据P=I2R得,此时电路中的电流:I==0.6 A,即电流表的示数为0.6 A。　 图Z3-10 10.(2024徐州二模)如图Z3-10甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中,R1消耗的电功率P1随R1接入电路阻值变化关系图像如图乙所示。 (2)求电源电压。 图Z3-10 (2)由图乙知, 当R1连入电路的阻值为50 Ω时, 其功率为2 W, 据P=I2R得,此时电路中的电流: I'==0.2 A。 据欧姆定律及串联电路的特点可得, U=0.6 A×(10 Ω+R2)①,U=0.2 A×(50 Ω+R2)②, 联立①②解得U=12 V。 图Z3-10 $$