4.类型4 电学综合计算（内文）-【中考必备】2025年教与学物理课件PPT（人教版 广东专版）

2025 教与学 中考必备 物 理 第二部分 专题训练 专题三 计 算 专 题 类型4 电学综合计算 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） 考点精练 考点点拨：1. 欧姆定律的综合题：串、并联电路中的电流、电压、电阻规律和欧姆定律是该类试题考查的知识点，开关、滑动变阻器的变化带来电路变化是该类试题的特点，物理量的对应性是该类试题的易错点，实际应用型计算是该类计算题的难点。 2. 电功率的综合题：电功、电功率的计算是中考的重点，该类试题或以常见的家用电器为题材，或以动态电路为载体，这类题往往知识覆盖面广，涉及的公式与规律多，综合性强，题目难度大，分值也较高，解答这类题需注意以下几点： 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） (1)正确分析电路结构，能准确画出各状态的等效电路图。(2)能熟练掌握串、并联电路的特点，灵活运用电学公式列出方程或方程组。(3)要正确理解下列公式的物理含义及适用条件，电功公式W=UIt=Pt=I2Rt=t，电功率公式P==UI=I2R=，当电路是纯电阻电路时，电功、电功率及其变形式都可以等效使用，焦耳定律公式Q=I2Rt，在计算导体通电产生热量时普遍适用。(4)P、W、U、I、R、t等物理量，在运用公式计算时要严格遵守同一性和同时性，单位要统一。 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） 【例1】小华家距离变压器2 km，在变压器与小华家之间有2条输电线，每条输电线每千米的电阻为0.5 Ω，即0.5 Ω/km，变压器加在输电线两端的电压是220 V。在某一时间段，整个线路只有小华家1台额定电压220 V、额定功率2 420 W的电热水器工作。不考虑温度变化对电热水器电阻的影响。求： （1）输电线中电流的大小。 （2）电热水器的实际电功率。 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） 解：（1）由P=可知，电热水器的电阻R=== 20 Ω,导线的电阻R′=4 km×0.5 Ω/km=2 Ω,故总电路电阻R总=R+R′=20 Ω+2 Ω=22 Ω，输电线中的电流I===10 A。 （2）电热水器的实际功率P′=I2R=(10 A）2×20 Ω=2 000 W。答：（略） 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） 【例2】在如图2-3-21甲所示电路中，电源电压U恒定，电阻R1＝20 Ω，R2为滑动变阻器。闭合开关后当滑动触头P从a端滑到b端时，电压表V1、V2示数的关系如图2-3-21乙所示。 求：（1）电源电压U。 （2）滑动变阻器的最大阻值。 （3）当滑动触头移到滑动变阻 器的中间位置时，电阻R1的电功率。 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） 解：（1）由电路图可知，当滑片在a端时滑动变阻器R2被短路，电压表V2示数为零，电路为R1的简单电路，电压表V1测电源的电压，由图乙可知,电源的电压U＝12 V。 （2）滑动变阻器的阻值最大时，电压表V2的示数最大， 由图乙可知，U1＝4 V，U2最大＝8 V， 则电路中的电流I＝＝＝0.2 A， 则根据I＝可得，R2＝＝＝40 Ω。 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） （3）当滑动触头移到滑动变阻器的中间位置时， 即R2中＝R2最大＝×40 Ω＝20 Ω， 则总电阻R＝R1+R2中＝20 Ω+20 Ω＝40 Ω， 所以，电路的电流I中＝＝＝0.3 A， 电阻R1的电功率P1＝I2中R1＝（0.3 A）2×20 Ω＝1.8 W。 答：（略） 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） 强化点1 简单计算类 1. 在如图2-3-22所示的电路中，电源电压可以调节，调节电源电压为4 V，闭合开关S，电流表A、A1的示数分别为1.2 A和0.8 A。求： （1）此时通过电阻R2的电流。 （2）电阻R2的阻值。 （3）重新调节电源电压后，闭合开关S， 电流表A1的示数为1.2 A，求1 min内电 流通过电阻R2产生的热量。 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） 解：（1）由图可知，闭合开关S后，R1与R2并联，此时通过电阻R2的电流I2＝I-I1＝1.2 A-0.8 A＝0.4 A。 （2）由I＝可得，电阻R2的阻值R2＝＝＝10 Ω。 （3）电阻R1的阻值R1＝＝＝5 Ω。 重新调节电源电压后，电源的电压U′＝I1′R1＝1.2 A×5 Ω＝6 V。 1 min内电流通过电阻R2产生的热量Q2＝W2＝t＝ ×60 s＝216 J。 答：（略） 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） 2. 孝顺的芳芳为了让奶奶在冬天方便取暖，她用自己的零用钱为老人家买了个烤火用的电热箱，电热箱的规格如右下表。求： （1）电热箱内发热丝的电阻阻值。 （2）正常工作 0.5 h，电热箱消耗的电能。 （3）一天，芳芳断开家中其他所有用电器，只接通电热箱，发现家中如图2-3-23所示的电能表表盘在5 min内转了100圈，电 热箱的实际功率是多少？ 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） 解：（1）由P=UI，I=可得电热箱内发热丝的电阻R===110 Ω。 （2）由P=可得，电热箱消耗的电能W=P额t=440 W×0.5× 3 600 s=7.92×105 J。 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） （3）W实= kW·h×100= kW·h，t1= h= h， P实===0.4 kW=400 W。 答：（略） 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） 强化点2 加热保温电路 3. 家用电饭锅中自动开关一般由感温铁氧体组成，将电饭锅的自动开关S按下，电饭锅处于加热状态，当感温铁氧体温度达到103 ℃时失去磁性，被吸铁块由弹簧弹开使电饭锅进入保温状态。某家用电饭锅内部电路简化示意图如图2-3-24甲所示，某次使用该电饭锅在220 V的电压 下煮饭的过程中，通过的电流随 时间变化的图像如图2-3-24乙 所示。 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） (1)当锅内温度为100 ℃时，自动开关S与__________(填“1”或“2”)连接，此时电饭锅处于__________(填“加热”或“保温”)状态。 (2)该电饭锅此次工作30 min消耗的电能为多少? (3)电阻R1与R2的阻值之比为多少? (4)若要使该电饭锅的加热功率提高到1 100 W，可以给电阻R1并联一个阻值为多大的电阻R3？ 1 加热 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） 解：（2）电饭锅此次工作30 min消耗的电能W=W1＋W2=UI1t1+UI2t2=220 V×4 A×10×60 s＋220 V×1 A×20×60 s=7.92×105 J。 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） （3）开关接1时，只有R1连入电路，为加热状态，此时的电流I1==4 A，开关接2时，两电阻串联，为保温状态，此时的电流I2==1 A，则===，解得=。 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） （4）原来的加热功率P1=UI1=220 V×4 A=880 W，将该电饭锅的加热功率提高到1 100 W， 则并联电阻之后的功率P3=P-P1=1 100 W-880 W=220 W， 由P=得，并联电阻的阻值R3===220 Ω。 答：（略） 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） 强化点3 图像类 4. （2024凌河校级模拟）如图2-3-25所示电路，电源电压为9 V且保持不变、小灯泡L标有“6 V6 W”的字样，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P从某点A移到另一点B的过程中（图甲中未标出），电流表与电压表示数的变化曲线如图乙所示，求： （1）小灯泡正常发光时电阻。 （2）小灯泡功率为3.2 W时，滑 动变阻器连入电路的电阻。 （3）滑片P在A、B位置时，滑动 变阻器消耗的功率之差。 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） 解：由图甲可知，此时小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测小灯泡两端电压； （1）已知灯泡的额定电压和额定功率分别为6 V和6 W， 则小灯泡正常发光时的电阻RL＝＝＝6 Ω。 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） （2）由图乙可知，小灯泡两端电压为4 V时，通过小灯泡的电流为0.8 A，此时小灯泡实际功率P＝UI＝4 V×0.8 A＝3.2 W， 此时通过滑动变阻器的电流是0.8 A，滑动变阻器两端的电压 U滑＝U总-UL＝9 V-4 V＝5 V， 则滑动变阻器接入电路中的阻值R滑＝＝＝6.25 Ω。 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） （3）由图乙可知，滑片在A点时，电压表示数为2 V，电流表示数为0.5 A，滑动变阻器两端电压UA＝U总-U′L＝9 V-2 V＝7 V，通过滑动变阻器的电流IA＝0.5 A， 滑片在B点时，电压表示数为6 V，电流表示数为1 A， 滑动变阻器两端电压UB＝U总-U″L＝9 V-6 V＝3 V， 通过滑动变阻器的电流为1 A， 所以滑动变阻器消耗功率之差ΔP＝PA-PB＝UAIA-UBIB＝ 7 V×0.5 A-3 V×1 A＝0.5 W。 答：（略） 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） 强化点4 最值问题 5. （2024内江）图2-3-26甲是某物理兴趣小组设计的简易“坐位体前屈”测试仪，其简化原理如图2-3-26乙所示。在测试中，测试的同学向前水平推动测试仪的滑块（相当于向右移动图乙中滑动变阻器的滑片P），用电压表的示数来反映被测试者的成绩。电源的电压恒为6 V，电压表的量程为0～3 V，电流表的量程为0～0.6 A，滑动变阻器R1标有“20 Ω1.5 A”的字样，定值电阻R2＝10 Ω。闭合开关S，求： 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） （1）当滑动变阻器连入电路的阻值R1＝2 Ω时，电压表的示数。 （2）在保证电路元件安全的情况下，电路消耗总功率的最小值。 解：（1）由图可知R1和R2串联，则总电阻R＝R1+R2＝2 Ω+10 Ω＝12 Ω， 由欧姆定律得电路中的电流I＝ ＝＝0.5 A， 则R1两端的电压即电压表的示数U1＝IR1＝0.5 A×2 Ω＝1 V。 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） （2）由P＝UI可知，电源电压恒定，电流越小，电路消耗的总功率越小，则滑动变阻器阻值最大时， 电路中的最小电流I小＝＝＝0.2 A， 此时电压表的示数U′1＝I小R最大＝0.2 A×20 Ω＝4 V，超过了电压表的量程，电路不安全，因此电压表的最大示数为3 V，R2两端的电压U2＝U-U″1＝6 V-3 V＝3 V， 则电路中的电流最小值I最小＝I2＝＝＝0.3 A， 所以电路中的最小电功率P最小＝UI最小＝6 V×0.3 A＝1.8 W。 答：（略） 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） 强化点5 分类讨论 6. 小宸利用一个电池组，两只电流表（A1和A2），一个开关，一个阻值为R0＝15 Ω的定值电阻和若干导线，来测量未知电阻Rx的阻值，他设计好电路并正确操作，发现A1、A2的示数如图2-3-27所示。问： （1）A1、A2的示数I1、I2分别是多少？ （2）在你不确定电路设计的情况下， 请判断电阻Rx可能的阻值为多少？ 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） 解：（1）A1表的量程是0～0.6 A，分度值是0.02 A， 故I1＝0.3 A；A2表的量程是0～3 A， 分度值是0.1 A，故I2＝0.9 A。 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） （2）因为A1表和A2表的示数不同，所以，R0与Rx不可能串联， 那么，R0与Rx一定并联，根据电流表的接法不同，有四种情况： ①A2表测总电流，A1表测Rx电流,Rx＝＝＝×15 Ω＝30 Ω； ②A2表测总电流，A1表测R0电流，Rx＝＝＝ ×15 Ω＝7.5 Ω； ③A2表测Rx电流，A1表测R0电流，Rx＝＝＝×15 Ω＝5 Ω； ④A2表测R0电流，A1表测Rx电流，Rx＝＝＝×15 Ω＝45 Ω。 答：（略） 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） 强化点6 力电综合 7. 如图2-3-28所示为某品牌四旋翼无人机，该无人机具有一键起降和返航、空中悬停、高清拍摄、GPS定位等功能,下表是该无人机的部分参数： 整机质量 2 kg 电池额定电压 15 V 最大上升速度 6 m/s 电动机工作电压 12 V 最大下降速度 2 m/s 悬停时每个电动机功率 50 W 最大水平速度 16 m/s 电动机数量 4 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） 在某次火灾中，该无人机参与火情的勘测，它先以最大速度匀速直线上升，且达到60 m 高处时，再以最大速度水平匀速直线飞行到达 1.6 km远处的火场上空。 若无人机整个过程4个电动机同时工作，电动机将电能转化为机械能的效率为90%。假设无人机以最大速度匀速直线上升时，受到的阻力大小为10 N，通过计算回答下列问题：( g取10 N/kg ) 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） (1)无人机从起飞到火场上空，这一过程共耗时多少秒? (2)无人机到达火场上空后，悬停观测10 min，则10 min内电动机消耗多少电能？ (3)无人机以最大速度匀速直线上升60 m，这个过程中消耗多少电能？ 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） 解:（1）匀速上升的时间 t1===10 s，水平匀速直线飞行的时间t2=== 100 s,整个过程共耗时t=t1+t2=10 s+100 s=110 s。 （2）悬停时电动机总功率P=50 W×4=200 W， 悬停时消耗的电能W1=Pt′=200 W×10×60 s=1.2×105 J。 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） （3）上升过程做功W2=Fs=（G+f）×s=（mg+f）×s=（2 kg×10 N/kg+10 N）×60 m=1 800 J，消耗的电能W===2 000 J。 答：（略） 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） 谢 谢 ! 教与学 中考必备 物理 配人教版 （内文） $$