专题12 电学计算(导学案)-【全效学习】2025年中考学练测物理课件PPT（沪科版 福建专版）

专题12 电学计算 中考学练测 · 物理 [HK版] 1 01 02 03 综述 典例精析 自主选练 2 01 综述 3 一、透析电学计算命题方向 电学计算常常以电热器、生活中的滑变装置、动态电路图为呈现载体， 应用串、并联电路的特点，欧姆定律，焦耳定律，以及电功、电功率的计 算公式进行全面考查，命题中相关量计算方法如下： （1）欧姆定律有关的计算； （2）电功、电热及电功率有关的计算。 专题12 电学计算 返回目录 4 二、电学计算的基本解题思路 1.分析电路的连接方式； 2.分析各电表所测对象； 3.选择适当公式解决问题。 专题12 电学计算 返回目录 5 三、电学计算涉及的公式 1.欧姆定律：及变形公式：， 。 2.串联电路的特点：，，， 。 3.并联电路的特点：，，， 。 4.电功和电功率：，， （无论串、并 联）。 5.焦耳定律： 。 专题12 电学计算 返回目录 6 02 典例精析 7 题型 一 简单电路计算 【名师点拨】 注意事项：单位统一，对象（下角标区分）统一，状态 （上角标区分）统一。 专题12 电学计算 返回目录 8 例1 [2024新疆] 如图所示的电路，定值电阻 的 阻值为 ，定值电阻的阻值为 ，闭合 开关后，电流表A的示数为 。求： （1）电阻 两端的电压； 解：由电路图知、 串联， 则 ， 由得， ； （2）电源电压； 解：电源电压 ； （3）整个电路在 内产生的热量。 解： 。 专题12 电学计算 返回目录 9 变式训练1 [2024重庆] 将阻值为 的电阻 与另 一电阻 接入电源电压恒定的电路，如图所示。闭 合开关，电流表的示数为，电流表 的示 数为 。求： （1）通过 的电流； 解：由电路图知和 并联， 则通过的电流 ； （2）电源电压。 解：电源电压等于 两端电压， 即 。 专题12 电学计算 返回目录 10 题型 二 开关控制电路类计算 【名师点拨】 根据开关的断开或闭合情况画出等效电路图，并判断出 电路的连接方式。抓住“电源电压不变”和“定值电阻阻值不变”等隐性条件， 利用串、并联电路的相关规律，欧姆定律，以及电功、电功率、电热等公 式进行计算。在计算时，各物理量一定要一一对应，开关的闭合情况不同， 对应的状态不同，从中找到不变的量和变化的量，最后利用公式计算。 专题12 电学计算 返回目录 11 例2 [2024江西吉安模拟] 如图所示电路中，电源电压 恒为不变，小灯泡标有的字样看不清， ， 当开关均闭合时，电流表示数为，此时小灯泡 正 常发光（忽略温度对灯丝电阻的影响）。求： （1）小灯泡的额定电压及额定功率； 解：当、都闭合时，与 并联，且灯泡正常发光， ， ， ， ； 专题12 电学计算 返回目录 12 （2）开关均闭合时通电电阻 产生的热量； 解： ； （3）当、都断开时，电流表的示数为，则电阻 的阻值是多少。 解：当、都断开时，与 串联， ， 。 专题12 电学计算 返回目录 13 题型 三 滑动变阻器类计算 【名师点拨】 判断电路的连接方式，先确定滑动变阻器滑片位置，再 利用串、并联电路的相关规律，欧姆定律，以及电功、电功率、电热等公 式进行计算。 专题12 电学计算 返回目录 14 例3 [2024四川广元] “格物”学习小组为了研究 小灯泡亮度与功率大小的关系，连接了如图所 示的实物电路，电源两端电压保持不变，滑动 变阻器最大阻值为 。滑动变阻器的滑片 置于最右端，闭合，电压表示数为 ，电 流表示数为 ，小灯泡发光很暗。 专题12 电学计算 返回目录 15 （1）求此时小灯泡的电阻和电源两端电压； 解：滑动变阻器的滑片置于最右端，闭合，滑动变阻器和小灯泡 串联， ， ， ； 专题12 电学计算 返回目录 16 （2）向左移动滑动变阻器的滑片，当其接入电路中的电阻减小 时， 小灯泡恰好正常发光，电流表示数为 ，求小灯泡正常发光时的电功率。 解： ， ， ， 。 专题12 电学计算 返回目录 17 变式训练2 [2024四川乐山] 如图所示的电路中，电阻 。闭合开 关，电流表示数为 。求： （1）电源电压； 解：闭合开关，与 并联， ； 专题12 电学计算 返回目录 18 （2）当滑片位于滑动变阻器中点时，电流表示数为 ，求此时滑 动变阻器 接入电路的阻值； 解： ， ； （3）当滑片位于滑动变阻器 最右端时，求整个电路的电功率。 解：当滑片位于滑动变阻器最右端时， ， ， ， 。 专题12 电学计算 返回目录 19 题型 四 敏感电阻类计算 【名师点拨】 解决“敏感电阻类”问题时，将敏感电阻视为滑动变阻器， 判断其随题目条件变化方式，再根据“题型四”的方法分析解答。 例4 [2024广西] 公路部门往往通过地磅 检测汽车载重情况。图甲是跨学科学习 团队设计的可视化地磅的电路原理图， 主要由踏板（重力不计）、压力传感器 、 显示承重的仪表实质为电流表，量程等组成， 的阻值与所受压 力大小关系如图乙所示。电源电压为，定值电阻的阻值为 。求： 专题12 电学计算 返回目录 20 （1）当的阻值为 时，电路的电流； 解：闭合开关，和 串联， ； （2）当通过电路的电流为 时，地磅的测量值； 解： ， ， 由题图乙可知 ，地磅的测量值 ； 专题12 电学计算 返回目录 21 （3）为了增加地磅的最大测量值，请你写出一种可行的方案，并列出关系 式进行说明。 解：电流表的示数最大为 ，电源电压不变，电路的总电阻为 ， ， 为了增加地磅的最大测量值，即压力增大，需要减小 的阻值，所以需要增 大 的阻值。 专题12 电学计算 返回目录 22 变式训练3 [2024四川泸州] 一辆新能源电动汽车具有车速提醒功能，当车 速过快时，提醒驾驶员需要减速。如图甲所示为该车提醒功能的简化电路 图，电源电压为，定值电阻为 ， 为阻值随车速变化的电阻， 其阻值随车速变化的关系图像如图乙所示。当车速达到 时，观察 到电压表示数为 ，且报警铃声响起。该车驶入某高速服务区充电，充 电后电桩显示屏的信息为：充电电压，时间 ，单价1.2元/度， 费用43.2元。求： 专题12 电学计算 返回目录 23 （1）本次充电的电流； 解：度 ， 由得， ； （2）当车速减为零时，电压表的示数； 解：由题图乙知道，当车速减为零时，的阻值是 ，由串联电路分压 原理知道 ， 解得 ； 专题12 电学计算 返回目录 24 （3）当电压表的示数为 时，此车的速度。 解：当车速为时，电压表示数为，此时 的阻值为 ， ， ， 由题图乙可知，的阻值每增加 ，车速增加 ，故此时车速为 。 专题12 电学计算 返回目录 25 题型 五 多挡位类计算 【名师点拨】1.串联型：根据可知，当电源电压 保持不变时， 电路中总电阻越小，电热器的功率越大。串联型多挡位电热器一般通过局 部短路来改变挡位，串联的电阻越少，总电阻越小，电热器的功率越大， 挡位越高。 2.并联型：根据可知，当电源电压 保持不变时，总电阻越小， 电热器的功率越大。并联型多挡位电热器一般通过开关的通断来改变挡位， 而且各支路可以单独工作，也可以同时工作。并联的电阻越多，总电阻越 小，电热器的功率越大，挡位越高。 专题12 电学计算 返回目录 26 3.混合型：混合型电路中一般有多个开关的组合或旋转，可以将电阻并 联、串联或单个接入电路中。当电阻串联时，总电阻最大，功率最小，处 于低挡位；当电阻单独接入电路时，总电阻较大，功率较小，处于中挡位； 当电阻并联时，总电阻最小，功率最大，处于高挡位。 专题12 电学计算 返回目录 27 例5 [2024江苏苏州] 某电饭锅的电路如图所示，发热盘 内有发热电阻和分压电阻，是温控开关，当接 时， 电饭锅处于高温挡，通过的电流为 ；当温度达到一定 值时，开关自动切换到 ，电饭锅处于保温挡，通过的 电流为 。求： 专题12 电学计算 返回目录 28 （1） 的阻值； 解：当接时，电路为 的简单电路，电饭锅处于高温挡， ； （2）电饭锅高温挡的功率； 解： ； （3）保温，分压电阻 产生的热量。 解：当温度达到一定值时，开关自动切换到，此时和 串联，电饭锅 处于保温挡， ， 。 专题12 电学计算 返回目录 29 变式训练4 [2024湖南长沙] 小明为爷爷设计了一 款有“速热”和“保温”两挡的防寒服，内部电路简化 如图所示。电源两端电压为，电热丝、 的 阻值恒定， 。 （1）只闭合开关时，通过 的电流是多大？ 解： ； （2）只闭合开关时， 的电功率是多少？ 解： ； 专题12 电学计算 返回目录 30 （3）电源两端电压为时，“速热”挡的电功率为 。若更换成电压为 的电源，则使用“速热”挡通电 产生的热量是多少？ 解：当、都闭合时，与 并联，处于“速热”挡， ， ， ， ， 。 专题12 电学计算 返回目录 31 变式训练5 [2024福建泉州二检] 图甲是某款 打印笔，利用电加热使塑料 条熔化，手动挤出热熔的塑料，最后凝固成型。该款 打印笔内部的加热 电路简化如图乙，定值电阻、 为加热电阻，有高、中、低温三挡加热 功能，部分技术参数如下表，高温挡加热效率为 ，塑料条的比热容为 。求： 专题12 电学计算 返回目录 32 电源电压 低温加热功率 中温加热功率 高温加热功率 专题12 电学计算 返回目录 33 （1）打印笔处于低温挡工作时，电路的总电流； 解：开关断开，放在处，、 串联，电路中的电阻最大，电路的总 功率最小，处于低温挡， ； （2）电阻 的阻值； 解：只闭合开关，电路为 的简单电路，处于中温挡， ； 专题12 电学计算 返回目录 34 （3）用高温挡将质量为的塑料条从初温为加热到 所需的时 间。（结果保留一位小数） 解：塑料条吸收的热量 ， 由可得， ， 由可得， 。 专题12 电学计算 返回目录 35 题型 六 范围、极值类计算 【名师点拨】1.动态电路类极值范围 的计算问题，电路图一般在计算时有两 种电路，复杂电路在具体设问计算时也 可以简化为这两种电路，电路图如下， 2.影响电路安全的因素：①电流表、电压表量程；②用电器规格 （小灯泡的“”或滑动变阻器的规格“ ”）；解题时需要综合考虑进 行求解。 其中小灯泡可以换为定值电阻，在特定的题目中会添加相应的电表进行求解。 专题12 电学计算 返回目录 36 例6 [2024山东滨州] 为研究调光灯的工作原理，某小组设计了如图甲所示 的模拟电路进行探究。已知小灯泡标有“ ”字样，电源电压恒定不 变。在保证电路安全的情况下，通过调节滑动变阻器，分别记录三个电表 的示数，并将电表示数绘制成如图乙所示的关系图像，求： 专题12 电学计算 返回目录 37 （1）灯泡 正常发光时的电流； 解：由可知， ； （2）灯泡正常发光 消耗的电能； 解：灯泡正常发光消耗的电能 ； （3）电源电压； 解：由题图乙可知，当滑动变阻器阻值最大时，电路电流最小，为 ， ； 专题12 电学计算 返回目录 38 （4）滑动变阻器阻值的变化范围。 解： ， ， 因此滑动变阻器阻值的变化范围为 。 专题12 电学计算 返回目录 39 变式训练6 [2024福建厦门模拟] 如图，电源电 压恒为，定值电阻的阻值为 ，滑动变 阻器标有“ ”字样，电流表的量程为 。闭合开关，电流表示数为 。求： （1）此时通过电阻 的电流； 解：闭合开关，定值电阻与滑动变阻器 并联， ， ； 专题12 电学计算 返回目录 40 （2）此时滑动变阻器 消耗的电功率； 解：根据并联电路的电流规律可知， ， ， （3） 接入电路中的最小阻值。 解：因为电流表的量程为，则通过的最大电流为 大 ， 则接入电路中的最小阻值为小 。 专题12 电学计算 返回目录 41 变式训练7 [2024山东烟台] 为了方便学生就餐，某学校餐厅使用了一款智 慧餐盘，该系统可以自动识别餐盘中食品的种类和质量，并在显示屏上显 示出价钱，通过人脸识别系统自动扣费。某实践小组在了解智慧餐盘的工 作原理后，他们利用电压恒为的电源、量程为 的电压表、定值 电阻、滑动变阻器最大阻值为 等器材设计了一款自动称量装置， 使用时，物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。当餐盘 不放物体时，滑片恰好位于滑动变阻器的端，如图甲所示。闭合开关 ， 滑片从滑动变阻器的端移动到 端的过程中，电压表的示数由0逐渐增大 到，此过程的最大称量质量为 。实践探究过程中同学们还发现，滑 片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比，滑动变阻器 端与滑片 所在位置之间的阻值和 之间的距离成正比。 专题12 电学计算 返回目录 42 （1）定值电阻 在电路中的作用是什么？阻值为多少？ 解：根据甲图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，在 接入电路中的电 阻为0时，定值电阻 可以保护电路； ， 。 专题12 电学计算 返回目录 43 （2）整个电路消耗的电功率的变化范围是多少？ 解：滑片在端时，电路中只有定值电阻 ， ； 滑片在端时，定值电阻与滑动变阻器 串联， ； 整个电路消耗的电功率的变化范围是 。 专题12 电学计算 返回目录 44 （3）当滑片 位于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为多少（结果保留 一位小数）？此时对应的物体质量为多少？ 解：当滑片 位于滑动变阻器的中点时， ， ， 滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比，最大称量质量为 ， 当滑片位于滑动变阻器的中点时，质量为 。 专题12 电学计算 返回目录 45 （4）实践小组在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现，表盘上原刻度 的每一小格对应的质量值是不同的，即质量刻度不均匀，如图乙所示。请 设计一个可以实现质量刻度均匀的电路，在图丙方框内画出，并从节能的 角度对甲、丙两个电路作出评价。 解： 与题图甲相比，该电路电流最小且保持不变，比题图甲电路更节能。 专题12 电学计算 返回目录 46 题型 七 应用电磁铁类计算 例7 [2024山东枣庄] 如图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅简化 电路，它是通过电热丝 来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度 后，断开开关。 专题12 电学计算 返回目录 47 （1）在工作电路中，指示灯标有“”字样，要使指示灯 正常工作， 则保护电阻 的阻值为多大？ 解：和指示灯 串联， ， ， ； 专题12 电学计算 返回目录 48 （2）把空气炸锅单独接入家庭电路中正常工作 ，电能表上标有 的字样，其转盘刚好转了20转，则空气炸锅的电功率是多少？ 解： ， ； 专题12 电学计算 返回目录 49 （3）在控制电路中，电源电压恒定为，用 来设置加热温度，热敏电 阻 置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当设定 加热温度为某一温度时，的阻值恰好为 ，闭合开关 ，工作电路接 通，开始加热；当控制电流 时，衔铁被弹起，停止加热，则设定 的加热温度是多少？ 解： ， ， 由题图乙可知，当 时，设定温度为 。 专题12 电学计算 返回目录 50 03 自主选练 见配套《自 主选练本》 51 $$