第1部分 微专题6 电学的综合计算-【中考快车道】2026年中考物理总复习学生用书Word

解题思路：①根据开关状态、滑片位置，分析电路元件的串、并联情况；②根据串、并联电路电流和电压规律、欧姆定律进行计算。 类型一　没有安全条件要求的电学综合计算 【解题关键】　(1)电源电压一般不变；(2)定值电阻阻值不变、小灯泡电阻一般规定不变；若小灯泡电阻变化，题目一般给出小灯泡的I-U图象。 【典例1】　如图甲所示，是通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图象。将小灯泡连接到如图乙所示的电路中，已知电源电压保持3 V不变，小灯泡的额定电流是0.3 A，R1＝20 Ω，R2标有“30 Ω　2 A”字样。 (1)求小灯泡正常发光时的电阻； (2)同时闭合开关S、S2，断开S1，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为1 V，求此时滑动变阻器R2的电阻； (3)同时闭合开关S、S1和S2，当滑动变阻器的滑片调至最左端时，求此时整个电路工作1 min消耗的电能； (4)在电路通电的情况下，调整开关S1、S2的开闭状态，并移动滑动变阻器的滑片，求整个电路消耗的最小电功率。 [听课记录]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 【变式1】　如图所示，电源电压恒为12 V，小灯泡上标有“6 V　3.6 W”字样且灯丝电阻保持不变，当只闭合S、S1时，小灯泡正常发光；当所有开关都闭合，滑动变阻器的滑片滑到最右端时，电流表A的示数是1.8 A。求： (1)定值电阻R1的阻值； (2)滑动变阻器R2的最大阻值； (3)小灯泡通电时消耗的最小电功率。 【变式2】　小明利用电学知识为家中的热带鱼设计了一个“加热照明灯”，电路如图所示，电源电压U＝6 V 保持不变，灯泡L标有“6 V　1.2 W”字样，电阻R1＝10 Ω。不计导线电阻，不计灯丝电阻随温度的变化。 (1)当闭合开关S1和S3时，求工作10 min电路产生的热量； (2)当三个开关S1、S2、S3都闭合时，求电流表的示数； (3)已知滑动变阻器R2的阻值在0～20 Ω内可调，只闭合开关S2，断开开关S1、S3，求灯泡L在工作时消耗的最小电功率。 类型二　有安全条件要求的电学综合计算 【解题关键】　(1)有电流要求的元件包括小灯泡、电流表、滑动变阻器；(2)有电压要求的元件主要是电压表；(3)在分析题目时，一般把元件对电压的要求转化为对电流的要求。 【典例2】　如图所示，电源电压恒为4.5 V，灯泡L上标有“3 V　1.5 W”字样，滑动变阻器R2上标有“15 Ω　1 A”字样，定值电阻R1阻值为10 Ω，电流表量程为0～3 A，电压表量程为0～3 V，不计温度对灯丝电阻的影响。求： (1)灯泡正常工作时的电流大小； (2)当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，通过R1的电流和R1通电10 min消耗的电能； (3)当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器R2的取值范围。 [听课记录]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 【变式3】　如图甲所示的电路，电源电压为 4.5 V 保持不变，小灯泡L标有“2.5 V　0.25 A”字样，滑动变阻器R1的最大阻值为30 Ω，R2为定值电阻，电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～3 V。只闭合S、S2和S3，将滑动变阻器R1的滑片P调到中点时，电流表示数为0.45 A；只闭合S和S1，移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡L的I-U图象如图乙所示。求： (1)定值电阻R2的阻值； (2)只闭合S、S2和S3时，电路的最大功率； (3)只闭合S和S1，在各元件安全的情况下，滑动变阻器R1的取值范围。 【变式4】　某同学选用规格为“12 V　6 W”的灯L、定值电阻R1(12 Ω)及规格为“24 Ω　2 A”的滑动变阻器R0等元件设计了如图所示的电路。当闭合开关S、S2，且滑动变阻器的滑片P移至a端时，灯L正常发光。电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化。求： (1)电源电压； (2)当三个开关都闭合，滑动变阻器的滑片P移至a端时，电路消耗的功率； (3)在保证电路各元件安全的前提下，该电路在1 min内消耗的最小电能。 1 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $ 微专题6　电学的综合计算 典例1　解析：(1)小灯泡的额定电流是0.3 A，由题图甲知，小灯泡两端的电压是3 V，则小灯泡正常发光时的电阻为RL＝＝＝10 Ω。 (2)同时闭合开关S、S2，断开S1，灯泡与变阻器R2串联，电压表测变阻器R2两端电压，此时灯泡两端电压为UL′＝U－U2＝3 V－1 V＝2 V 由题图甲知，此时电路中电流为I＝0.25 A，则此时滑动变阻器R2的电阻为R2′＝＝＝4 Ω。 (3)同时闭合开关S、S1和S2，当滑动变阻器的滑片调至最左端时，变阻器R2连入电路的阻值为0，灯泡与R1并联，通过R1的电流为I1＝＝＝0.15 A 则干路中电流为I干＝I1＋IL＝0.15 A＋0.3 A＝0.45 A 此时整个电路工作1 min消耗的电能为W＝UI干t＝3 V×0.45 A×60 s＝81 J。 (4)由题图甲可知R1＞RL，根据串联和并联电路电阻的特点可知，当S、S1闭合，S2断开，且滑片在右端时，电路的总电阻最大，电源电压一定，由P＝可知，此时电路的总功率最小，Pmin＝＝＝0.18 W。 答案：(1)10 Ω　(2)4 Ω　(3)81 J　(4)0.18 W 变式1　解析：(1)由题图可知，只闭合S、S1时，L与R1串联，小灯泡正常发光，电路中电流I1＝IL＝＝＝0.6 A，R1两端电压U1＝U－U额＝12 V－6 V＝6 V 所以R1的阻值R1＝＝＝10 Ω。 (2)当所有开关都闭合时，R1和R2并联，电流表A测干路电流，滑动变阻器的滑片在最右端，其连入阻值最大 通过R1的电流I′1＝＝＝1.2 A 通过R2的电流I2＝I－I′1＝1.8 A－1.2 A＝0.6 A 所以R2的最大阻值R2＝＝＝20 Ω。 (3)当S、S2闭合且滑动变阻器的滑片在最右端时，小灯泡和变阻器R2的最大阻值串联，此时通过小灯泡的电流最小，小灯泡消耗的电功率最小，小灯泡的电阻RL＝＝＝10 Ω 电路中的最小电流I′＝＝＝0.4 A 所以小灯泡通电消耗的最小电功率P最小＝I′2RL＝(0.4 A)2×10 Ω＝1.6 W。 答案：(1)10 Ω　(2)20 Ω　(3)1.6 W 变式2　(1)2 160 J　(2)0.8 A　(3)0.432 W 典例2　解析：(1)灯泡L正常工作时电流I额＝＝＝0.5 A。 (2)由题图知，当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，灯泡L被短路，定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，则通过R1的电流I1＝＝＝0.45 A R1通电10 min消耗的电能W＝UI1t＝4.5 V×0.45 A×600 s＝1 215 J。 (3)当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，R1断路，灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测滑动变阻器R2两端电压，因为灯泡额定电流I额＝0.5 A，电流表量程为0～3 A，滑动变阻器标有“15 Ω　1 A”字样，所以，在确保电路元件安全的情况下，电路中最大电流为I最大＝I额＝0.5 A 此时滑动变阻器R2阻值最小，则电路最小总电阻 R最小＝＝＝9 Ω 由于不计温度对灯丝电阻的影响，根据P＝可得，灯泡的电阻为RL＝＝＝6 Ω 滑动变阻器R2最小阻值R2最小＝R最小－RL＝9 Ω－6 Ω＝3 Ω 因为电压表量程为0～3 V，所以在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器两端电压最大为U2＝3 V时，此时滑动变阻器阻值最大，根据串联电路电压特点和欧姆定律可得，此时电路中电流为I最小＝＝＝0.25 A 滑动变阻器R2最大阻值R2最大＝＝＝12 Ω 综上所述，滑动变阻器的阻值范围为3～12 Ω。 答案：(1)0.5 A　(2)0.45 A　1 215 J　(3)3～12 Ω 变式3　(1)30 Ω　(2)2.7 W　(3)8～15 Ω 变式4　解析：(1)当闭合开关S、S2，滑动变阻器滑片滑到a端时，R0阻值为0，电路中只有灯L，小灯泡正常发光，所以UL＝12 V，PL＝6 W 则U＝U1＝UL＝12 V。 (2)R1的功率为P1＝＝＝12 W 电路消耗的总功率P＝PL＋P1＝6 W＋12 W＝18 W。 (3)灯泡的电阻R＝＝＝24 Ω RL＞R1，因此当闭合S和S2，滑动变阻器滑片滑到b端时，灯L和变阻器的最大阻值串联，此时的电阻最大，R总＝RL＋R0＝24 Ω＋24 Ω＝48 Ω，此时的电流最小Imin＝＝＝0.25 A＜I额＝＝0.5 A，电路安全，在1 min内消耗的电能是W最小＝t＝×60 s＝180 J。 答案：(1)12 V　(2)18 W　(3)180 J 学科网（北京）股份有限公司 $