内容正文:
二、电学综合计算
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专题1电路图类电学综合计算
类型①电路图类
1.(2024西宁)如图所示的电路,电源电压保持6V不变,小灯泡L标有“6V3W”字样(不考虑温
度对灯丝电阻的影响),电流表的测量范围为0~3A,电压表的测量范围为0~3V,电阻R1=
202,滑动变阻器R2的规格为“5021A”.求:
(1)小灯泡的电阻:
(2)只闭合开关S1、S2,R2接入电路中的电阻为82时,通电100s电路消
A
耗的电能;
(3)当所有开关都闭合时,电流表的示数:
第1题图
电
(4)在保证电路安全的情况下,此电路的最小功率
包隐含条件
学综合计
电路安全意味着电路中的电流和电压都不能超过电路中任一元器件允许的范围:
①电流表所在支路或干路的电流大小不能超过电流表测量范围;②滑动变阻器所在支路或干
路的电流大小不能超过滑动变阻器允许通过的最大电流:③电压表所测用电器两端电压不能
超过电压表测量范围:④小灯泡两端电压不能超过额定电压,
重难计算突破·物理
19
一战成名目
2.(2024广安)如图所示,电源电压为6V恒定不变,灯泡L标有“2V0.4W”的字样(忽略温度对
灯丝电阻的影响),滑动变阻器2标有“6021A”的字样,电流表测量范围为0~0.6A,电压
表测量范围为0~3V
(1)求灯泡L正常发光时的电阻
(2)当S1、S2均闭合,S3接b,滑动变阻器滑片移到最大阻值处时,电流表示数为0.4A,求R1的
阻值,
(3)在保证电路安全的情况下,求整个电路电功率的变化范围.
®思路点拨
(3)当电源电压保持不变时,由P=Ⅲ可得,电路中的电流越大(或小),电路的总功率越大
(或小);由欧姆定律可得,电路中总电阻越小(或大),电流越大(或小).当电路中存在多个用
电器时,通过改变开关通断方式,使多个用电器并联,此时电路中总电阻最小,电流最大,电路
的总功率最大:使多个用电器串联时,此时电路中总电阻最大,电流最小,电路的总功率最小
十十十十十十十十一十十十十十十十一十
十一十十
电学综合计算
出&b
R a
R
④
L
第2题图
20
重难计算突破·物理一战成名目
103kg/m3×10N/kg×6×10-3m=60Pa.
N,由图乙可知,弹簧的压缩量为4cm,如解图所示:
12.解:(1)正方体A的体积V,=(10cm)3=1×103cm3=1
×103m3,
因正方体A浸没时排开液体的体积和自身的体积相
等,即V#=V,所以,正方体A浸没时受到的浮力
第11题解图
Fm=P水V排g=1.0x10kg/m3×1×103m3×10NVkg=10N;
此时A受到的浮力Fm'=G,-2F,=7N-2×3N=1N,
(2)由题意可得,当正方体A浸没时,弹簧由14cm伸
F浮'
长到16cm,则弹簧伸长2cm,
A排开液体的体积y'=
P水g
由图乙可知正方体A受到的拉力F,=3N,
IN
1.0x103kg/m3×10N/kg
=1×104m3=100cm3,
图甲中,正方体A受到竖直向下的重力和拉力、竖直
向上的浮力,则正方体A的重力
_V_100cm3
G4=F游-F,=10N-3N=7N,
A浸入水的深度hg(10m1em,
容器内水的深度等于弹簧的原长减去压缩量再加上
由G=mg可得,正方体A的质量
正方体A浸入水的深度,
G 7N
m4=
=0.7kg,
g 10 N/kg
h'=14 cm-4 cm+1 cm=11 cm,
关闭阀门B,水对容器底部的压强p=P水gh'=1.0×
正方体A的密度pV,1x10m
ma 0.7 kg
0.7×103kg/m3;
103kg/m3×10N/kg×0.11m=1.1×103Pa.
(3)当A对弹簧的作用力大小等于2F时,即作用力为6
二、电学综合计算
专题1电路图类电学综合计算
电路的最小功率P=U'=6V×0.15A=0.9W.
1解:1)由P-C可得,小灯泡的电阻
2.解:(1)由P=
得,灯泡L正常发光时的电阻
R
U(6V)
U2(2V)2
R-P-3W
-=122:
R-P0.4W=10n:
难计算突
(2)当闭合开关S和S,时,L和R,串联,电路中的总
(2)当S1、S2均闭合,S,接b,滑动变阻器滑片移到最大
电阻R=R+R2=122+82=202,
阻值处时,
通电100s电路消耗的电能
灯泡被短路,R,与R2并联,由题知R2=602,1=0.4A,
景-m1m:
由欧姆定律可得,通过滑动变阻器R,的电流
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U 6V
(3)当所有开关都闭合时,R,和L并联,R2被短路,电流表
14=元60n=0.1A,
U 6V
由并联电路电流的特点可得,通过电阻R,的电流
测量干路电流,通过灯泡L的电流1R200.5A,
11=1-12=0.4A-0.1A=0.3A,
通过风的电流1-发品003A
U 6V
则电阻尼,的阻值R703A20:
干路电流1=1+11=0.5A+0.3A=0.8A;
(3)开关S,和S2断开,S,接a,灯泡L、R,与R2串联,
(4)因为R<R1,所以只闭合开关S2、S,R和R2串联
电压表示数为3V时,此时电路中电流最小,电路总功
时电路的总电阻更大,为保证电路安全,电压表示数为
率最小,灯泡L与R,两端的电压之和
3V,此时电路中的总电阻最大,功率最小;当电压表示
U'=U-U海=6V-3V=3V,
数为3V时,R,两端的电压
此时电路中的最小电流
U,=U-U2=6V-3V=3V,
U
3V
I'=
电路中的电流r=1,3y
R,200-0.154,
+R,102+20n=0.1A,
电路最小电功率
参考答案与重难题解析·物理
49
一战成名目
P小=U'=6V×0.1A=0.6W:
的电压规律和电流特点可知,此时电路中的电流为'=
当S、S2均闭合,S3接b,灯泡短路,R,与R2并联,移动
0.4A,灯泡两端的电压为U'=1.5V,
滑片,使电流表示数为0.6A时,此时电路中电流最大,
此时小灯泡的功率P=U1=1.5V×0.4A=0.6W:
电路总功率最大,此时电路最大电功率P大=大
(3)当闭合开关S、S,断开S,此时R,和滑动变阻器R
6V×0.6A=3.6W,
串联」
所以整个电路电功率的变化范围为0.6~3.6W
呢)呢=
U
U
R的功率P,=R=(
3.【电路分析】变小变小变大变大变小
R-R2)2
-+4R
解:由电路图可知,小灯泡L和滑动变阻器R串联在电
R
分析上式可知,当R=R2=152时,R的功率最大,
路中,电流表测量电路中的电流,电压表V,测量R两
R,的最大功率
端的电压,电压表V,测量小灯泡L两端的电压;
U
(1)小灯泡L标有“12V12W”字样,小灯泡L正常发
P=
R-R2)2
_1.5v=0.9375w
4R,4×152
PL 12 W
+4R
光时的电流1元12V1A:
R
5.【思路点拨】大小
(2)小灯泡L正常发光10s消耗的电能
解:(1)由欧姆定律可知,灯泡正常发光时的电阻
W=P,t=12W×10s=120J;
UL 6V
(3)由图乙可知,当电路中的电流为0.3A时,小灯泡
0.5A122:
R=-
和滑动变阻器R两端的电压分别为3V和15V,由串
(2)由图甲可知,小灯泡L与滑动变阻器R串联,电压
联电路的电压规律可知,电源电压
表测量滑动变阻器R两端的电压,电流表测量电路中
U=U+UR=3V+15V=18V;
的电流:当滑片P在某一位置时,电压表示数为U。=
(4)当电路中的电流最小时,滑动变阻器接人电路的阻
2V,电路中的电流为0.5A,则小灯泡L恰好正常发
难
值最大,由图乙可知,滑动变阻器接入电路的最大阻值
光,根据小灯泡L的规格可知,小灯泡L两端的电压为
、UR-15V
U=6V,
R=-
突
0.3A500:
根据串联电路的电压特点可知,电源电压
当电路中的电流最大时,滑动变阻器接人电路的阻值
U=UL+U=6 V+2 V=8V;
最小,电路中的最大电流1'=1A,由题意可知,U,=12
(3)当电路中的电流最大为0.5A,滑动变阻器接人电
V,由图乙结合串联电路的电压规律可知,此时滑动变
路的阻值为0时,电源电压最小:电源电压最小值
阻器两端的电压U'=U-U=18V-12V=6V;则滑动
U=UL=6 V;
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变阻器接人电路的最小阻值R三工==6Q
当电路中的电流最小为0.2A,滑动变阻器接人电路的
阻值最大时,由欧姆定律可知,滑动变阻器两端的电压
故滑动变阻器阻值的变化范围是6Ω~502.
UR'=1mnR=0.2A×502=10V<15V,
4.解:(1)当闭合开关S、S,断开S2,滑动变阻器滑片移到
由图乙可知,此时小灯泡L两端的电压U'=1V,此时
中点时,小灯泡正常发光,此时灯泡和滑动变阻器串
电源电压最大,
联:根据图乙可知,灯泡两端的电压为U=2.5V,此时
根据串联电路的电压特点可知,电源电压最大值
电路中的电流为0.5A;
U=U'+UR'=1V+10V=11V,
根据欧姆定律,滑动变阻器两端的电压
所以电源电压的取值范围为6V~11V.
U=x2R=0.5A×2×20n=5V:
6.【思路点拨】如答图所示
电源电压U=U+U,=2.5V+5V=7.5V.
(2)当闭合开关S、S,断开S2,调节滑动变阻器R=
152,此时灯泡和滑动变阻器串联,在图乙中作出滑动
变阻器R,的阻值取15Ω时的U-1图像结合串联电路
解:(1)闭合开关S、S,灯泡L,短路,灯泡L2与滑动变
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参考答案与重难题解析·物理