重难04 电路综合计算(重难专练)(安徽专用)2026年中考物理二轮复习讲练测
2026-03-25
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2份
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43页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 电流和电路 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 安徽省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 8.66 MB |
| 发布时间 | 2026-03-25 |
| 更新时间 | 2026-03-25 |
| 作者 | 物理怪老师课堂 |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-03-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57004972.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
重难04 电路综合计算(重难专练)
内容导航
第一部分 重难考向解读
核心模块 重难考向 考法解读/考向预测
第二部分 重难要点剖析
要点梳理 典例验知 技巧点拨 类题夯基
模块01 串联电路综合计算
模块02 并联电路综合计算
模块03 电功率综合计算
第三部分 重难提分必刷
重●难●考●向●解●读
核心模块
重难考向
考法解读/预测
模块01
串联电路综合计算
主要考向:计算串联电路中的电流、电压、电阻;计算串联电路中的电流、电压、电阻的变化量;计算串联电路中替换电阻的大小。
1.基础知识:欧姆定律;串联电路的特点;电表的量程;滑动变阻器的规格等。
2. 预测命题点有:移动滑动变阻器的滑片或闭合断开开关时,计算电路中电流、电压或电阻的大小(或变化量);若是替换电阻的题目,则计算替换电阻的大小。
模块02
并联电路综合计算
主要考向:计算并联电路中的电流、电压、电阻;计算并联电路中的电流、电压、电阻的变化量;计算并联电路中替换电阻的大小。
1.基础知识:欧姆定律;并联电路的特点;电表的量程;滑动变阻器的规格等。
2. 预测命题点有:移动滑动变阻器的滑片或闭合断开开关时,计算电路中电流、电压或电阻的大小(或变化量);若是替换电阻的题目,则计算替换电阻的大小。
模块03
电功率综合计算
主要考向:计算串并联电路中用电器的电功率或热量。
1.基础知识:欧姆定律;焦耳定律;电功率;串并联电路的特点;电表的量程;滑动变阻器的规格等。
2. 预测命题点有:移动滑动变阻器的滑片或闭合断开开关时,计算电路中用电器的电功率或热量。
重●难●要●点●剖●析
模块01 串联电路综合计算
要点梳理
一、欧姆定律
1. 内容:通过导体的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
2. 表达式:
3. 注意:
①I与R、U属于同一段电路物理量(例如,三个量或为同一个导体或某一支路或同时为干路等),分析计算时要做到一一对应。
②单位统一使用国际单位。
二、串联电路的特点
电 路
电 流
I = I1= I2
电 压
U=U1+U2
电 阻
R总=R1+R2
串联的电阻越多,总电阻越大
分压规律
U1/U2=R1/R2(串联电路,电阻两端的电压与电阻成正比)
三、实验用电流表、电压表的量程与分度值
1. 电流表的两个量程与分度值:
① 小量程0~0.6安,分度值为0.02安; ②大量程0~3安;分度值为0.1安。
2. 电压表的两个量程:
①小量程0~3伏,分度值为0.1伏; ②大量程0~15伏;分度值为0.5伏。
会正确判断所用量程且读出数值。
四、滑动变阻器
1. 滑动变阻器的使用:如图所示,移动变阻器的滑片时,会分析接入电路阻值的变化情况。
2. 知道滑动变阻器铭牌上所标电流值与电阻值的意义。例如,某一滑动变阻器标有“100Ω 2A”的字样,表示该滑动变阻器的最大电阻100欧,可以在0~100欧之间连续改变;“2A”表示允许通过的最大电流为2安。
典例验知
【典例01】在图(a)所示的电路中,电源两端电压为12伏不变,电流表仅0~0.6A量程完好,滑动变阻器R1的滑片置于最大阻值处,闭合开关S,电流表示数如图(b)所示。
(1)求滑动变阻器的最大阻值R1max。
(2)在电路中接入电阻R2。
a.将滑片移至某一位置时,电流表指针又回到了如图(b)所示位置,则此时电路中的等效电阻为
。请画出该情况对应的电路图 。
b.在确保电路中各元件正常工作的情况下,将滑片移向另一位置时,电流表示数变化了0.1A,求滑动变阻器R1的阻值改变量ΔR1为 。
【答案】(1)20Ω;(2)20;见下图; 4Ω
【详解】(1)图中只有滑动变阻器接入电路,电流表测量电路中的电流。
已知电流表仅0~0.6A量程完好,分度值为0.02A,则电流表示数为0.6A。
滑动变阻器最大为
(2)在电路中接入电阻R2,将滑片移至某一位置时,电流表指针又回到了如图(b)所示位置,由于电流不变,所以电路中的总电阻为,即等效电阻为20Ω。
如果电阻R2并联接入电路,会使得电路中的总电阻减小,而滑动变阻器不可能增大,所以电阻R2不是并联在电路中,而是串联在电路中,如图所示:
在确保电路中各元件正常工作的情况下,将滑片移向另一位置时,电流表示数变化了0.1A,由于原来电流表示数最大,则只能是减小了,因而此时的电流为
此时电路中的总电阻为
所以电路中的总电阻增大了
因为定值电阻的阻值不变,所以只能是滑动变阻器增大了4Ω,即ΔR1=4Ω。
【典例02】在图(a)所示的电路中,电源电压为18伏且保持不变,滑动变阻器R2上标有“1安”字样,电压表表盘如图(b)所示。
(1)若电阻R1两端的电压为6伏,通过R1的电流为0.4安,求通电10秒钟电流通过电阻R1所做的功W1;
(2)若R1的阻值为10欧,移动变阻器R2的滑片,发现电路中最小的电流为0.3安,求变阻器R2允许接入电路的最大电阻R2max;
(3)在保证电路安全工作的前提下,移动变阻器R2的滑片时,发现滑片不能移到变阻器的任意一端,电压表示数的最大变化量为12伏,求R1的阻值。
【答案】(1)24J;(2)50Ω(3)15Ω
【详解】(1)由图可知,R1、R2串联,电压表测R2两端的电压,通电10秒钟电流通过电阻R1所做的功为W1=U1I1t=6V×0.4A×10s=24J
(2)当电路中最小的电流为0.3A,电路的总电阻为
变阻器R2允许接入电路的最大电阻为R2max=R总-R1=60Ω-10Ω=50Ω
(3)因为滑动变阻器的滑片不能移到滑动变阻器最大阻值一端,所以电压表的最大示数为U2大=15V
电压表示数的最大变化量为12V,则电压表的最小示数为
则R1两端的最大电压为
因为滑动变阻器的滑片也不能移到最小端,所以电路中的最大电流为滑动变阻器允许通过的最大电流,即电路中的最大电流为I大=1A,则R1的阻值为
技巧点拨
1.电源电压可以认为是不变的。
在串联电路中,电源两端的电压等于各用电器两端电压之和。所以移动滑动变阻器的滑片时,两个用电器两端的电压变化量是相等的。
2.计算滑动变阻器允许接入电路的最大电阻时,对应的电流最小。
类题夯基
1.(2026·安徽阜阳·一模)如图所示电路,电源电压保持不变,R1、R2均为定值电阻且R1=10Ω,R0为滑动变阻器。滑动变阻器的滑片P置于最左端时,电压表V1和V2的示数均为3V;滑片P置于最右端时,电压表V1的示数为9V,电压表V2的示数为1.5V。求:
(1)电路中三个电阻的连接方式是___________(选填“串联”或“并联”);
(2)滑动变阻器R0的最大阻值;
(3)电源电压。
【答案】(1)串联;(2);(3)15V
【详解】(1)由电路图可知,电流只有一条路径,依次经过、、,因此三个电阻为串联。
(2)分析电路图,三个电阻串联,电压表测两端电压,示数为1.5V,电压表测和两端总电压,当滑片P置于最右端时,滑动变阻器阻值最大,此时电路电流为
电压表示数为9V,则
因此滑动变阻器最大阻值
(3)当滑片P置于最左端时,滑动变阻器接入电阻为0,此时与串联,此时电压表和均测两端电压,示数为3V,则电路电流
根据串联电路电压规律可得 ---①
当滑片在最右端时,根据串联电路电压规律得 ---②
联立①②解得,代入①得电源电压
2.(2025·安徽六安·二模)图甲是科技小组设计的呼气式酒精测试仪电路图,是气敏电阻,其阻值R随酒精气体浓度K变化图像如图乙所示。已知电源电压为12V,,若血液酒精浓度,当血液酒精浓度时,属于饮酒驾驶。求:
(1)当血液酒精浓度时,电路中的电流值;
(2)达到饮酒驾驶,电路消耗的最小功率。
【答案】(1)0.15A;(2)1.8W
【详解】(1)当血液酒精浓度
时,呼出酒精气体浓度
由图得,此时R的阻值为64Ω,电路总电阻为
由欧姆定律得,此时电路电流为
(2)由图丙可知,酒精气体浓度越大,R电阻越小,此时电路总电阻越小。由电功率公式可知,酒精气体浓度越大,R电阻越小,电路电阻越小,电功率越大,则达到饮酒驾驶,电路最小电流为0.15A,电路消耗的最小功率为
3.(2025·安徽六安·三模)某款车载加热垫的简化电路如图所示,电源电压恒为12V,定值电阻。闭合开关S,当滑动变阻器R接入电路的阻值为10Ω时,通电30s电路产生的热量为__________J。
【答案】144/
【详解】由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联。电路的总电阻为
电路中的电流为
根据焦耳定律,通电30s电路产生的总热量为
4.(2025·安徽淮南·模拟预测)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器上标有“ 2A”字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,电阻的阻值为。当滑片P在滑动变阻器的最右端a点时,闭合开关,电压表的示数为1.2V。
(1)求电源电压;
(2)在电路安全的情况下,求滑动变阻器接入电路的阻值范围;
(3)将滑动变阻器换一个规格,电路仍按如图所示连接,当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P滑到的中点时,电阻消耗的电功率为,当滑片P滑到a点时,电阻消耗的电功率为,已知,求所换滑动变阻器的最大阻值。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)分析电路可知,和滑动变阻器串联,电压表测电压,电流表测电路电流。当滑片P在滑动变阻器的最右端a点时,和滑动变阻器的最大阻值串联,闭合开关,电压表的示数为1.2V,则电路电流为
则电源电压
(2)当滑片P向左移,滑动变阻器阻值变小,则总电阻变小,根据,电路电流变大,电流表示数变大,根据,电压变大,则电压表示数变大。当电压表示数最大为3V时,电路中电流为
所以电路中电流最大为0.5A,此时滑动变阻器阻值最小为
所以滑动变阻器接入电路的阻值范围为。
(3)设所换滑动变阻器的最大阻值为。,根据,阻值不变,所以前后电路中电流之比。根据则有,解得所换滑动变阻器的最大阻值。
5.(2025·安徽合肥·模拟预测)如图甲所示的电路中,电源电压U和定值电阻R0的阻值均保持不变;当滑片P从a点移到b点的过程中,电压表V1和V2示数随电流表示数的变化关系如图乙所示。
(1)请分析说明图像ec是哪一个电压表示数随电流表示数变化的图像;
(2)请计算:电源电压U和定值电阻R0的阻值;
(3)当滑片P在a点时,求电路的总功率P。
【答案】(1)见详解;(2)12V,2Ω;(3)36W
【详解】(1)由电路图可知,变阻器和电阻R0串联,电压表V1测定值电阻两端的电压,V2测变阻器两端电压,电流表测电路的电流;将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端,变阻器连入电路的电阻变大,由串联电阻的规律可知电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知通过电路的电流变小,根据U=IR可知V1示数变小,故乙中图线ec表示电压表V1的示数随电流表示数的变化情况。
(2)[1][2]由图像可知,定值电阻两端电压时,通过它的电流,定值电阻
此处滑动变阻器两端电压,因串联电路两端电压等于各部分电压之和,电源电压
(3)当滑片P在a点时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,电路中的电流最大,最大为3A,电路的总功率
6.(2025·安徽·一模)如图所示的电路中,电源电压U不变,定值电阻,为电阻箱。闭合S,调节电阻箱的阻值为时,电压表V的示数;求:
(1)电路中的电流;
(2)电源电压;
(3)电压表V的示数为2.0V时,的电功率。
【答案】(1)0.3A;(2)3V;(3)2W
【详解】(1)根据电路图知,两个电阻串联,电压表测量电阻箱R2两端的电压;调节电阻箱的阻值为R2=9Ω时,电压表的示数为2.7V;电路中的电流为
(2)R1两端的电压为
电源电压为
(3)电压表V的示数为2.0V时,R1两端的电压为
电路中的电流为
R2的电功率
7.(2025·安徽铜陵·二模)如图甲所示电路中,已知定值电阻和的阻值保持不变,且电源电压也保持不变,移动变阻器滑片的过程中,电压表、示数随电流表示数变化关系的图像如图乙所示,请计算:
(1)定值电阻的阻值;
(2)定值电阻的阻值和电源电压U。
【答案】(1);(2)2Ω,12V
【详解】(1)对电路分析可知,当滑片向右滑动过程中,电阻R逐渐增大,电路中的总电阻逐渐增大,电路中的电流逐渐减小,根据串联分压原理,电压表V1逐渐减小、V2逐渐增大,结合图乙可知,①为定值电阻R1的U-I图像,②为滑动变阻器R的U-I图像。由乙图中图像①,取I=2 A时,U₁=8 V,故
(2)如图,当电阻R阻值为0时,电路电流为2A,电阻R的电压为0,根据欧姆定律和串联电路电压规律,有
当电阻R的电压为6V时,电路电流为1A,根据欧姆定律和串联电路电压规律,有
解得,。
8.(2025·安徽·三模)如图所示的电路中,电源电压可以调节改变,定值电阻,为电阻箱。闭合开关S,调节电阻箱的阻值时,电压表的示数;求:
(1)此时电源电压;
(2)调节电源电压为3.6V,电阻箱的阻值为。此时消耗的电功率。
【答案】(1)3V;(2)0.36W
【详解】(1)分析电路可知,、串联,电压表测电压。闭合开关S,调节电阻箱的阻值时,电压表的示数,此时电路中电流为
则电源电压
(2)调节电源电压为3.6V,电阻箱的阻值为。此时电路中电流为
则此时消耗的电功率
模块02 并联电路综合计算
要点梳理
1. 内容:通过导体的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
2. 表达式:
3. 注意:
①I与R、U属于同一段电路物理量(例如,三个量或为同一个导体或某一支路或同时为干路等),分析计算时要做到一一对应。
②单位统一使用国际单位。
二、并联电路的特点
电 路
电 流
I = I1+ I2
电 压
U=U1=U2
电 阻
几个电阻并联时,总电阻变小;
总电阻比最小的那个电阻还要小。
分流规律
I1/I2=R2/R1(并联电路,各支路的电流与电阻成反比)
三、实验用电流表、电压表的量程与分度值
1. 电流表的两个量程与分度值:
① 小量程0~0.6安,分度值为0.02安; ②大量程0~3安;分度值为0.1安。
2. 电压表的两个量程:
①小量程0~3伏,分度值为0.1伏; ②大量程0~15伏;分度值为0.5伏。
会正确判断所用量程且读出数值。
四、滑动变阻器
1. 滑动变阻器的使用:如图左右移动变阻器的滑片时,接入电路阻值的变化情况。
2. 知道滑动变阻器铭牌上所标电流值与电阻值的意义。例如,某一滑动变阻器标有“100Ω 2A”,表示该滑动变阻器的最大电阻100欧,可以在0~100欧之间连续改变;“2A”表示允许通过的最大电流为2安。
典例验知
【典例】如图(a)所示,电源电压为12V且保持不变,电阻R1的阻值为20Ω。滑动变阻器滑片P在最右端时,闭合开关S,电流表A示数如图(b)所示。
(1)求通过R1的电流I1;
(2)求变阻器的最大电阻R2max;
(3)移动变阻器滑片P,在电路安全工作的情况下,观察到电流表A的指针最大变化了11小格,求变阻器R2允许通过的最大电流I2max。
【答案】(1)0.6A;(2)30Ω;(3)1.5A
【详解】(1)由电路图可知,定值电阻R1和滑动变阻器R2并联,电流表测干路电流。根据并联电压规律可知,定值电阻R1两端的电压为U=U1=U2=12V
通过定值电阻R1的电流为
(2)当滑动变阻器滑片P在最右端时,滑动变阻器R2全部接入电路,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大;如图(b)所示,电流表的读数为1A,根据并联电流规律可知,通过滑动变阻器R2的电流为
滑动变阻器R2的最大阻值为
(3)移动变阻器滑片P时,定值电阻R1支路的电流I1=0.6A保持不变;电流表在干路上,其示数的变化量等于滑动变阻器R2支路电流的变化量,电流表A的指针最大变化了11小格,因为电流表量程为0∼3A,分度值为0.1A,所以电流表示数的变化量为
当滑片P向左移动时,滑动变阻器R2接入电路的电阻减小,通过R2的电流增大,干路电流也随之增大;电路中的最大电流为
此电流值小于电流表量程0∼3A,电路安全;此时,通过滑动变阻器R2的电流达到最大;根据并联电流规律可知,通过滑动变阻器R2的电流最大值为
技巧点拨
1. 在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,个之路互不影响,所以干路电流的变化量与支路电流的变化量相等。
3. 在并联电路中,各支路两端的电压相等,都等于电源电压,通常情况下可认为不变。
类题夯基
1.(2026·安徽六安·一模)如图所示电路,电源电压保持不变,电阻。闭合S。
(1)当开关都断开时,电流表示数为0.5A,则电源电压多少?
(2)当开关都闭合时,电流表示数为2.4A,则电阻的电阻是多少?
【答案】(1)10V;(2)25Ω
【详解】(1)当开关都断开时,电阻R1与R2串联,电流表测量电路中的电流为0.5A,则电源电压为
(2)当开关都闭合时,电阻R2被短路,电阻R1与R3并联,电流表测干路电流为2.4A,通过电阻R1的电流为
则电阻的阻值是
2.(2025·安徽六安·三模)如图所示,电源电压不变,小灯泡L标有“6V 2.4W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),定值电阻的阻值为,滑动变阻器标有“ ”字样,电压表量程为,电流表量程为。闭合开关、,断开开关,小灯泡恰好正常发光。
(1)求电源电压;
(2)断开开关、,将的滑片移至最右端,闭合开关,求内电流通过定值电阻产生的热量;
(3)在电路元件都安全的前提下,要使小灯泡发光且电路总功率最大,应如何控制开关?滑动变阻器接入电路的电阻为多大?
【答案】(1)6V;(2)12J;(3)开关、、均闭合,30Ω
【详解】(1)闭合开关、,断开开关,此时滑动变阻器断路,定值电阻短路,小灯泡恰好正常发光。小灯泡正常发光时,实际电压等于额定电压,即
此时只有小灯泡一个用电器,小灯泡两端电压就等于电源电压,即
(2)断开开关、,闭合开关,此时滑动变阻器和定值电阻串联接入电路,将的滑片移至最右端,滑动变阻器全部接入电路,即滑动变阻器接入电路的阻值为
由可得,通过电路的电流为
根据焦耳定律可知,电流通过定值电阻产生的热量为
(3)要使小灯泡发光,则开关必须闭合保证小灯泡接入电路;并且电路总功率最大,由可得,电源电压不变,则要求总电阻最小,总电流最大,同时要保证给电路元件处于安全的状态。以下是考虑的几种电路结构:
(1)当只闭合开关时,小灯泡与定值电阻串联,此时电路的总电阻为
(2)当闭合开关、,断开开关,此时滑动变阻器断路,定值电阻短路,小灯泡恰好正常发光,此时电路的总电阻为
(3)当闭合开关、,断开开关,小灯泡与滑动变阻器并联后在与定值电阻串联,此时电路的总电阻为
(4)当三个开关均闭合时,定值电阻短路,小灯泡与滑动变阻器并联,此时电路的总电阻为
从总电阻要求最小来分析,最合适的方案为当三个开关均闭合时,定值电阻短路,小灯泡与滑动变阻器并联,此时电路的总电阻最小。此时,定值电阻短路,电压表示数为零,电压表安全;根据并联电压规律可知,此时小灯泡两端电压为
此时小灯泡正常发光,通过小灯泡的电流为
要保证电流表的安全,则通过滑动变阻器的最大电流为
由可得,此时滑动变阻器接入电路的电阻为
3.(2025·安徽淮北·三模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为,定值电阻的电阻为,小灯泡上标有“”字样,忽略温度对灯丝电阻的影响。
(1)当闭合开关和,将滑动变阻器的滑片移到最左端时,小灯泡正常发光,求电源电压及电压表的示数;
(2)当闭合开关和,将滑动变阻器的滑片移到最左端时,小灯泡正常发光,求电流表的示数;
(3)当断开开关,闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到最右端时,求小灯泡的实际电功率。
【答案】(1),;(2)1.1A;(3)0.48W
【详解】(1)由电路图可知,当闭合开关和,将滑动变阻器的滑片移到最左端时,小灯泡正常发光,此时滑动变阻器接入电路的电阻为,电压表与滑动变阻器并联,测滑动变阻器两端电压,所以此时电压表的示数为
小灯泡正常发光,小灯泡两端的实际电压等于额定电压,即
此时定值电阻和小灯泡并联,根据并联电压规律可知,电源电压为
(2)小灯泡正常发光时,小灯泡两端的实际电压等于额定电压,实际功率等于额定功率,由可得,通过小灯泡的电流为
由可得,通过定值电阻的电流为
电流表在干路上,测干路电流,根据并联电流规律可知,电流表的示数为
(3)当断开开关,闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到最右端时,小灯泡与滑动变阻器串联接入电路,滑动变阻器全部接入电路,定值电阻断路;
由可得,小灯泡的电阻为
由可得,通过电路的电流为
由可得,小灯泡的实际功率为
4.(2025·安徽·模拟预测)如图甲所示电路,电源电压不变。两个接线柱M、N之间电阻值不变,在开关S、都闭合和开关S闭合、断开两种情况下,改变电阻箱的阻值,读取电流表示数,绘制了如图乙所示的电流表示数I随变化的曲线。
求:
(1)电源电压是多少?
(2)在开关S、都闭合和开关S闭合、断开两种情况下,当两次电流表示数均是0.2A时,消耗的电功率之比是多少?
【答案】(1)6V;(2)3:2
【详解】(1)在开关S、都闭合时,电路为的简单电路,此时两端的电压即为电源电压,开关S闭合、断开时,与串联,在电源电压U不变的情况下,根据欧姆定律可知,对于同一个的值,断开时,电路中总电阻较大,电流较小。因此,图乙中曲线A对应断开的情况,曲线B对应闭合的情况。由图乙可知,开关S闭合、断开时,当电流为0.2A时,电源电压
(2)开关S、都闭合,电路为的简单电路,电流为0.2A时,消耗的电功率为
开关S闭合、断开时,与串联,电流为0.2A时,电路的总电阻为
接入电路的阻值为
消耗的电功率为
则两种情况下消耗的电功率之比是
5.(2025·安徽·二模)科技小组制作了一个小的“灯光秀”玩具,其电路图如图所示。电源电压保持不变,其中,小灯泡L的规格为“3V,0.75W”。当开关S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光;当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数变为0.6A。(不考虑灯丝电阻变化)求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)电路消耗的最小功率。
【答案】(1)8V;(2)40Ω;(3)2W
【详解】(1)由图可知,当开关、都断开时,电阻与小灯泡L串联,此时小灯泡L正常发光,其两端电压,所以根据电功率公式 P = UI,可得此时电路中的电流为
根据欧姆定律,电阻两端的电压
串联电路中总电压等于各部分电压之和的规律,电源电压
(2)当开关、都闭合时,电阻与并联,小灯泡L被开关短路,电流表测量干路电流,示数为
并联电路中各支路电压等于电源电压,由欧姆定律,可得通过电阻的电流
根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和的规律,通过电阻的电流
所以电阻的阻值
(3)电源电压U保持不变,根据电功率公式可知,当电路的总电阻最大时,电路消耗的总功率最小。由题可知,电路的四种状态:
1. 当开关、都闭合,电阻与并联,总电阻最小。
2.闭合、断开,与并联后与L串联。
3. 断开、闭合,断路,接入电路(L被短路)。总电阻为。
4. 、都断开:与L串联。
由于,,
结合串并联电路电阻规律可知,当与L串联时,电路的总电阻最大。
此状态即为第(1)问中的情况,电路总电阻最大,总电流最小,为0.25A。
因此,电路消耗的最小功率
6.(2025·安徽淮北·一模)如图所示,电源电压保持不变,和均为定值电阻,。当闭合、和断开时,电流表示数为0.3A;当闭合、和断开时,电压表示数为1V。求:
(1)定值电阻的阻值;
(2)当闭合、和断开时,定值电阻在10s内产生的热量;
(3)若该电路是多挡位电热器的原理图,请判断该电热器处于高温挡时开关的状态并说明理由。
【答案】(1);(2)4J;(3)见解析
【详解】(1)当S1闭合、S2和S3断开时,由电路图可知,电路中只有电阻R1,电流表测量电路电流,此时电流表示数为0.3A,则电源电压
当S2闭合、S1和S3断开时,R1和R2串联,电压表测量R2两端的电压,电压表示数为1V,则R2两端的电压为1V,则通过R1的电流
由串联电路中处处电流相等及欧姆定律,可得R2的阻值
(2)当S2闭合、S1和S3断开时,R1和R2串联,通过R1的电流为,则定值电阻R1在时间10s内产生的热量Q1=I2R1t=(0.2A)2×10Ω×10s=4J
(3)电热器处于高温挡时,其电功率最大。根据电功率公式可知,电源电压U不变,要使电功率P最大,电路的总电阻R最小;分析电路的连接方式:当S1闭合,S2、S3断开时,电路中只有电阻R1;当S2闭合、S1和S3断开时,R1和R2串联;当S1、S3闭合,S2断开时,R1和R2并联,由于并联电路的总电阻小于任一支路中的电阻,所以R1和R2并联时,电路的总电阻R最小,因此,当S1、S3闭合,S2断开时,电路中的电功率最大,电热器处于高温挡。
7.(2025·安徽合肥·一模)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12V,定值电阻R=10Ω,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120km/h时,观察到电压表示数为10V,且报警铃声响起。求:
(1)当车速为120km/h时,对应的阻值;
(2)当车速为60km/h时,此时电压表的示数。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)图中R和RV串联,电压表测量RV两端的电压,根据串联电压规律知R∶RV=U∶UV
代入数据可知10Ω∶RV=(12V-10V)∶10V
解得RV=50Ω。
(2)图像中0~120km/h增大的电阻是40Ω,故当车速为60km/h时,RV增大的阻值是20Ω;因而RV的电阻RV'=10Ω+20Ω=30Ω
根据欧姆定律知,电路中电流
电压表的示数U'=IRV'=0.3A×30Ω=9V
8.(2025·安徽安庆·二模)如图所示是小明设计的电子量角器电路图,电流表量程为,电压表量程为。O为半圆弧电阻的圆心,金属滑片为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻与指针旋转角度成正比,可调节的范围为,电源电压恒为,为电阻箱。将滑片旋转至处,调节的阻值,使电路中电流为。求:
(1)电阻箱接入电路的阻值;
(2)调节为时,电压表示数为,此时电流表示数;
(3)为能满足测量要求,需重新调节电阻箱,则满足要求的最小阻值。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)当滑片OP旋转至M处时,半圆弧电阻接入电路的阻值为0,电路中的电流为0.6A,电阻箱接入电路的阻值为。
(2)电压表的测量对象为半圆弧电阻,由于半圆弧电阻与电阻箱串联,故电阻箱两端的电压为,此时电路中的电流为。
(3)当=60°时,半圆弧接入电路的电阻为,故半圆弧电阻器的总电阻为,将滑片OP旋转至N时,为保证电路安全,半圆弧电阻器两端的电压不能超过3V,故此时电路中的电流为,电阻箱两端的电压,故电阻箱的最小阻值为。
模块03 电功率综合计算
要点梳理
一、电功的概念
电流所做的功叫电功, W=Uit,W=Pt
二、电功率的概念
(1)电流在单位时间内做的功叫做电功率,
(2)电功率的推导公式:
(3)额定电压与额定功率:用电器正常工作时的电压叫做额定电压,在额定电压下的功率叫做额定功率。例如电灯泡上标有“220V 40W”,220V是额定电压,40W是额定功率。
三、热量的计算
焦耳定律:电流通过导体时产生的热量,与电流的二次方成正比,与导体电阻成正比,与通电时间成正比,Q= I2Rt。
典例验知
【典例01】在图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为10Ω,闭合开关,电压表示数为8V。
(1)求闭合开关后电流表示数I0。
(2)在电路中断开某一处或在某两处间再接入电阻R2,且两电阻均能正常工作。
①R2接入前后,若电流表示数不发生变化,则两电表示数的比值 。在答题卷的方框内画出该情况对应的电路图 。
A.变大 B.不变 C.变小
②R2接入前后,若电流表示数发生变化,且两电表示数的乘积减小了4.8W,求R2的阻值 。
【答案】(1)0.8A;(2)B,见下图,10Ω或30Ω
【详解】(1)分析电路可知,电路为R1的简单电路,电压表测量R1两端的电压,等于电源电压U,电流表测量通过R1的电流I0。由欧姆定律可得,电流表示数为
(2)已知R2接入电路的方式有两种分别为串联和并联,若R2串联接入电路,电路中电阻变大,根据欧姆定律可知,电流变小,电流表示数变小,故R2不能串联,只能并联在电路中,由于电流表示数不变,所以电流表只测量R1的电流;此时电压表测电源电压,电压表示数不变,电流表测量R1的电流,电流表示数不变,所以电压表与电流表示数之比不变。电路图如下图所示:
由题意可得,当R2接入电路,电流表与电压表示数发生变化,且两电表示数的乘积减小了4.8W,说明R2一定是串联接入的电路。R2接入的位置不同时,根据串联电路中的电阻规律可知电路中的总电阻大小相同,根据欧姆定律I=U/R可知,R2不论接入电路那个位置,电流表示数一样。均为
第一种情况:当电压表测量R1和R2两端电压之和时,电压表示数为电源电压等于8V,已知接入R2之前,两表示数乘积为
接入R2之后,两电表示数的乘积减小了4.8W,所以可得
由公式P=UI可得,此时电路中的电流为
电路中总电阻为
R2的阻值为
第二种情况,电压表测量R1两端电压,两表示数的乘积为R1的电功率,由第一种情况可知,当接入R2之后R1的电功率为
由公式P=I2R可得,此时电路中的电流为
电路中总电阻为
R2的阻值为
综上可知R2的阻值为10Ω或30Ω。
【典例02】如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为10Ω。现将一滑动变阻器R2(标有“2A”字样)以某种方式接入该电路中。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,在电路安全的情况下,电流表示数的最小值为0.9A,最大值为2.6A。
(1)在虚线框中画出接入R2后的电路图;
(2)求电源电压U;
(3)求移动滑片的过程中,电阻R2消耗的电功率P2的变化范围。
【答案】(1)见下图;(2)6V;(3)1.8∼12W
【详解】(1)滑动变阻器R2上标有“2A”字样,即允许通过R2的电流最大为2A,而电流表示数的最大值为2.6A,串联电流相等,所以电流表和滑动变阻器R2之间不可能是串联,则电阻R1和滑动变阻器R2之间不是串联,所以电阻R1和滑动变阻器R2并联,由于电流表和滑动变阻器R2之间不可能是串联,所以电流表不能在滑动变阻器R2支路上,若电流表在R1支路上,则电流表示数是不变的,所以电流表在干路上。据此画出接入R2后的电路图如下:
(2)允许通过R2的电流最大为2A,而电流表示数的最大值为2.6A,根据并联电流规律,通过R1的电流为
则电源电压
(3)允许通过R2的电流最大为2A,则电阻R2消耗的电功率最大为
电流表示数的最小值为0.9A,根据并联电流规律,通过R2的电流最小为
则电阻R2消耗的电功率最小为
所以移动滑片的过程中,电阻R2消耗的电功率P2的变化范围为1.8∼12W。
技巧点拨
1. 电功的计算
(1)在串联电路或并联电路中,电流做的总功等于电源电压与总电流和时间的乘积:W总=U总I总t
(2)电流对电阻R1做的功W1=U1I1t1,对电阻R2做的功W2=U2I2t2,则W总=W1+W2。即电流做的总功等于对每个电阻做功之和。
2. 电功率的计算
(1)在串联电路或并联电路中,电路的总功率等于电源电压与总电流的乘积:P总=U总I总
(2)电阻R1的功率P1=U1I1;电阻R2的功率P2=U2I2;则P总=P1+P2。即总功率等于每个电阻的功率之和。
3. 热量的计算
(1)在串联电路或并联电路中,用电器产生的总热量等于总电流的平方与总电阻和通电时间的乘积:Q总=I总2R总t
(2)用电器R1的热量Q1=I12R1t1;用电器R2的热量Q2= I22R2t2;则Q总=Q1+Q2。即总热量等于每个用电器的热量之和。
类题夯基
1.(2026·安徽阜阳·一模)如图所示为一款具有加热和保温功能的榨汁机内部电路简化示意图,R1和R2为加热电阻,该榨汁机的部分参数如表所示。求:
榨汁机部分参数表
额定电压
220V
加热功率
880W
榨汁功率
66W
保温功率
88W
(1)仅榨汁时正常工作的电流;
(2)的阻值。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)根据可知,仅榨汁时正常工作的电流
(2)开关、闭合时,只有加热电阻接入电路,电路的总功率最大,榨汁机处于加热状态;开关闭合、断开时,、串联,榨汁机处于保温状态。
加热电阻的阻值为
加热电阻、串联的总电阻为
则加热电阻的阻值为
2.(2026·安徽·模拟预测)我国电动汽车技术不断创新,2025年电动汽车出口量为261.5万辆。国产某品牌电动汽车以90km/h的速度在水平路面上匀速行驶27km,此过程中电机功率恒为20kW。求:
(1)该过程中电动汽车消耗的电能为多少焦耳?
(2)若电动机消耗的电能全部用于对汽车做功,则牵引力的大小为多少?
【答案】(1);(2)
【详解】(1)电动汽车行驶时间
电机功率
故该过程中电动汽车消耗的电能
(2)由功率公式,可得牵引力
3.(2026·安徽·二模)如图所示,电源电压恒定,灯泡L上标有“6V 0.5A”字样。滑动变阻器上标有“50Ω 1A”,定值电阻为20Ω,电流表量程为0~3A。当闭合开关,断开开关、时,灯泡L正常发光。
(1)求灯泡正常发光时的电阻;
(2)求电源电压;
(3)断开、,闭合时,若不考虑灯丝电阻受温度的影响,在不损坏电路元件的情况下,求电路消耗的电功率的范围。(计算结果保留整数)
【答案】(1)12Ω;(2)16V;(3)4~8W
【详解】(1)灯泡正常发光时,额定电压,额定电流,根据欧姆定律可得,灯泡正常发光时的电阻为
(2)闭合S2,断开S1、S3时,灯泡L与定值电阻R2串联,灯泡正常发光,因此电路电流,R2两端电压
根据串联电路电压规律,电源电压为
(3)断开S1、S2,闭合S3时,灯泡L与滑动变阻器R1串联,灯泡的额定电流为0.5A,小于滑动变阻器允许的最大电流1A和电流表量程0~3A,因此电路最大电流为
,则电路最大功率为
当滑动变阻器接入最大电阻时,电路的总电阻最大,由可知,电路的总功率最小,总电阻为
电路最小功率为
因此电路消耗电功率的范围为
4.(2026·安徽合肥·一模)如图所示,电源电压为6V恒定不变,灯泡L标有“2V 0.4W”的字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器R2标有“60Ω 1A”的字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为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,求整个电路的最大电功率。
【答案】(1)10Ω;(2)20Ω;(3)3.6W
【详解】(1)灯泡L正常发光时的电阻为
(2)当S1、S2均闭合,S3接b时,灯泡被短路,R1与R2并联,电流表测量干路中电流,由于并联电路中各支路两端电压等于电源电压,滑动变阻器滑片移到最大阻值处,所以通过滑动变阻器的电流
通过R1电流
则R1的阻值
(3)要使得整个电路的电功率最大,则干路电流最大,电路的总电阻最小,故当S1、S2均闭合,S3接b时,灯泡被短路,R1与R2并联,电流表测量干路中电流,而电流表量程为0~0.6A,则整个电路最大电功率
5.(2026·安徽·模拟预测)如图是一款电水壶的电路简图,、均为加热电阻,通过旋转旋钮开关可实现加热与保温功能的切换,保温功率为88W,阻值为44Ω。
(1)请结合所学物理知识分析开关处于“1”挡还是“2”挡为加热功能?
(2)求加热功率;
(3)求的阻值。
【答案】(1)开关处于“2”挡为加热功能;(2);(3)
【详解】(1)家用电水壶在工作时,其两端电压为220V且不变,当开关接1挡时,与串联在电路中,总电阻大,由可知,此时功率较小,挡位较低,为保温挡;开关接2挡时,被短路,电路只有接入,总电阻小,功率较大,为加热挡。所以开关处于“2”挡为加热功能。
(2)加热时,电路只有工作,加热功率为
(3)保温时、串联,由得,电路中的总电阻为
根据串联电路中电阻的规律得,的阻值为
6.(2025·安徽宣城·三模)如图所示电路,电源电压为且保持不变,小灯泡的规格为“”(阻值不变),滑动变阻器的最大阻值为,电流表的量程为。当只闭合时,小灯泡恰能正常发光。求:
(1)当只闭合时,在内电流通过产生的热量;
(2)当三个开关都闭合时,消耗的最大电功率。
【答案】(1)180J;(2)24W
【详解】(1)当只闭合时,与串联,小灯泡恰能正常发光,此时电路中的电流
两端的电压
内电流通过产生的热量
(2)的阻值
当三个开关都闭合时,短路,与并联,中的电流
通过电流表的最大电流,故通过的最大电流
消耗的最大电功率
7.(2025·安徽黄山·模拟预测)某电吹风的简化电路如图甲所示,其主要部件为电动机和电热丝。电吹风在220V的电压下工作,吹热风时的电功率为990W,吹冷风时的电功率是110W。问:
(1)吹热风时通过电热丝的电流是多少?
(2)若单独让电吹风在热风挡工作10min,如图乙所示的电能表的转盘转动多少转?
【答案】(1)4A;(2)495r
【详解】(1)开关接AB时,电动机和电热丝并联,此时电吹风吹热风;开关接BC时,电路为电动机的简单电路,此时电吹风吹冷风;吹热风时电热丝的功率
吹热风时通过电热丝的电流
(2)电吹风在热风挡工作10min消耗的电能为
如图乙所示的电能表的转盘转动转数
8.(2025·安徽黄山·三模)如图所示是某电热器内部简化电路图,电源电压U=220V,电热丝R1=440Ω
、R2=110Ω。通过旋转扇形开关S接触不同触点,可实现高、低两个挡位的转换。
(1)请分析论证:当旋转扇形开关S,使b接触d,a接触c时,电热器处于高温挡;
(2)电热器处于高温挡时的功率是多少?
(3)如果在高温挡下工作10min产生的热量70%被水吸收,这些热量能让2kg、20℃的水温度升高到多少℃?[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】(1)见解析;(2)550W;(3)
【详解】(1)当旋转扇形开关S,使b接触d,a接触c时,分析电路可知,电阻R1、R2构成并联电路,电路电阻最小,电热器的总功率最大,电热器处于高温挡;当旋转扇形开关S,使b接触c时,电路为R1的简单电路,电路电阻最大,电路电功率最小,电热器处于低温挡。
(2)电阻R1消耗的电功率为
电阻R2消耗的电功率为
(3)高温挡的总功率为并联电路中各支路功率之和
由得,高温挡工作10min产生的总热量
水吸收的热量
由得,水温升高
水的末温为
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重难04 电路综合计算(重难专练)
内容导航
第一部分 重难考向解读
核心模块 重难考向 考法解读/考向预测
第二部分 重难要点剖析
要点梳理 典例验知 技巧点拨 类题夯基
模块01 串联电路综合计算
模块02 并联电路综合计算
模块03 电功率综合计算
第三部分 重难提分必刷
重●难●考●向●解●读
核心模块
重难考向
考法解读/预测
模块01
串联电路综合计算
主要考向:计算串联电路中的电流、电压、电阻;计算串联电路中的电流、电压、电阻的变化量;计算串联电路中替换电阻的大小。
1.基础知识:欧姆定律;串联电路的特点;电表的量程;滑动变阻器的规格等。
2. 预测命题点有:移动滑动变阻器的滑片或闭合断开开关时,计算电路中电流、电压或电阻的大小(或变化量);若是替换电阻的题目,则计算替换电阻的大小。
模块02
并联电路综合计算
主要考向:计算并联电路中的电流、电压、电阻;计算并联电路中的电流、电压、电阻的变化量;计算并联电路中替换电阻的大小。
1.基础知识:欧姆定律;并联电路的特点;电表的量程;滑动变阻器的规格等。
2. 预测命题点有:移动滑动变阻器的滑片或闭合断开开关时,计算电路中电流、电压或电阻的大小(或变化量);若是替换电阻的题目,则计算替换电阻的大小。
模块03
电功率综合计算
主要考向:计算串并联电路中用电器的电功率或热量。
1.基础知识:欧姆定律;焦耳定律;电功率;串并联电路的特点;电表的量程;滑动变阻器的规格等。
2. 预测命题点有:移动滑动变阻器的滑片或闭合断开开关时,计算电路中用电器的电功率或热量。
重●难●要●点●剖●析
模块01 串联电路综合计算
要点梳理
一、欧姆定律
1. 内容:通过导体的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
2. 表达式:
3. 注意:
①I与R、U属于同一段电路物理量(例如,三个量或为同一个导体或某一支路或同时为干路等),分析计算时要做到一一对应。
②单位统一使用国际单位。
二、串联电路的特点
电 路
电 流
I = I1= I2
电 压
U=U1+U2
电 阻
R总=R1+R2
串联的电阻越多,总电阻越大
分压规律
U1/U2=R1/R2(串联电路,电阻两端的电压与电阻成正比)
三、实验用电流表、电压表的量程与分度值
1. 电流表的两个量程与分度值:
① 小量程0~0.6安,分度值为0.02安; ②大量程0~3安;分度值为0.1安。
2. 电压表的两个量程:
①小量程0~3伏,分度值为0.1伏; ②大量程0~15伏;分度值为0.5伏。
会正确判断所用量程且读出数值。
四、滑动变阻器
1. 滑动变阻器的使用:如图所示,移动变阻器的滑片时,会分析接入电路阻值的变化情况。
2. 知道滑动变阻器铭牌上所标电流值与电阻值的意义。例如,某一滑动变阻器标有“100Ω 2A”的字样,表示该滑动变阻器的最大电阻100欧,可以在0~100欧之间连续改变;“2A”表示允许通过的最大电流为2安。
典例验知
【典例01】在图(a)所示的电路中,电源两端电压为12伏不变,电流表仅0~0.6A量程完好,滑动变阻器R1的滑片置于最大阻值处,闭合开关S,电流表示数如图(b)所示。
(1)求滑动变阻器的最大阻值R1max。
(2)在电路中接入电阻R2。
a.将滑片移至某一位置时,电流表指针又回到了如图(b)所示位置,则此时电路中的等效电阻为
。请画出该情况对应的电路图 。
b.在确保电路中各元件正常工作的情况下,将滑片移向另一位置时,电流表示数变化了0.1A,求滑动变阻器R1的阻值改变量ΔR1为 。
【典例02】在图(a)所示的电路中,电源电压为18伏且保持不变,滑动变阻器R2上标有“1安”字样,电压表表盘如图(b)所示。
(1)若电阻R1两端的电压为6伏,通过R1的电流为0.4安,求通电10秒钟电流通过电阻R1所做的功W1;
(2)若R1的阻值为10欧,移动变阻器R2的滑片,发现电路中最小的电流为0.3安,求变阻器R2允许接入电路的最大电阻R2max;
(3)在保证电路安全工作的前提下,移动变阻器R2的滑片时,发现滑片不能移到变阻器的任意一端,电压表示数的最大变化量为12伏,求R1的阻值。
技巧点拨
1.电源电压可以认为是不变的。
在串联电路中,电源两端的电压等于各用电器两端电压之和。所以移动滑动变阻器的滑片时,两个用电器两端的电压变化量是相等的。
2.计算滑动变阻器允许接入电路的最大电阻时,对应的电流最小。
类题夯基
1.(2026·安徽阜阳·一模)如图所示电路,电源电压保持不变,R1、R2均为定值电阻且R1=10Ω,R0为滑动变阻器。滑动变阻器的滑片P置于最左端时,电压表V1和V2的示数均为3V;滑片P置于最右端时,电压表V1的示数为9V,电压表V2的示数为1.5V。求:
(1)电路中三个电阻的连接方式是___________(选填“串联”或“并联”);
(2)滑动变阻器R0的最大阻值;
(3)电源电压。
2.(2025·安徽六安·二模)图甲是科技小组设计的呼气式酒精测试仪电路图,是气敏电阻,其阻值R随酒精气体浓度K变化图像如图乙所示。已知电源电压为12V,,若血液酒精浓度,当血液酒精浓度时,属于饮酒驾驶。求:
(1)当血液酒精浓度时,电路中的电流值;
(2)达到饮酒驾驶,电路消耗的最小功率。
3.(2025·安徽六安·三模)某款车载加热垫的简化电路如图所示,电源电压恒为12V,定值电阻。闭合开关S,当滑动变阻器R接入电路的阻值为10Ω时,通电30s电路产生的热量为__________J。
4.(2025·安徽淮南·模拟预测)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器上标有“ 2A”字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,电阻的阻值为。当滑片P在滑动变阻器的最右端a点时,闭合开关,电压表的示数为1.2V。
(1)求电源电压;
(2)在电路安全的情况下,求滑动变阻器接入电路的阻值范围;
(3)将滑动变阻器换一个规格,电路仍按如图所示连接,当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P滑到的中点时,电阻消耗的电功率为,当滑片P滑到a点时,电阻消耗的电功率为,已知,求所换滑动变阻器的最大阻值。
5.(2025·安徽合肥·模拟预测)如图甲所示的电路中,电源电压U和定值电阻R0的阻值均保持不变;当滑片P从a点移到b点的过程中,电压表V1和V2示数随电流表示数的变化关系如图乙所示。
(1)请分析说明图像ec是哪一个电压表示数随电流表示数变化的图像;
(2)请计算:电源电压U和定值电阻R0的阻值;
(3)当滑片P在a点时,求电路的总功率P。
6.(2025·安徽·一模)如图所示的电路中,电源电压U不变,定值电阻,为电阻箱。闭合S,调节电阻箱的阻值为时,电压表V的示数;求:
(1)电路中的电流;
(2)电源电压;
(3)电压表V的示数为2.0V时,的电功率。
7.(2025·安徽铜陵·二模)如图甲所示电路中,已知定值电阻和的阻值保持不变,且电源电压也保持不变,移动变阻器滑片的过程中,电压表、示数随电流表示数变化关系的图像如图乙所示,请计算:
(1)定值电阻的阻值;
(2)定值电阻的阻值和电源电压U。
8.(2025·安徽·三模)如图所示的电路中,电源电压可以调节改变,定值电阻,为电阻箱。闭合开关S,调节电阻箱的阻值时,电压表的示数;求:
(1)此时电源电压;
(2)调节电源电压为3.6V,电阻箱的阻值为。此时消耗的电功率。
模块02 并联电路综合计算
要点梳理
1. 内容:通过导体的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
2. 表达式:
3. 注意:
①I与R、U属于同一段电路物理量(例如,三个量或为同一个导体或某一支路或同时为干路等),分析计算时要做到一一对应。
②单位统一使用国际单位。
二、并联电路的特点
电 路
电 流
I = I1+ I2
电 压
U=U1=U2
电 阻
几个电阻并联时,总电阻变小;
总电阻比最小的那个电阻还要小。
分流规律
I1/I2=R2/R1(并联电路,各支路的电流与电阻成反比)
三、实验用电流表、电压表的量程与分度值
1. 电流表的两个量程与分度值:
① 小量程0~0.6安,分度值为0.02安; ②大量程0~3安;分度值为0.1安。
2. 电压表的两个量程:
①小量程0~3伏,分度值为0.1伏; ②大量程0~15伏;分度值为0.5伏。
会正确判断所用量程且读出数值。
四、滑动变阻器
1. 滑动变阻器的使用:如图左右移动变阻器的滑片时,接入电路阻值的变化情况。
2. 知道滑动变阻器铭牌上所标电流值与电阻值的意义。例如,某一滑动变阻器标有“100Ω 2A”,表示该滑动变阻器的最大电阻100欧,可以在0~100欧之间连续改变;“2A”表示允许通过的最大电流为2安。
典例验知
【典例】如图(a)所示,电源电压为12V且保持不变,电阻R1的阻值为20Ω。滑动变阻器滑片P在最右端时,闭合开关S,电流表A示数如图(b)所示。
(1)求通过R1的电流I1;
(2)求变阻器的最大电阻R2max;
(3)移动变阻器滑片P,在电路安全工作的情况下,观察到电流表A的指针最大变化了11小格,求变阻器R2允许通过的最大电流I2max。
技巧点拨
1. 在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,个之路互不影响,所以干路电流的变化量与支路电流的变化量相等。
3. 在并联电路中,各支路两端的电压相等,都等于电源电压,通常情况下可认为不变。
类题夯基
1.(2026·安徽六安·一模)如图所示电路,电源电压保持不变,电阻。闭合S。
(1)当开关都断开时,电流表示数为0.5A,则电源电压多少?
(2)当开关都闭合时,电流表示数为2.4A,则电阻的电阻是多少?
2.(2025·安徽六安·三模)如图所示,电源电压不变,小灯泡L标有“6V 2.4W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),定值电阻的阻值为,滑动变阻器标有“ ”字样,电压表量程为,电流表量程为。闭合开关、,断开开关,小灯泡恰好正常发光。
(1)求电源电压;
(2)断开开关、,将的滑片移至最右端,闭合开关,求内电流通过定值电阻产生的热量;
(3)在电路元件都安全的前提下,要使小灯泡发光且电路总功率最大,应如何控制开关?滑动变阻器接入电路的电阻为多大?
3.(2025·安徽淮北·三模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为,定值电阻的电阻为,小灯泡上标有“”字样,忽略温度对灯丝电阻的影响。
(1)当闭合开关和,将滑动变阻器的滑片移到最左端时,小灯泡正常发光,求电源电压及电压表的示数;
(2)当闭合开关和,将滑动变阻器的滑片移到最左端时,小灯泡正常发光,求电流表的示数;
(3)当断开开关,闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到最右端时,求小灯泡的实际电功率。
4.(2025·安徽·模拟预测)如图甲所示电路,电源电压不变。两个接线柱M、N之间电阻值不变,在开关S、都闭合和开关S闭合、断开两种情况下,改变电阻箱的阻值,读取电流表示数,绘制了如图乙所示的电流表示数I随变化的曲线。
求:
(1)电源电压是多少?
(2)在开关S、都闭合和开关S闭合、断开两种情况下,当两次电流表示数均是0.2A时,消耗的电功率之比是多少?
5.(2025·安徽·二模)科技小组制作了一个小的“灯光秀”玩具,其电路图如图所示。电源电压保持不变,其中,小灯泡L的规格为“3V,0.75W”。当开关S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光;当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数变为0.6A。(不考虑灯丝电阻变化)求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)电路消耗的最小功率。
6.(2025·安徽淮北·一模)如图所示,电源电压保持不变,和均为定值电阻,。当闭合、和断开时,电流表示数为0.3A;当闭合、和断开时,电压表示数为1V。求:
(1)定值电阻的阻值;
(2)当闭合、和断开时,定值电阻在10s内产生的热量;
(3)若该电路是多挡位电热器的原理图,请判断该电热器处于高温挡时开关的状态并说明理由。
7.(2025·安徽合肥·一模)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12V,定值电阻R=10Ω,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120km/h时,观察到电压表示数为10V,且报警铃声响起。求:
(1)当车速为120km/h时,对应的阻值;
(2)当车速为60km/h时,此时电压表的示数。
8.(2025·安徽安庆·二模)如图所示是小明设计的电子量角器电路图,电流表量程为,电压表量程为。O为半圆弧电阻的圆心,金属滑片为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻与指针旋转角度成正比,可调节的范围为,电源电压恒为,为电阻箱。将滑片旋转至处,调节的阻值,使电路中电流为。求:
(1)电阻箱接入电路的阻值;
(2)调节为时,电压表示数为,此时电流表示数;
(3)为能满足测量要求,需重新调节电阻箱,则满足要求的最小阻值。
模块03 电功率综合计算
要点梳理
一、电功的概念
电流所做的功叫电功, W=Uit,W=Pt
二、电功率的概念
(1)电流在单位时间内做的功叫做电功率,
(2)电功率的推导公式:
(3)额定电压与额定功率:用电器正常工作时的电压叫做额定电压,在额定电压下的功率叫做额定功率。例如电灯泡上标有“220V 40W”,220V是额定电压,40W是额定功率。
三、热量的计算
焦耳定律:电流通过导体时产生的热量,与电流的二次方成正比,与导体电阻成正比,与通电时间成正比,Q= I2Rt。
典例验知
【典例01】在图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为10Ω,闭合开关,电压表示数为8V。
(1)求闭合开关后电流表示数I0。
(2)在电路中断开某一处或在某两处间再接入电阻R2,且两电阻均能正常工作。
①R2接入前后,若电流表示数不发生变化,则两电表示数的比值 。在答题卷的方框内画出该情况对应的电路图 。
A.变大 B.不变 C.变小
②R2接入前后,若电流表示数发生变化,且两电表示数的乘积减小了4.8W,求R2的阻值 。
【典例02】如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为10Ω。现将一滑动变阻器R2(标有“2A”字样)以某种方式接入该电路中。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,在电路安全的情况下,电流表示数的最小值为0.9A,最大值为2.6A。
(1)在虚线框中画出接入R2后的电路图;
(2)求电源电压U;
(3)求移动滑片的过程中,电阻R2消耗的电功率P2的变化范围。
技巧点拨
1. 电功的计算
(1)在串联电路或并联电路中,电流做的总功等于电源电压与总电流和时间的乘积:W总=U总I总t
(2)电流对电阻R1做的功W1=U1I1t1,对电阻R2做的功W2=U2I2t2,则W总=W1+W2。即电流做的总功等于对每个电阻做功之和。
2. 电功率的计算
(1)在串联电路或并联电路中,电路的总功率等于电源电压与总电流的乘积:P总=U总I总
(2)电阻R1的功率P1=U1I1;电阻R2的功率P2=U2I2;则P总=P1+P2。即总功率等于每个电阻的功率之和。
3. 热量的计算
(1)在串联电路或并联电路中,用电器产生的总热量等于总电流的平方与总电阻和通电时间的乘积:Q总=I总2R总t
(2)用电器R1的热量Q1=I12R1t1;用电器R2的热量Q2= I22R2t2;则Q总=Q1+Q2。即总热量等于每个用电器的热量之和。
类题夯基
1.(2026·安徽阜阳·一模)如图所示为一款具有加热和保温功能的榨汁机内部电路简化示意图,R1和R2为加热电阻,该榨汁机的部分参数如表所示。求:
榨汁机部分参数表
额定电压
220V
加热功率
880W
榨汁功率
66W
保温功率
88W
(1)仅榨汁时正常工作的电流;
(2)的阻值。
2.(2026·安徽·模拟预测)我国电动汽车技术不断创新,2025年电动汽车出口量为261.5万辆。国产某品牌电动汽车以90km/h的速度在水平路面上匀速行驶27km,此过程中电机功率恒为20kW。求:
(1)该过程中电动汽车消耗的电能为多少焦耳?
(2)若电动机消耗的电能全部用于对汽车做功,则牵引力的大小为多少?
3.(2026·安徽·二模)如图所示,电源电压恒定,灯泡L上标有“6V 0.5A”字样。滑动变阻器上标有“50Ω 1A”,定值电阻为20Ω,电流表量程为0~3A。当闭合开关,断开开关、时,灯泡L正常发光。
(1)求灯泡正常发光时的电阻;
(2)求电源电压;
(3)断开、,闭合时,若不考虑灯丝电阻受温度的影响,在不损坏电路元件的情况下,求电路消耗的电功率的范围。(计算结果保留整数)
4.(2026·安徽合肥·一模)如图所示,电源电压为6V恒定不变,灯泡L标有“2V 0.4W”的字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器R2标有“60Ω 1A”的字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为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,求整个电路的最大电功率。
5.(2026·安徽·模拟预测)如图是一款电水壶的电路简图,、均为加热电阻,通过旋转旋钮开关可实现加热与保温功能的切换,保温功率为88W,阻值为44Ω。
(1)请结合所学物理知识分析开关处于“1”挡还是“2”挡为加热功能?
(2)求加热功率;
(3)求的阻值。
6.(2025·安徽宣城·三模)如图所示电路,电源电压为且保持不变,小灯泡的规格为“”(阻值不变),滑动变阻器的最大阻值为,电流表的量程为。当只闭合时,小灯泡恰能正常发光。求:
(1)当只闭合时,在内电流通过产生的热量;
(2)当三个开关都闭合时,消耗的最大电功率。
7.(2025·安徽黄山·模拟预测)某电吹风的简化电路如图甲所示,其主要部件为电动机和电热丝。电吹风在220V的电压下工作,吹热风时的电功率为990W,吹冷风时的电功率是110W。问:
(1)吹热风时通过电热丝的电流是多少?
(2)若单独让电吹风在热风挡工作10min,如图乙所示的电能表的转盘转动多少转?
8.(2025·安徽黄山·三模)如图所示是某电热器内部简化电路图,电源电压U=220V,电热丝R1=440Ω
、R2=110Ω。通过旋转扇形开关S接触不同触点,可实现高、低两个挡位的转换。
(1)请分析论证:当旋转扇形开关S,使b接触d,a接触c时,电热器处于高温挡;
(2)电热器处于高温挡时的功率是多少?
(3)如果在高温挡下工作10min产生的热量70%被水吸收,这些热量能让2kg、20℃的水温度升高到多少℃?[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
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