2018年中考復(fù)習(xí)專題電學(xué)計(jì)算題

專題七電學(xué)計(jì)算題 目錄 電學(xué)計(jì)算題是電學(xué)知識(shí)的重點(diǎn)與難點(diǎn)題型 歷年來在河北省中考中扮演著 壓軸題 的角色 總是居于第38題的重要位置 其中主要涉及計(jì)算的物理量有 電流 電壓 電阻 電功 電功率 電熱等 呈現(xiàn)載體往往有電熱器 動(dòng)態(tài)電路及模型 有時(shí)還會(huì)涉及太陽能 風(fēng)能等新能源的利用 難度較大 綜合性較強(qiáng) 解題的關(guān)鍵在于分清并畫出等效電路 標(biāo)出已知量 結(jié)合相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)及方程思想 找準(zhǔn)正確的公式 進(jìn)行解答 預(yù)計(jì)2018年河北中考中此處出現(xiàn)動(dòng)態(tài)電路 考查計(jì)算電阻 電流和電功率的可能性較大 本專題在歷年河北省中考卷中的考查情況統(tǒng)計(jì)如下 續(xù)表 類型一以 動(dòng)態(tài)電路 為載體的電學(xué)計(jì)算 典例1 2015 河北 38 7分 在如圖甲所示的電路中 電源電壓不變 小燈泡的額定電壓為2 5V 變阻器的最大阻值R為定值電阻R0的三倍 閉合開關(guān)S 當(dāng)滑片P置于某點(diǎn)時(shí) 電壓表示數(shù)為2 5V 電流表示數(shù)為I1 當(dāng)滑片P置于最右端時(shí) 電流表示數(shù)為I2 且I1 I2 5 4 兩次變阻器連入電路的電阻之比R1 R 8 15 圖乙是該小燈泡I U圖象 求 1 小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻值 2 滑片置于最右端時(shí) 小燈泡的實(shí)際功率 3 電源電壓 圖1 解 1 由圖象可知 當(dāng)UL 2 5V時(shí) I1 IL 0 25A 因?yàn)镮 所以燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻RL 10 2 當(dāng)滑片置于最右端時(shí) L R0及R串聯(lián) 由于I2 I1 0 2A 由圖象可知 燈泡兩端電壓UL2 1V 小燈泡的實(shí)際功率PL2 UL2I2 1V 0 2A 0 2W 解 3 當(dāng)滑片置于最右端時(shí) 燈泡的電阻RL2 5 由于U I1 RL R0 R1 U I2 RL2 R0 R 已知R1 R 8 15 R 3R0 將RL 10 RL2 5 I1 0 25A I2 0 2A代入 式中 解得U 9V 尋考法 本題是一道以動(dòng)態(tài)電路為載體的電學(xué)綜合計(jì)算題 考查了電阻 電壓和電功率的有關(guān)計(jì)算問題 綜合性較強(qiáng) 近幾年來 河北省中考中第38題的壓軸題多為此類動(dòng)態(tài)電路問題 經(jīng)常配以I U或U R圖象進(jìn)行綜合考查 難度較大 常會(huì)涉及的計(jì)算問題有 燈泡的電阻 通過燈泡的電流 燈泡兩端的電壓 某用電器的電功率 滑動(dòng)變阻器的阻值取值范圍等 探解法 1 已知小燈泡的額定電壓為2 5V 根據(jù)圖象求得此時(shí)的電流 利用I U R可求得小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻值 2 根據(jù)公式P UI I2R計(jì)算燈泡的實(shí)際電功率 3 根據(jù)兩種情況下的電流值列出關(guān)系式 聯(lián)立求出電壓值 典例2 2017 重慶B卷 如表所示為某電烤箱的銘牌 高溫?fù)躅~定功率模糊不清 如圖虛線內(nèi)所示是電烤箱內(nèi)部的簡化電路圖 R1和R2均為電熱絲 R2 72 6 電烤箱開關(guān)接1時(shí)是低溫?fù)?接2時(shí)是高溫?fù)?求 類型二以 電熱器 為載體的電熱綜合計(jì)算 1 電烤箱在低溫?fù)跽９ぷ?0min電流做的功 2 R1的阻值 3 在某用電高峰期 若家庭電路中只有電烤箱在高溫?fù)豕ぷ?發(fā)現(xiàn)標(biāo)有 3000imp kw h 的電能表的指示燈閃爍81次共用時(shí)2min 求此時(shí)家庭電路兩端的實(shí)際電壓 圖2 解 1 由P 可得 電烤箱在低溫?fù)跽９ぷ?0min電流做的功W P低t 400W 10 60s 2 4 105J 2 由圖可知 開關(guān)接1時(shí) R1與R2串聯(lián) 總電阻最大 由P 可知總功率最小 電烤箱處于低溫?fù)?開關(guān)接2時(shí) 只有R1接入電路 電阻小 由P 可知功率大 電烤箱處于高溫?fù)?處于低溫?fù)鯐r(shí) 電路的總電阻R 121 則R1的阻值R1 R R2 121 72 6 48 4 解 3 指示燈閃爍81次 電烤箱消耗的電能W 81 kW h 0 027kW h 工作時(shí)間t 2min h 則電烤箱在高溫?fù)醯膶?shí)際功率P 0 81kW 810W 根據(jù)P 可得 此時(shí)家庭電路兩端的實(shí)際電壓U 198V 尋考法 本題以電烤箱為載體考查了有關(guān)電壓 電功 電阻的綜合計(jì)算問題 以電熱器為載體的綜合電學(xué)計(jì)算問題 是河北中考電學(xué)壓軸題第38題的另一種常見類型 它通過結(jié)合一些電熱器 如電熱水壺 電飯煲 電暖氣等電器 通過分析不同的擋位 考查有關(guān)電熱問題 電功 能 問題 電壓 電阻 電流的計(jì)算問題 有時(shí)也會(huì)結(jié)合熱量計(jì)算 水吸熱 熱值計(jì)算等進(jìn)行綜合性考查 難度較大 探解法 1 已知電烤箱在低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)的功率和時(shí)間 利用W Pt可求得工作10min所消耗的電能 2 由圖可知 開關(guān)接1時(shí) R1與R2串聯(lián) 總電阻最大 由P 可知總功率最小 電烤箱處于低溫?fù)?開關(guān)接2時(shí) 只有R1接入電路 電阻小 由P 可知功率大 電烤箱處于高溫?fù)?已知低溫?fù)醯碾姽β逝c工作電壓 由電功率的變形公式R 可以求出總電阻 根據(jù)電阻R2的阻值 可求得R1的阻值 3 根據(jù)電能表參數(shù)的含義求出指示燈閃爍81次消耗的電能 根據(jù)P 求出該用電器的實(shí)際功率 根據(jù)P 算出實(shí)際電壓 1 2013 河北 如圖甲所示 L上標(biāo)有 6V3W 字樣 電流表量程為0 0 6A 電壓表量程為0 15V 變阻器R的最大電阻為100 只閉合S1 滑片置于a點(diǎn)時(shí) 變阻器連入電路中的電阻為Ra 電流表示數(shù)為Ia 只閉合S2 移動(dòng)滑片P 變阻器兩端電壓與其連入電路的電阻關(guān)系如圖乙所示 當(dāng)滑片P置于b點(diǎn)時(shí) 電壓表示數(shù)Ub 8V 電流表示數(shù)為Ib 已知Ra R0 12 5 Ia Ib 3 5 燈絲電阻不隨溫度變化 求 1 小燈泡的電阻 2 定值電阻R0和電源電壓 3 在電表的示數(shù)不超過量程 燈泡兩端的電壓不超過額定值的情況下 只閉合S1時(shí) 變阻器連入電路的最小電阻為多少 只閉合S2時(shí) 電路消耗的最小功率為多少 解 1 因?yàn)镮 P UI 則小燈泡的電阻 RL 12 2 只閉合S2 R與R0串聯(lián) 滑片P置于b點(diǎn)時(shí) Ub 8V 由圖可知電阻Rb 16 則電流Ib 0 5A 電源電壓U Ib Rb R0 0 5A 16 R0 只閉合S1 R與L串聯(lián) 當(dāng)滑片P置于a點(diǎn)時(shí) 由于Ia Ib 3 5 則Ia 0 3A 電源電壓U Ia Ra RL 0 3A Ra 12 已知Ra R0 12 5 代入 式可得 R0 20 U 18V 解 3 只閉合S1 電流表的量程大于燈泡的額定電流 則電路中最大電流等于燈泡的額定電流0 5A I 0 5A 變阻器接入電路的最小電阻R最小 24 只閉合S2 變阻器兩端電壓為15V時(shí) 連入電路中的電阻最大 由于 則變阻器接入電路的最大電阻R最大 100 電路消耗的最小功率P最小 2 7W 3 2017 河北三模 如圖所示的電路中 電源電壓為6V保持不變 燈泡上標(biāo)有 6V3 6W 的字樣且阻值恒定 定值電阻R1為8 電流表量程為0 0 6A 電壓表量程為0 3V 當(dāng)閉合開關(guān)S S1 變阻器滑片在中間某處時(shí) 其中一只電表恰好達(dá)到滿偏 當(dāng)閉合開關(guān)S S2 滑片置于變阻器最右端時(shí) 另一只電表恰好達(dá)到滿偏 在保證電路安全的情況下 求 1 燈泡L的電阻 2 滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值 3 當(dāng)閉合開關(guān)S S1時(shí) 滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍 解 1 燈泡L的電阻為RL 10 解 2 小燈泡的電阻值大于定值電阻R1的阻值 若燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián) 滑片在最右端時(shí) 滿偏的為電流表 則定值電阻R1與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)時(shí) 電流將大于0 6A 則滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián) 滑片在最右端時(shí) 滿偏的電表應(yīng)為電壓表 定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)時(shí) 滿偏的電表應(yīng)為電流表 滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián) 滑片位于最右端時(shí) 滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為3V 燈泡兩端的電壓為UL U UP 6V 3V 3V 滑動(dòng)變阻器的最大電阻為R2 RL 10 解 3 當(dāng)電流表滿偏時(shí) 滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最小 此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為U1 U UR1 6V 0 6A 8 1 2V 此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電阻為Rmin 2 當(dāng)電壓表滿偏時(shí) 滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最大 此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為3V 定值電阻R1兩端的電壓為3V 此時(shí)電路中的電流最小 Imin 滑動(dòng)變阻器的最大電阻為Rmax 8 當(dāng)閉合開關(guān)S S1時(shí) 滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍是2 8 6 某家庭電熱鍋簡化電路如圖所示 電熱鍋額定電壓為220V R1 R2均為發(fā)熱電阻 其阻值分別為80 404 閉合開關(guān)S1 S2 電熱鍋處于加熱狀態(tài) 當(dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到100 時(shí) 開關(guān)S2自動(dòng)斷開 電熱鍋處于保溫狀態(tài) 試求 1 電熱鍋在額定電壓下 加熱15min消耗的電能 2 電熱鍋在額定電壓下 保溫狀態(tài)的電功率 3 為測量電熱鍋的實(shí)際電壓 將家中其他用電器全部關(guān)閉 電熱鍋在加熱狀態(tài)時(shí) 觀察到的標(biāo)有 2000r kW h 字樣的電能表的表盤在6min內(nèi)轉(zhuǎn)了100轉(zhuǎn) 則電熱鍋的實(shí)際電壓是多少 解 1 閉合開關(guān)S1 S2 電熱鍋處于加熱狀態(tài) 由圖可知 只有R1接入電路 此時(shí)電路中的電流I 2 75A 電熱鍋在額定電壓下 加熱15min消耗的電能W UIt 220V 2