名師推薦中考物理綜合復習精品之電學計算（通用）

沖擊2020中考物理綜合復習精品之電學計算 （一）電功（W）1. 概念：電流通過導體時可以做功。電流做功的過程就是電能轉化為其他形式能量的過程。電流做了多少功，就有多少電能轉化為其他形式的能量。2. 公式：電功的基本公式是：根據(jù)歐姆定律，基本公式還可推導出公式由電功率的定義又推導出：3. 單位：焦耳：千瓦時（度）：4. 電能表：（俗稱電度表）電能表是測量電功（電能）的儀表，它表盤上的單位是度。電能表的計數(shù)器上前后兩次讀數(shù)之差，就是這段時間內用電的度數(shù)。（二）電功率（P）1. 概念：電流在單位時間內所做的功叫做電功率。它是反映電流做功快慢的物理量。2. 公式：由電功率的定義得由電功率的定義式和電功的基本公式可導出計算電功率的基本公式3. 單位：瓦特：千瓦：4. 額定電壓和額定功率：用電器正常工作時的電壓叫做額定電壓，用電器在額定電壓下的電功率叫做額定功率。這兩個數(shù)值往往標明在用電器上，不同的用電器這兩個數(shù)值一般不相同。當用電器兩端的電壓等于用電器的額定電壓時，其電功率等于它的額定功率，此時用電器正常工作。當用電器兩端的電壓小于用電器的額定電壓時，用電器的實際功率就小于它的額定功率，該用電器不能正常工作。當用電器兩端的電壓大于用電器的額定電壓時，用電器的實際功率就大于它的額定功率，該用電器也不能正常工作，并容易損壞。決定用電器工作狀況的是用電器的實際功率，它的大小將隨著它兩端的實際電壓的改變而改變。（三）實驗測定小燈泡的功率根據(jù)實驗要求，自己設計出電路，畫出電路圖，并連接實物元件組成實驗電路。調節(jié)滑動變阻器上的滑片P的位置，用電壓表和電流表分別測出小燈泡的實際電壓、額定電壓和對應的實際電流、額定電流。用公式計算出小燈泡的實際功率和額定功率。說明：在連接電路和測量中，要熟練掌握電壓表、電流表、滑動變阻器的使用方法；會正確選擇量程、接線柱；能準確讀數(shù)。（四）焦耳定律電流通過導體產生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。這個規(guī)律叫焦耳定律。用公式可表示為：（五）關于電功、電功率的計算解題步驟：1. 在分析題意的基礎上畫出不同情況下的等效電路圖，并在該電路圖上注明已知條件及要求的物理量；2. 運用串、并聯(lián)電路的特點及求電功率的公式（可直接使用導出式）列出方程或方程組；3. 求解方程。主要公式：【典型例題】例1 小華家的電熱水壺因使用不當而燒壞，他打算自己更換一根電阻絲把壺修好，但不知道電阻絲的阻值，他找出電熱水壺的包裝盒，上面印有如下的表格：電熱水壺 220V 50Hz型號功率容量SPS1.0L800W900W1.0LSPS1.5L1200W1500W1.5L根據(jù)表格中的資料你能幫小華算出此壺電阻絲的阻值嗎？已知：，求：解：例2 兩只燈泡L1和L2分別標有“220V 40W”和“110V 100W”字樣，若把它們串聯(lián)在電路中，總功率最大不得超過多少瓦？若把它們并聯(lián)在電路中，總功率最大不得超過多少瓦？已知： 求：串聯(lián)時的最大總功率并聯(lián)時的最大總功率分析：該題屬“照顧弱者”一類典型題，即為了二者都不損壞，在串聯(lián)時要使通過它們的電流等于二者中額定電流較小的；在并聯(lián)時要使它們兩端電壓等于二者中額定電壓較小的。解： 串聯(lián)時（如圖1甲） 圖1 并聯(lián)時（如圖1乙） 例3 燈泡L與定值電阻R0并聯(lián)接于12V電路中時，燈泡L正常發(fā)光，此時干路電流為1.8A。當把它們串聯(lián)接于另一電路時，燈泡L的功率為它額定功率的，電阻R0的功率為0.9W。求燈的額定功率。此題在串、并聯(lián)兩種狀態(tài)下電路電壓不同，這一類型題求解一般較難。如果巧用比例，可化難為易。解：根據(jù)題意畫出等效電路圖如圖2所示。由甲圖可得，代入數(shù)據(jù)后由乙圖可得，代入數(shù)據(jù)后由式聯(lián)立求解得，。圖2例4 用一標有“220V 800W”的電熱水壺燒開一壺水，在220V電壓下使用時需要1h 4min。八一建軍節(jié)快到了，李彤和劉寧聽說學校附近的鐵道兵施工工地喝開水困難，她們組織了班里部分同學去慰問，并帶去了這把熱水壺，當他們把220V電源接到工地上使用時，發(fā)現(xiàn)燒開同樣一壺水卻需要1h 40min，同學們正疑惑不解時，劉寧說一定是導線太長損耗了一部分功率。導線上損耗功率有多大呢？請你幫她們算一算。為了計算方便，與實際情況相比我們忽略了哪些因素？此題計算繁鎖，如果不講究計算技巧，很容易出錯。遇到這樣的習題，在運算過程中應注意：若不到最終結果盡量不要近似計算，盡量保留分數(shù)形式，以便在后面的運算中約分、化簡。這樣不但簡化運算，而且保證了最終結果的準確性。以下解析供同學參考。解：根據(jù)題意畫出兩情況下的等效電路圖如圖3所示。在220V電壓下燒水時間 在工地燒水時間因為燒開同樣一壺水所需熱量相同即：， 由 R一定 P與成正比 再由乙圖串聯(lián)正比關系： 在運算中我們忽略了電熱水壺的電阻絲阻值隨溫度變化的因素。圖3例5 當一個電阻兩端電壓增加了時，通過該電阻的電流增加了（設電阻阻值不變），請證明該電阻功率的變化量。此題證明方法很多，一般都是公式推導證明，我們應善于用所學過的各種數(shù)學工具，例如坐標圖象法論證，它比公式推導法更加簡單、直觀、明了。以下用兩種方法論證，供同學們參考、對比。證一： 證二：如圖4所示 而 （S1、S2、S3表示圖4中相應的長方形面積）圖4例6 有兩盞燈泡“220V，40W”、“220V，60W”，但它們的銘牌模糊不清，請你用兩種方法分辨它們。解析：兩燈泡的額定功率不同，雖然額定電壓相同，但帶來的不同點至少有以下幾個方面：電阻、實際功率等。答案：至少有以下幾種： 目測比較燈絲粗細；粗的電阻小，為“220V，60W”；用萬用表電阻檔測量，電阻大為“220V，40W”； 用“伏安法”測定； 正常工作比較亮度，亮度大的是“220V，60W”，任選兩種。拓展延伸：對于此類開放性題，緊抓住物理特征，電阻、實際功率的不同，方法可以由這兩個物理比較去展開，如此則打開思路，方法多變。例7 小剛用甲、乙兩只小燈泡做如圖5所示的串聯(lián)、并聯(lián)研究實驗，發(fā)現(xiàn)兩種不同的現(xiàn)象，并記錄在表中。（1）比較兩次實驗中，電路消耗的總功率的大??；（2）比較與的大小；（3）請分析一下這些現(xiàn)象產生的原因。串聯(lián)并聯(lián)甲燈亮暗乙燈暗亮圖5解析：由于兩電路中的總電壓相同都等于電源電壓，由知，電阻大的功率小。在串聯(lián)電路中，由，電阻大燈泡亮一些；在并聯(lián)電路中，由，電阻小的燈泡亮一些。答案：（1）并聯(lián)電路的總功率比串聯(lián)電路的總功率大；（2）；（3）在串聯(lián)電路中，由知：甲的電阻大，甲的功率大，甲燈亮；在并聯(lián)電路中，由，甲的電阻大，甲的功率小，甲燈暗。方法提煉：題目只發(fā)現(xiàn)甲、乙兩燈亮暗不同，解答本題的關鍵是燈泡的亮暗由燈泡的實際功率決定，根據(jù)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的功率公式特點，采用控制變量的方法進行判斷。例8 如圖6所示，電源電壓和燈泡電阻不變，當合上開關S1，斷開開關S2和S3時，電燈R1正常發(fā)光，電壓表示數(shù)為6V；當合上開關S1，S2，斷開S3時，電流表示數(shù)為1A；當合上S3，斷開S1、S2時，燈R1的實際功率為其額定功率的1/9，R2消耗的功率為0.6W，求燈L的額定功率和電阻R3的阻值。圖6解析：由于電路變化大，所以在求解過程中，首先作出等效電路圖，再根據(jù)電路特點，聯(lián)系各量列方程求解。答案：（1）當S1閉合，S2，S3斷開時，等效電路如圖7所示，電壓表示數(shù)為6V，恰好是電源電壓，同時燈泡正常發(fā)光，此時燈泡功率為額定功率， 圖7（2）當S1，S2合上，S3斷開時，等效電路如圖8所示，此時燈泡正常發(fā)光。因為故，即圖8（3）當S3閉合，S1，S2斷開時，等效電路如圖9所示，由于燈L及R2，R3串聯(lián)，根據(jù)題目所給條件，聯(lián)系串聯(lián)電路的分壓特點。圖9因為，即所以，而此時又因為，即 即 將式代入式得：，代入式得：解得或（舍去），故因為，故由圖可知，解得易錯分析：求解電學綜合題的思路很多，本題用常規(guī)按電路變化的順序，列方程求解的方法，解本題的關鍵是按題目要求畫出各種情況下對應的等效電路圖，然后各個電路分步求解，思路明晰、清楚?！灸M試題】（答題時間：60分鐘）一. 單項選擇題1. 把同樣長短和同樣粗細的一根銅導線和一根鎳鉻合金導線串聯(lián)在電路中，下列說法中正確的是（ ）A. 銅導線兩端電壓大，通過的電流大B. 鎳鉻合金兩端電壓大，通過的電流大C. 銅導線兩端電壓大，但兩根導線通過的電流一樣大D. 鎳鉻合金兩端電壓大，但兩根導線通過的電流一樣大2. 如圖1所示，當變阻器滑片P在某一范圍移動時，A讀數(shù)變化范圍為12.4A，V讀數(shù)變化范圍為107.2V，則R1阻值和電源電壓分別是（ ）A. ， B. ，10V C. ，12V D. ，10V圖13. 如圖2所示電路，總電壓U保持不變，滑動變阻器總阻值為2R，當滑片位于變阻器中點O時，四只電流表示數(shù)相同，都為I0，當滑片向上移動到點時（ ）A. A1的示數(shù)大于I0 B. A2的示數(shù)大于I0C. A3的示數(shù)大于I0 D. A4的示數(shù)大于I0圖24. 電冰箱啟動時，與電冰箱并聯(lián)的臺燈變暗，關于這一現(xiàn)象，下列說法正確的是（ ）A. 進戶線中的電流變大 B. 線路中的電阻變大C. 線路中熱損失變大 D. 燈泡兩端電壓變小5. 在圖3中，合上開關后兩燈都正常工作，兩表均有示數(shù)。突然兩燈熄滅，且V示數(shù)變大，A示數(shù)為零，由此判斷電路中可能出現(xiàn)的故障是（ ）A. 電流表損壞 B. 燈L1斷路C. 燈L2斷路 D. 燈L2短路圖3二. 實驗題6. 兩盞電燈L1和L2，L1的電阻比L2的電阻大；若將它們串聯(lián)接入電路中時，加在 燈兩端的電壓較大，在相等時間里，電流流過 燈所做的功較多。7. 如圖4所示，額定功率為2W的燈泡L與一個阻值為的電阻R串聯(lián)后接到由4節(jié)新干電池串聯(lián)而成的電池組上，小燈泡恰能正常發(fā)光，要使電路消耗的電功率較小，小燈泡的電阻和額定電壓的值分別為 和 。圖48. 如圖5所示，電源電壓不變，當開關S閉合與斷開時，R1兩端電壓之比是4:3，則當S斷開時，R1與R2的功率之比是 。圖59. 下面是某同學家本月的電費單據(jù)，據(jù)此單據(jù)你可以得到哪些數(shù)據(jù)信息（說出兩點）。（1） ；（2） 。三. 簡答題10. 有人認為：用電流表分別測出兩燈泡電流相等，則兩燈一定串聯(lián)；用電壓表分別測出兩燈泡電壓相等，則兩燈一定并聯(lián)。你認為這兩種說法對嗎？為什么？四. 計算題11. 給你一個電源，一個滑動電阻器，一只已知阻值的定值電阻，一只已知額定電壓的燈泡、一只電流表，一只開關，導線若干，要求測定小燈泡的額定功率。畫出電路圖，寫出實驗步驟，推導出計算式。12. 如圖6電路中，電源電壓保持6V不變，電壓表用03V的量程，電流表用00.6A量程，滑動變阻器R的阻值為0，為保證兩電表均不損壞，求變阻器允許連入電路的阻值范圍。圖613. 如圖7所示是某個電路的一部分，其中，則電流表中的電流為（ ）A. 0.2A，向右 B. 0.15A，向左 C. 0.2A，向左 D. 0.3A，向右圖714. 以下事例中不屬于利用電熱作用的是（ ）A. 電風扇吹風 B. 電熨斗燙衣服 C. 微波爐烘烤食品 D. 電飯鍋煮飯15. 如圖8所示電路，由估算可知，通過毫安表的電流約為 mA，通過電流表的電流約為 A。圖816. 兩個相同的電阻，并聯(lián)在電路中t分鐘放出熱量為Q焦耳，若把這兩個電阻串聯(lián)起來接在電壓不變的同一電路中，則t分鐘內放出的熱量為 J。17. 一只“3000r/kWh”的電度表，某同學用來測自己家庭電路正常工作時的總功率，測得1min轉盤轉了30轉，則該同學家庭電路此時的總功率為 W。18. 如圖9所示是一個封閉的小盒，A，B，C，D是四根外接引線。已知盒內的結構是由三只電阻連接而成，并與A，B，C，D相連?，F(xiàn)用多用電表測得A，C間電阻，A，D間電阻，C，D間電阻，用導線將B，D連接，此時測得A，D間電阻，拆除這根導線。（1）畫出盒內電阻的連接圖，并標出每個電阻的阻值。（2）如果在C，D間加30V電壓，求A，C間電壓及盒中電阻消耗的總功率？圖919. 如圖10所示，“黑盒”內有燈泡、電阻、電池，面板外有A，B，C，D四個接線柱和燈泡?，F(xiàn)用A的兩個接頭a，b測試，若a接A，b依次與B，C，D相接，發(fā)現(xiàn)接B時燈不亮，A示數(shù)為零；接C時，燈亮，A有示數(shù)；接D時燈光減弱，電流表示數(shù)減小，試畫出箱內電路圖。圖1020. 如圖11所示的電路中，電源電壓為9V，且保持不變，將S閉合，滑動變阻器的滑片P移到某一位置時，燈泡L正常發(fā)光，A1，A2示數(shù)分別為0.2A和0.8A，定值電阻R的阻值為。求：（1）燈泡L的額定電壓和額定功率；（2）滑片P移到另一位置時，燈泡L的實際功率與額定功率的比值為16/25，則此時A2的示數(shù)為多少A？圖11【試題答案】1. D 2. C3. BC 導解：滑片上移，A3所在的支路端電壓增大，故A3示數(shù)變大，電路總電阻變小，總電流變大，A1示數(shù)變小，故A2變大。4. ACD5. B 導解：因A示數(shù)為零，所以D錯誤。6. L1；L17. 8；4 導解：列二元一次方程組求解，利用串聯(lián)電路的特點。8. 導解：S閉合時，R2短路，S斷開時，R1，R2串聯(lián)，可知，據(jù)公式可知，9. 以下答案仍選兩種（1）截止到本月抄表時為止，用電2929（2）本月用電207（3）上月抄表數(shù)為2722（4）電價0.40元/度（5）按30天算，平均每天耗電6.910. 不對。電流相等時，如果電阻相等，可能是并聯(lián)；電壓相等時，如果電阻相等，也可能串聯(lián)。11. 實驗步驟：（1）先計算（2）將A與R0串聯(lián)，調整滑片P，使A示數(shù)為I1（3）將A與L串聯(lián)，保持滑片P不動，讀A示數(shù)為I2。計算式