電學計算題分類例析教案

1、電學計算題分類例析教案教案編寫:黃艦 2008年奧運年編寫說明:電路計算是初中物理的重點知識,它已成為歷年來中考的必考內(nèi)容。在2007年各省市的試卷中,考查本部分內(nèi)(包括計算型填空題、選擇題的分值比例平均占到16%,重慶、遼寧等地高達22%。主要考點有:記住歐姆定律的內(nèi)容、表達式,并能熟練運用歐姆定律分析解決簡單的電路問題;知道串并聯(lián)電路中電流、電壓、電阻的關(guān)系,并會運用這些知識分析解決簡單的串、并聯(lián)問題;知道電功、電功率的公式,并會求解簡單的問題;知道額定電壓、額定功率、實際功率以及它們之間的關(guān)系;記住焦耳定律公式并能用焦耳定律進行求解通電導(dǎo)體發(fā)熱問題。1、簡單串并聯(lián)問題解決串、并聯(lián)電路的問

2、題,首先要判斷電路的連接方式,搞清串并聯(lián)電路中電流、電壓、電阻的關(guān)系,結(jié)合歐姆定律和其它電學規(guī)律加以解決。例1、(上海如圖所示的電路中,電阻R 1的阻值為10。閉合電鍵S ,電流表A 1的示數(shù)為0.3A ,電流表A 的示數(shù)為0.5A.求(1通過電阻R 2的電流.(2電源電壓.(3電阻R 2的阻值 解析:(1并聯(lián)電路電流關(guān)系21I I I +=,則通過電阻R 2的電流A A A I I I 2.03.05.012=-=-=(2并聯(lián)電路各支路電壓相等,則電源電壓V A R I U U U 3103.01112=(3由歐姆定律R U I =得I U R =,則=152.03222AV I U R例2

3、、(大連如圖所示,小燈泡標有“2.5V ”字樣,閉合開關(guān)S 后,燈泡L 正常發(fā)光,電流表、電壓表的示數(shù)分別為0.14A 和6V.試求(1電阻R 的阻值是多少?(2燈泡L 消耗的電功率是多少?解析:根據(jù)題意,閉合開關(guān)S 后,電壓表的示數(shù)6V ,電流表示數(shù)為0.14A , 則:電源電壓 U=6V 電路中的電流 I R =I=0.14A電阻R 兩端電壓 U R =U-U L =6V-2.5V=3.5V(1 由歐姆定律R U I =得:=2514.05.3AV I U R R R (2小燈泡的電功率:W A V I U P R L L 35.014.05.2=例3、(漳州 如圖所示,電源電壓不變.閉合

4、開關(guān)S ,小燈泡L 恰好正常發(fā)光。已知R 1=12,電流表A 1的示數(shù)為0.5A ,電流表A 的示數(shù)為1.5A 。求:(1電源電壓;(2燈L 的電阻;(3燈L 的額定功率。 解析:(1電源電壓V A R I U 6125.011=(2 通過燈L 的電流A A A I I I L 15.05.11=-=-=燈L 的電阻=616AV I U R L L (3燈L 的額定功率W A V UI P L L 616=2、生活用電問題家庭電路與我們的生活密切相關(guān),家用電器在家庭里越來越多,有關(guān)生活用電問題的計算自然成為中考的熱點。例4、(蕪湖小欣家的電冰箱功率是0.2kW 。雙休日全家外出的兩整天里,只有

5、電冰箱在自動間歇工作。這兩天前后,電能表示數(shù)如圖所示。則這兩天時間內(nèi),電冰箱消耗的電能是多少?實際工作時間是多長? 解析:電冰箱消耗的電能 2.3kwh kwh 1645.8-kWh 1648.1W = 電冰箱實際工作時間h kwkwh P W t 5.112.03.2=例5、(大連小王家電能表上標有“220V 10A”字樣,他家原有電器的總功率是1500W 。最近新買了一個電熱水器,銘牌上部分數(shù)據(jù)如下表所示。(計算結(jié)果保留小數(shù)點后兩位小數(shù) 求:(1電熱水器的額定電流是多少安培?(2電熱水器正常工作時的電阻是多少歐姆? (3將電熱水器接入家庭電路后,通過計算回答他家的用電器能否同時使用?解析:

6、(1根據(jù)P=UI 求得熱水器得額定電流 A VW U P I 45.5220120011=(2由R U I =得I U R = 熱水器正常工作得電阻=37.4045.5220AV R(3原有用電器同時工作時電路中得電流A AW U P I 82.6220150022= 假如原來用電器同時工作,再接入電熱水器,通過電能表的總電流A A A I I I 27.1282.645.521=+=+= 因為:I=12.27A>10A ,所以他家的用電器不能同時使用。例6、(佛山在家用電器中,有許多電器的電功率是不同的下表列出了小明家的部分家用電器懂得電功率。家用電器的額定電功率 件在正常工作,在這種

7、情況下,請計算:(1電路的總功率和總電流各是多少?(2如果平均每天使用3h ,一個月(按30天計算用電多少千瓦時?解析:(1電路的總功率:W W W W P 220010002001000=+=總 電路的總電流:A VW U P I 102202200=總(2kW W P 2.22200=總 一個月用電:kW h h kW t P W 1983032.2=總3、變化電路問題由于開關(guān)的通斷、滑動變阻器滑片的移動改變了電路的結(jié)構(gòu),電路中的電流、電壓值會發(fā)生變化,稱之為變化電路問題。解決變化電路問題的關(guān)鍵是把動態(tài)電路變成靜態(tài)電路,即畫出每次變化后的等效電路圖,標明已知量和未知量,再根據(jù)有關(guān)的公式和規(guī)

8、律去解題。例7(沈陽如圖所示,電源電壓保持不變,燈L 1和L 2上分別標有“6V 3W ”和“6V 6W ”字樣,燈L 3上標有“12V ”,其它字跡模糊不清。當斷開S 1,閉合S 、S 2時,其中一盞燈能長時間保持正常發(fā)光;當斷開S 2,閉合S 、S 1時,電流表的示數(shù)為0.3A 。求電源電壓和燈L 3的額定功率。解析:斷開S 1,閉合S 、S 2時,燈L 1與L 2串聯(lián),其等效電路圖為 燈L 1額定電流A V W U P I 5.063111=燈L 2額定電流A VW U P I 166222=<,21I I 燈L 1能長時間正常發(fā)光 電路中電流I=0.5A燈L 1電阻=1236(2

9、1211W V P U R 燈L 2電阻=666(22222WV P U R 電源電壓V A R R I U 9612(5.0(21=+=+=斷開S 2,閉合S 、S 1時,只有L 3發(fā)光,其等效電路圖為 燈L 3電阻=303.09/3A V IU R 燈L 3的額定功率W V R U P8.4301223233=(額額例8、(遼寧如圖所示,電源電壓保持不變,滑動變阻器最大阻值為R 1=40,小燈泡的電阻為10且保持不變。當S 1、S 2均閉合且滑片P 滑到b 端時,電流表A 1、A 2的示數(shù)之比為3:2;當S 1、S 2均斷開且滑片P 置于滑動變阻器中點時,小燈泡L 的功率為10W 。求:(

10、1電阻R 2的阻值;(2當S 1、S 2均閉合且滑片P 滑到b 端時,電壓表的示數(shù);(3整個電路消耗的最小功率。解析:(1當S 1、S 2均閉合且滑片P 滑到b 端時,小燈泡L 短路,R 1、R 2并聯(lián), 等效電路圖為 232=I I,21I I I += 2121=I I 1221R R I I = =2040211212R I I R(2當S 1、S 2均斷開且滑片P 置于滑動變阻器中點時,小燈泡L 和121R 串聯(lián),其等效電路圖為 由L R I P 2/= A W R P I L 11010/= = 電源電壓V A R R I U L 30402110(121(1/=+=+=當S 1、S

11、 2均閉合且滑片P 滑到b 端時,電壓表測電源電壓,其示數(shù)為30V 。(3當S 1、S 2均斷開且滑片P 置于b 點時,電路總電阻最大,電路消耗的電功率最小W V R U P 18104030(22=+=4、電路保護問題電學計算題中常常遇到一些電路保護問題,這類問題往往涉及到電流表、電壓表、滑動變阻器、燈泡等的保護。碰到這類問題時,充分運用電學規(guī)律和數(shù)學中的不等式,一般會使問題得到解決。例9、(呼和浩特在伏安法測電阻的實驗中,電壓表的示數(shù)為4.8V ,電流表的示數(shù)為0.5A 。如果改變電源電壓后,電壓表的示數(shù)為12V ,前后兩次都用量程為00.6A 的電流表行不行?如果不行,應(yīng)該怎么辦?解析:

12、待測電阻的阻值=6.95.08.411A V I U R 后次測量時的電流A V R U I 25.16.91222=因為1.25A>0.6A,所以前后兩次都用量程為00.6A 的電流表不行;后一次應(yīng)選用03A 的電流表。例10、(梅州如圖11所示,電路的電源電壓和燈泡電阻不變,R 1=5,燈L 標有“8V 6.4W ”字樣,電流表量程為03A ,滑動變阻器標有“2A ”字樣。(1只閉合S 1時,電流表的示數(shù)為0.6A ,求電源電壓。(2閉合S 1、S 2、S 3,滑片移到b 端時,電流表的示數(shù)為I 總=2A ,求變阻器的最大阻值。(3若電壓表的量程為03V ,電流表的量程為03A ,只

13、閉合S 2時,在保證電路安全的情況下,求變阻器連入電路的阻值范圍。解析:(1只閉合S1時,電路中L 、R 1串聯(lián),電路電流I=0.6A 。 燈L 的電阻:=104.6822WV P U R L (額額則電源電壓V A R R I U L 95106.01=+=+=(2S 1、S 2、S 3均閉合時,電路中滑動變阻器和R 1并聯(lián),燈L 沒有電流通過。通過R 1的電流為A V R U I 8.15911=通過滑動變阻器的電流為A A A I I I ab 2.08.121=-=-=總 所以滑動變阻器的最大阻值為=452.09max AV I U R ab (3只閉合S 2時,電路中L 和滑動變阻器

14、串聯(lián)。為了保護電流表,電路中的電流應(yīng)滿足 A I 3為了保護滑動變阻器,應(yīng)有 A I 2 為了保護燈泡,應(yīng)有A VW U P I I 8.084.6=額額額由此可知A I 8.0,因此有A R R R U I L 8.0109+=+=滑滑 為了保護電壓表,應(yīng)滿足V R R R R R U U L 3109+=+=滑滑滑滑滑 解以上兩式得 525.1滑R即變阻器接入電路得阻值范圍為525.1滑R5、開放性問題題目條件不確定,求解問題不指明,解答方法不惟一,答案形式多樣化的題型,稱之為“開放題”。解答開放性問題,要對題目所給的條件、過程、結(jié)論,進行全面的分析。對于自行補充條件的開放題,補充的條件要

15、適當,使問題得以簡單解決。例11、(江西如圖12所示,R 1為12的定值電阻,電源電壓為9V ,開關(guān)閉合后電流表示數(shù)為0.5A ,通電5min.請你根據(jù)這些條件,求出與電阻R 2有關(guān)的四個電學物理量解析:(1通過R 2的電流A I I I 5.012= (2V A IR U 6125.011=R 2兩端的電壓V V V U U U 36912=-=-=(3R 2的阻值=65.03222AV I U R (4R 2的電功率W A V I U P 5.15.03222=(5通過R 2的電量C s A t I Q 1506055.022=(65min 內(nèi)R 2做功J s W t P W 4506055.122=(7R 2產(chǎn)生的熱量J W Q 45022=例12、(武漢如圖13所示的電路,R 1與R 2并聯(lián),