2018年中考物理專題電學(xué)計(jì)算專題

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1、專題十　電學(xué)計(jì)算專題 類型一　開(kāi)關(guān)、變阻器引起的電路變化 1．如圖所示，電源電壓為9 V，并且保持不變，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為 20 Ω，小燈泡上標(biāo)有“6 V　3 W”字樣。求： (1)燈泡的電阻和正常工作時(shí)的電流是多少； (2)當(dāng)S閉合，S1、S2都斷開(kāi)時(shí)，要使燈泡正常工作，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為多大； (3)保持滑動(dòng)變阻器的位置不變，閉合S、S1、S2，此時(shí)電流表示數(shù)為2 A，求R0的阻值是多少。 類型二　電路安全前提下的取值范圍問(wèn)題 2．如圖所示，電源電壓為6 V，小燈泡標(biāo)有“4 V　1.6 W”的字樣，定值電阻R＝2

2、0 Ω，不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“0～20 Ω　 1 A”字樣。求： (1)小燈泡的電阻為多大。 (2)若只閉合S、S1時(shí)，要使電路消耗的功率最小，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)向哪端移動(dòng)；此時(shí)電路消耗最小功率是多少瓦。 (3)若電流表的測(cè)量范圍為0～0.6 A，電壓表的測(cè)量范圍為0～3 V，當(dāng)只閉合S與S2時(shí)，在不損壞用電器的前提下，求滑動(dòng)變阻器的取值范圍。 3．(2017邯鄲一模)如圖所示的電路，電源電壓保持不變，小燈泡L標(biāo)有 “4 V　1.6 W”字樣，滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值為20 Ω，定值電阻R2＝20 Ω，電流

3、表的量程為0～0.6 A，電壓表的量程為0～3 V。求： (1)小燈泡正常工作時(shí)的電阻是多少。 (2)只閉合開(kāi)關(guān)S、S2和S3，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R1的滑片P使電流表示數(shù)為0.5 A時(shí)，R2消耗的電功率為1.25 W。此時(shí)滑動(dòng)變阻器R1接入電路中的阻值是多少。 (3)只閉合開(kāi)關(guān)S和S1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R1的滑片P，小燈泡L的IU圖像如圖乙所示，在保證各元件安全工作的情況下，滑動(dòng)變阻器R1允許的取值范圍是多少。 類型三　分類討論計(jì)算題 4．在如圖甲所示的電路中，電源電壓恒定不變，R1的阻值為 30 Ω，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20 Ω　2 A”字樣，閉

4、合電鍵后，電流表A1的示數(shù)如圖乙所示。 (1)求R1兩端的電壓U1； (2)若R2消耗的電功率為4.5 W，求通過(guò)R2的電流I2； (3)現(xiàn)將同樣規(guī)格的電流表A2接入電路中，不改變A1量程，調(diào)節(jié)滑片P的位置，使兩電流表指針偏離0刻度線的角度相同，且電路元件均正常工作，求R2接入電路的阻值。 5．(2017石家莊橋西區(qū)模擬)如圖所示，燈L上標(biāo)有“12 V　3.6 W”，定值電阻R1的阻值為10 Ω，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“50 Ω　1 A”。閉合S1、S2，燈L正常發(fā)光。電流表、電壓表的量程分別為0～3 A，0～15 V，求： (1

5、)燈正常發(fā)光時(shí)的電阻； (2)滑動(dòng)變阻器允許連入的阻值范圍； (3)斷開(kāi)S1、S2，用一個(gè)新的電源去替代原來(lái)的電源，電流表、電壓表的量程分別為0～0.6 A，0～3 V。移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片過(guò)程中，要求兩個(gè)電表先后均能達(dá)到滿刻度且電路正常工作。求允許替換電源的范圍。 類型四　數(shù)據(jù)帶比例關(guān)系的電學(xué)計(jì)算 6．(2017遵義中考)如圖甲所示，燈泡L標(biāo)有“6 V　3 W”字樣，電源電壓及燈絲電阻保持不變，電流表量程為 0～0.6 A，電壓表量程為0～15 V，變阻器R的最大阻值為100 Ω。只閉合開(kāi)關(guān)S、S1，移動(dòng)滑片P的過(guò)程中，電流表示數(shù)與變阻器連

6、入電路的阻值變化關(guān)系如圖乙所示，當(dāng)滑片P在a點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)為10 V，電流表示數(shù)為Ia；只閉合開(kāi)關(guān)S、S2，滑片P置于b點(diǎn)時(shí)，變阻器連入電路的電阻為Rb，電流表的示數(shù)為Ib，已知Rb∶R0＝7∶3，Ia∶Ib＝5∶4。求： (1)小燈泡正常工作時(shí)的電阻RL； (2)只閉合S、S2，滑片P在b點(diǎn)時(shí)，電流表的示數(shù)Ib； (3)電源電壓。 參考答案 1．解：(1)由題可知小燈泡正常工作時(shí)，燈泡的電流： IL額＝＝＝0.5 A， 燈泡的電阻：RL＝＝＝12 Ω。 (2)當(dāng)S閉合，S1、S2都斷開(kāi)時(shí)，燈L和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，燈泡正常工作，電路中的電

7、流I＝IL額＝0.5 A， 滑動(dòng)變阻器兩端的電壓： U滑＝U－UL額＝9 V－6 V＝3 V， 滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值： R滑＝＝＝6 Ω。 (3)保持滑動(dòng)變阻器的位置不變即R滑＝6 Ω，閉合S、S1、S2，由圖可知，R滑與R0并聯(lián)，L未接入電路，電流表測(cè)干路電流I總＝2 A， 通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流： I滑＝＝＝1.5 A， R0的電阻： R0＝＝＝＝18 Ω。 2．解：(1)小燈泡的電阻：RL＝＝＝10 Ω。 (2)只閉合S、S1，滑動(dòng)變阻器與定值電阻串聯(lián)，滑片移到b端時(shí)電路總電阻最大，功率最小，電路消耗最小功率： P＝＝＝0.9 W。 (3)當(dāng)只閉合S、S2

8、時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，燈泡額定電流：IL＝＝＝0.4 A， 電流表的測(cè)量范圍為0～0.6 A，則電路最大電流： I最大＝0.4 A，R總最?。絉L＋R0＝＝＝15 Ω， R0最?。絉總最小－RL＝15 Ω－10 Ω＝5 Ω； 電壓表的測(cè)量范圍為0～3 V，U0最大＝3 V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大，電路電流最小， I最小＝＝＝0.3 A， R0最大＝＝＝10 Ω， 滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍是5～10 Ω。 3．解：(1)小燈泡正常工作時(shí)的電阻： RL＝＝＝10 Ω。 (2)閉合開(kāi)關(guān)S、S2和S3時(shí)，滑動(dòng)變阻器與R2并聯(lián)，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以

9、，由P＝可得，電源的電壓： U＝＝＝5 V， 由I＝可得，電路中的總電阻：R＝＝＝10 Ω， 因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和， 所以，＝＋，即＝＋， 解得，R1＝20 Ω。 (3)只閉合開(kāi)關(guān)S和S1時(shí)，R1與L串聯(lián)，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且由圖乙可知燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為0.4 A，電流表的量程為0～0.6 A，所以，電路中的最大電流I大＝0.4 A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，此時(shí)電路中的總電阻：R′＝＝＝12.5 Ω， 因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值： R1小＝R′－RL＝12.5 Ω－10 Ω＝2.5

10、 Ω， 當(dāng)電壓表的示數(shù)U1大＝3 V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，燈泡兩端的電壓： UL′＝U－U1大＝5 V－3 V＝2 V， 由圖像可知，通過(guò)燈泡的電流即電路中的電流I?。?.25 A，則滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值： R1大＝＝＝12 Ω， 所以，滑動(dòng)變阻器R1允許的取值范圍是2.5～12 Ω。 4．解：(1)電流表的量程為0～0.6 A，分度值為0.02 A，示數(shù)為0.3 A；根據(jù)I＝，得出R1兩端的電壓： U1＝IR1＝0.3 A30 Ω＝9 V。 (2)根據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律知，U2＝U1＝9 V； 根據(jù)P＝UI得

11、出，I2＝＝＝0.5 A。 (3)若電流表A2接入電路支路R2中，R1的電流仍為0.3 A，因?yàn)閮呻娏鞅碇羔樒x0刻度線的角度相同，所以通過(guò)R2的電流為0.3 A或1.5 A， 故R2′＝＝＝30 Ω， 因?yàn)?0 Ω大于滑動(dòng)變阻器的最大電阻，應(yīng)該舍去； 或R2″＝＝＝6 Ω。 若電流表A2接入電路干路中，因?yàn)閮呻娏鞅碇羔樒x0刻度線的角度相同，所以電流表A2接的大量程，電流為1.5 A，故通過(guò)R2的電流：I2＝1.5 A－0.3 A＝1.2 A； 則R2＝＝＝7.5 Ω。 5．解：(1)由P＝可得，燈正常發(fā)光時(shí)的電阻： RL＝＝＝40 Ω。 (2)閉合S1、S2，燈L與滑

12、動(dòng)變阻器R2并聯(lián)，電流表測(cè)量干路中的電流；由于燈L正常發(fā)光，則電源電壓： U＝U額＝12 V； 燈正常發(fā)光時(shí)的電流： IL＝＝＝0.3 A； 所以，當(dāng)滑動(dòng)變阻器達(dá)到允許通過(guò)的最大電流1 A時(shí)，干路電流為1 A＋0.3 A＝1.3 A＜3 A， 電流表是安全的，所以滑動(dòng)變阻器允許連入最小值： R2最?。剑剑?2 Ω， 則滑動(dòng)變阻器的變阻范圍為12～50 Ω。 (3)斷開(kāi)S1、S2，R1、R2串聯(lián)， 當(dāng)R2接入電路阻值為0時(shí)，電流表示數(shù)最大，I最大＝0.6 A，U最?。絀最大R總最小＝ I最大R1＝0.6 A10 Ω＝6 V； 當(dāng)電壓表示數(shù)最大時(shí)，U2＝3 V，U1＝R1＝1

13、0 Ω＝0.6 V，U＝U1＋U2＝0.6 V＋3 V＝3.6 V， 此時(shí)電流表不可能達(dá)到最大，所以3.6 V舍去； 當(dāng)I最大＝0.6 A且U2最大＝3 V時(shí)，U最大＝U1′＋U2′＝0.6 A10 Ω＋3 V＝9 V； 因題中要求兩個(gè)電表先后均能達(dá)到滿刻度，所以最大電壓應(yīng)為9 V。 所以允許替換電源的范圍為6～9 V。 6．解：(1)由P＝可得，小燈泡正常工作時(shí)的電阻： RL＝＝＝12 Ω。 (2)只閉合開(kāi)關(guān)S、S1，R與R0串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，滑片P在a點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)為10 V，此時(shí)電流表示數(shù)為Ia，由圖像乙可知，當(dāng)電流表示數(shù)為Ia時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻

14、值為20 Ω，根據(jù)歐姆定律可得， Ia＝＝＝0.5 A， 已知Ia∶Ib＝5∶4，所以只閉合S、S2，滑片P在b點(diǎn)時(shí)，電流表的示數(shù)： Ib＝Ia＝0.5 A＝0.4 A。 (3)只閉合開(kāi)關(guān)S、S1，滑片P在a點(diǎn)時(shí)，R與R0串聯(lián)，U滑＝10 V， 根據(jù)串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和以及歐姆定律可得電源電壓： U＝U滑＋I(xiàn)aR0＝10 V＋0.5 AR0，　?、? 只閉合開(kāi)關(guān)S、S2，滑片P置于b點(diǎn)時(shí)，Rb與L串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和以及歐姆定律可得電源電壓： U＝Ib(Rb＋RL)＝0.4 A(Rb＋12 Ω)，　?、? 已知Rb∶R0＝7∶3，　?、? 聯(lián)立由①②③解得R0＝12 Ω， 則電源電壓： U＝10 V＋0.5 AR0＝10 V＋0.5 A12 Ω＝16 V。