专题三 电学综合计算 电学综合题考查同学们对电路的分析、理解能力,是中考的必考题型,考查的内容包括:欧姆定律、串并联电路的特点、电功、电功率等。解答这类试题需要掌握以下基本公式:(1)欧姆定律:I=;(2)串联电路的特点:I1=I2,U=U1+U2,R=R1+R2,P1∶P2=U1∶U2=R1∶R2;(3)并联电路的特点:I=I1+I2,U=U1=U2,=+,P1∶P2=I1∶I2=R2∶R1;(4)电功:W=UIt,在纯电阻电路中W=UIt=I2Rt=;(5)电功率P=,P=UI,在纯电阻电路中P=I2R=。 (一)动态电路问题 开关的闭合或断开、滑动变阻器滑片位置的改变、敏感电阻阻值变化等引起的动态电路问题,解题时要先确定电路的连接方式,画出等效电路图,并确定电压表或电流表的测量对象,然后根据串、并联电路的特点,运用电学相关的计算公式进行计算。 例1 如图所示,灯泡L标有“6 V 3 W”字样(不考虑灯丝电阻变化),定值电阻R1=28 Ω,当开关S1、S2、S3全部闭合时,灯泡正常发光,电流表示数为0.75 A.求: (1)电源电压U; (2)定值电阻R0的大小; (3)当S1闭合,S2、S3断开时,电路消耗的功率。 【方法点拨】(1)当开关S1、S2、S3均闭合时,R1短路,灯L与R0并联,小灯泡恰好正常发光,由此可求得电源电压;(2)根据欧姆定律可求得通过小灯泡的电流,再根据并联电路的电流规律可求得通过R0的电流,然后根据欧姆定律可求得电阻R0的值;(3)当开关S1闭合,S2和S3断开时,灯L与R1串联,根据小灯泡L标有“6 V 3 W”字样求得小灯泡的电阻,然后可求得电路中的总电阻,然后利用P=可求得电路消耗的功率。 拓展: 1. 为解决早稻收获后稻谷霉变问题,某科技小组设计了一个稻谷烘干机。它的电路图如图甲所示,M为电动鼓风机,R为湿敏电阻,其阻值能根据相对湿度(水蒸气含量)的变化而改变,且能满足实际需要。R0为10 Ω的定值发热电阻。 (1)若鼓风机的额定电压为220 V,额定功率为440 W,鼓风机正常工作的电流为多大 (2)相对湿度在40%~80%范围内时,R的阻值随相对湿度变化的关系如图乙所示。当相对湿度为70%时,发热电阻R0的电功率为多大 (二)极值问题 影响滑动变阻器接入电路电阻取值范围的限制条件:(1)滑动变阻器接入电路中电阻最小的限制条件:①电流表允许测量的最大电流(电流表的量程);②各个用电器允许通过的最大电流(用电器的规格)。(2)滑动变阻器接入电路中电阻最大的限制条件:①电压表允许测量的最大电压(电压表的量程);②滑动变阻器的最大阻值(滑动变阻器的规格)。 例2 如图所示的电路,电源电压恒定不变,小灯泡L标有“6 V 2.4 W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器R标有“10 Ω 0.5 A”字样,电压表量程为0~3 V,电流表量程为0~0.6 A。 (1)当开关闭合后,滑动变阻器滑片在中点时,小灯泡正常发光,电源电压是多少 (2)当开关S闭合时,在保证各元件不损坏的情况下,滑动变阻器的滑动范围是多少 【方法点拨】(1)当开关闭合后,滑动变阻器滑片在中点时,小灯泡正常发光。根据P=UI可知通过灯泡的电流,根据欧姆定律可知滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的电压特点可知电源电压;(2)根据欧姆定律可知灯泡电阻,电路中最大电流不能超过0.4 A,滑动变阻器的最小电阻为5 Ω,电路中电压表示数最大时,根据欧姆定律得出电路电流和滑动变阻器接入电路的最大阻值,进而得出滑动变阻器的滑动范围。 拓展: 2.如图所示,电源电压为12 V且保持不变,R1=20 Ω,小灯泡L上标有“6 V 3 W”字样,灯丝电阻保持不变,滑动变阻器R2最大阻值为30 Ω。求: (1)小灯泡正常工作时的电流和电阻。 (2)闭合开关S、S1、S2,滑动变阻器滑片调到中点位置,此时电流表的示数。 (3)闭合开关S,断开开关S1、S2,在保证电路安全的情况下,电路消耗的电功率范围。 (三)多挡位问题 根据公式P=,电阻越小,功率越大,则在相同的时间内将电能转化成的内能就越多,挡位越高,因此可根据电路中电阻的大小判断 ... ...
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