2016河北省中考物理复习专题八电学计算应用题.docVIP

专题八 电学计算应用题 电学计算“拆解法”辅导 例 如图所示，L上标有“6 V3 W”字样，闭合开关S，移动滑片，当R=24 Ω时，小灯泡恰好正常发光.（灯丝电阻不随温度变化）求： （1）（求电阻）小灯泡的电阻； （2）（求电压）电源电压. 解：（1）（求电阻）由I=U/R,P=UI得R=U2/P，即小灯泡的电阻RL=U2额/P额=（6 V）2/3 W= 12 Ω. (2)（求电压）小灯泡L与滑动变阻器串联，由I=PU得，小灯泡正常发光时的电流I=3 W/ 6 V=0.5 A，即电路中的电流为0.5 A，故电压表示数UR=IR=0.5 A×24 Ω=12 V,电源电压U=UL+UR=6 V+12 V=18 V. 变式题1 如图所示，L上标有“6 V3 W”字样，定值电阻R0的阻值为20 Ω，滑动变阻器R的最大电阻为100Ω.闭合开关S1、S2，移动滑片P，当电压表示数为12 V时，小灯泡恰好正常发光.（灯丝电阻不随温度变化）求： （1）（求电流）电流表示数; （2）（求电功率）保持开关状态，移动滑片P置中点时，电路消耗的总功率. 解：（1）（求电流）开关S1、S2均闭合时，通过小灯泡的电流I1=P额/U额=3 W/6 V=0.5 A,通过R0的电流I2=UR0/R0=6 V/20Ω=0.3 A，此时电流表示数I=I1+I2=0.5 A+0.3 A=0.8 A. （2）（求电功率）当电压表示数为12 V时，小灯泡恰好正常发光，即电源电压U=12 V+6 V=18 V,小灯泡的电阻RL=U2额/P额=（6 V）2/3 W=12Ω,小灯泡与R0并联的等效电阻R′=RL·R0/（RL+R0）=12Ω×20Ω/(12Ω+20Ω)=7.5Ω,则滑片置于中点处时电路总电阻R总=R′+ R最大/2=7.5Ω+50Ω=57.5Ω,此时电路消耗的总功率P=U2/总=(18 V)2/57.5Ω≈5.6 W. 变式题2 如图甲所示，L上标有“6 V3 W”字样，电流表量程为0~0.6 A，电压表量程为0~15 V，滑动变阻器R的最大电阻为100Ω.只闭合S1，滑片置于a点时，滑动变阻器接入电路的电阻为Ra,电流表示数为Ia.只闭合S2，移动滑片P，滑动变阻器两端电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示；当滑片P置于b点时，电压表示数Ub=8 V，电流表示数为Ib.已知Ra∶R0=12∶5,Ia∶Ib=3∶5.(灯丝电阻不随温度变化)求： （1）（方程组求解）定值电阻R0和电源电压； （2）（电路安全问题）在电表的示数不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定值的情况下，只闭合S2时，计算电路消耗的最小电功率，只闭合S1时，计算滑动变阻器接入电路的阻值范围. 解：（1）（方程组求解）由R=U2/P得，小灯泡正常发光时的电阻RL=U2额/P额=（6 V）2/3 W= 12 Ω，只闭合S2,R与R0串联，滑片P置于b点时，Ub=8 V，由图可知电阻Rb=16 Ω,则电流Ib=Ub/Rb=8 V/16 Ω=0.5 A,电源电压：U=Ib(Rb+R0)=0.5 A×(16 Ω+R0)① 只闭合S1,R与L串联，滑片P置于a点时，由于Ia∶Ib=3∶5,则Ia=0.3 A 电源电压：U=Ia(Ra+RL)=0.3 A×(Ra+12 Ω)② 已知Ra∶R0=12∶5,再由①②式，可得：R0=20 Ω,U=18 V (2)（电路安全问题）只闭合S2，滑动变阻器两端电压为15 V时，接入电路中的电阻最大，电路消耗电功率最小，由于U=18 V，R0/R最大=(U-U最大) /U最大，则滑动变阻器接入电路的最大电阻R最大=100 Ω,故电路消耗的最小电功率P最小=U2/(R0+R最大)=（18 V）220 Ω+100 Ω=2.7 W，只闭合S1，当电路中电流等于小灯泡的额定电流时，电路中电流最大，I=P/U=3 W/6 V=0.5 A,即I=U/(R最小+RL)=18 V/(R最小+12 Ω)=0.5 A，得滑动变阻器接入电路中的最小电阻R最小=24 Ω，当电压表示数为最大量程15 V时，滑动变阻器所分电压最大，此时电路中的电流I=UL/RL=(U-UR)/RL=18 V-15 V12 Ω=0.25 A,则滑动变阻器接入电路中的最大电阻R最大=UR/I=15 V/0.25 A=60 Ω,故滑动变阻器接入电路中的阻值范围为24 Ω~60 Ω. 常考电学计算分类集训 一、电路图类电学综合题 1.(’15泰安)如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“3 V1.5 W”的字样，滑动变阻器R1的阻值变化范围为0~70 Ω，定值电阻R2的阻值为 30 Ω.求： （1）小灯泡L正常发光时的阻值为多少？ （2）当S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，小灯泡L恰好正常发光，此