資源簡介

浙教版科學九上專題復習導學案——電學壓軸題
一、串聯分壓
例1：學校給每個教室都安裝了一臺教學投影儀，如圖所示．李強和李麗看到投影儀的說明書上關于投影儀的有關數據如下表所示．投影儀正常工作時，光源和鼓風機（用來散熱）都正常工作．
電源工作電壓
220V
電壓頻率
50Hz
光源電壓
24V
光源電流
10.0A
鼓風機電壓
220V
鼓風機電流
0.1A
（1）由表中數據計算投影儀正常工作時耗電總功率有多大？（2）他倆發現光源電壓比電源電壓小得多，關于光源怎么工作，他倆展開了討論，李強說應該是給光源串聯了一個電阻分壓，按他這種說法，這個分壓電阻應該是多大？（3）李麗按李強的說法又計算了一下分壓電阻的功率，說這臺投影儀的光源采用串聯電阻降壓的方法是不可行的，請你計算后分析說明為什么不可行．
額定電壓
220V
額定功率
1210W
變式一：下表是某品牌電熱水壺的主要技術參數，(設電阻不隨溫度而變化)
（1）求電熱壺正常工作時的電流．（2）該電熱壺只有一個發熱電阻R，請你利用一個定值電阻R0一個開關S對該電熱壺進行改裝，使它還具備保溫功能．?畫出改裝后的電路圖．（3）要使電熱壺保溫時發熱電阻R的功率為額定功率的1/9，R0的阻值應為多大？（4）在改裝后的電路中若再接入一個電阻R1使電路消耗的功率最大，請算出R1=160Ω時電路的最大功率．

二、解答圖象信息題
例題：一種電工工具由一個小燈泡L和一個定值電阻R并聯而成，通過L、R的電流跟其兩端電壓的關系如圖所示。由圖可得定值電阻R的阻值為________Ω；當把這個工具接在電壓為2 V的電路兩端，L、R并聯的總電阻是________Ω。
變式一：燈泡L的額定電壓為6 V、小明通過實驗測得電流隨電壓變化的曲線如圖。由圖可知，當燈泡L正常發光時，通過其燈絲的電流是________A，此時燈泡L的電阻是________Ω；通過調節滑動變阻器，使燈泡L兩端的電壓為3 V，則此時燈泡L消耗的實際功率為________W。
變式二．小燈泡L上標有“2.5V”字樣，它的電阻隨它兩端電壓變化的圖像如圖甲所示。將小燈泡L和電阻R0接入圖乙所示的電路中，電源電壓為3V，且保持不變。當開關S閉合時，小燈泡L恰好能正常發光。下列說法不正確的是（ ）
A．電阻R0的阻值為2Ω
B．開關S閉合時，小燈泡L的電阻為10Ω
C．小燈泡L的額定功率為0.625W D．開關S斷開時，小燈泡L的電阻為0Ω[來源:www.sh變式三．PTC是一種新型的半導體陶瓷材料，它的發熱效率較高，PTC有一個人為設定的溫度。當它的溫度低于設定溫度時，其電阻值會隨它的溫度升高而變小；當它的溫度高于設定溫度時，其電阻值隨它的溫度升高而變大。如圖甲所示的陶瓷電熱水壺就使用了這種材料。它的工作電路如圖乙所示，R0是定值電阻，其阻值不受溫度的影響。RT是PTC的電阻，它的電阻值與溫度的關系如圖丙所示。該電熱水壺在RT設定溫度狀態工作時，電路消耗的總功率為1 100 W。

甲 　乙 丙
(1)R0的阻值為多少？(2)當RT的溫度為130 ℃時，電路中RT的實際功率為多少？
變式四.伏安法測量額定電壓為2伏的小燈泡的額定功率，實驗時按甲圖連接電路，電源電壓為3伏，移動滑動變阻器滑片，讀出電壓表和電流表示數繪制成I-U的圖像如圖乙。
(1)根據乙圖中數據，計算小燈泡的額定功率。
(2)當小燈泡正常工作時，滑動變阻器接入電路的電阻為多大?
(3)從乙圖可知通電燈絲的電阻不恒定，實驗中影響燈絲電阻變化的因素是_____________
*變式五、圖11甲是小燈泡L和電阻R的電流隨電壓變化圖象，將它們按圖11乙所示接人電路中，只閉合開關s，小燈泡的實際功率為1w；再閉合開關s1，電流表示數變化了??? A，此時電路消耗的總功率為?? ?W。
*變式六.小明按右上圖所示電路進行實驗，已知電源電壓不變，閉合開關，改變a 、b 之間的電阻箱R阻值，得到一組電壓表的示數Ua - R的圖象如圖乙所示．
（1）隨著電阻箱接入電路中阻值增大，定值電阻R a兩端電壓 （選填“增大”、“減小”或“不變”）．
（2）將a 、b 間的電阻箱換成未知電阻R x，讀得電壓表示數為4.5V，則R x = Ω ，此時電路中電流為???????????? A ．
**（3）取下R x，分別將電阻Rx和Bx接入a 、b 之間，讀得對應的電壓表示數為1V 和3V,在這兩種情況下，Ra上消耗的電功率變化了多少？
變式七．某品牌家用電熨斗的電路如圖甲所示，額定電壓為220V、最大功率為440W，發熱部分由調溫電阻R和定值電阻R0組成，調溫電阻R是可變電阻，其最大阻值為110Ω。電阻值均不受溫度影響。
（1）定值電阻R0的阻值是多大？
（2）該電熨斗工作時的最小功率多大？此時通過電路的電流是多大？
（3）假設電熨斗每秒鐘散發的熱量Q跟電熨斗溫度t的關系如圖乙所示，請分析得出電熨斗工作時溫度的調節范圍。
三、滑動變阻器
滑動變阻器在電路中的重要作用是調節用電器兩端電壓及控制電路中的電流，起到保護電路的作用．在一些情況下，滑動變阻器接入電路中的阻值變化范圍并不是由0至其最大阻值，而是受到用電器額定電流、電表所選量程等多種因素的影響．為了保護電路安全，我們必須對它連人電路的最大阻值與最小阻值進行限制。
例題：如圖是某電器設備內的一部分電路，電源電壓恒為12V，R1為定值電阻，R2為標有“100Ω?0.5A”字樣的滑動變阻器．R3為標有“3V??0.9W”字樣的定值電阻．（1）當閉合S、S1、S2時，電流表的示數為0.3A，求R1的阻值及這種情況下整個電路可能消耗的最小功率．（2）當閉合S，斷開S1、S2時，為保證整個電路安全，求滑動變阻器接入電路的阻值范圍．
變式一：在如圖所示的電路中，電源電壓18V保持不變，電阻R1的阻值為25Ω，滑動變阻器標有“200Ω?2A”字樣，電流表接0-0.6A量程，電壓表接0-15V量程，閉合開關S后，電壓表讀數為6V．（1）求R1兩端的電壓和電流表的讀數；（2）不超過電流表電壓表量程的前提下，滑動變阻器能夠接入電路的有效電阻的變化范圍是多少？
變式二：如圖所示，電源電壓恒定不變，小燈泡L上標有“6V?3W”字樣，已知滑動變阻器R的最大阻值為20Ω，電流表的量程為0-0.6A，電壓表的量程為0-3V．燈泡電阻不隨溫度變化，求：（1）閉合S1、斷開S2，滑動變阻器滑片在最右端時，此時燈泡的實際功率為0.75W，求電源電壓是多大？（2）閉合S1、S2，要保證電路中各元件安全，求滑動變阻器R的取值范圍．
四、調光燈電路
生活中的臺燈或舞臺的燈光的明暗很多是可以調節的，它們大多是通過改變電流來實現的．近年來，在全國各省市的中考試卷中也陸續地出現了一些與調光燈電路有關的壓軸題
例題：如圖21所示是小潔同學設計的一個調光臺燈的電路圖，電燈L標有“220V 25W”（不計溫度對電阻的影響，電源電壓保持不變）:
(1)?電燈L的電阻是多少?
(2)?當電燈L的實際功率是9W時，滑動變阻器消耗的功率是多少?
（3）你認為這個設計存在什么問題？
變式：如圖甲所示為某小組設計的模擬調光燈電路，選用的電源電壓恒為6V，燈泡上標有“3.8V? 0.4A”字樣，變阻器上標有“20Ω? 1A”字樣．
（1）求燈泡正常發光時的電阻．
（2）求燈泡正常發光時變阻器消耗的電功率．
（3）使用中小明發現這個電路存在缺陷，于是他在電路中串聯了一個電阻R0，電路如圖乙所示．你認為R0在
電路中起到了什么作用？其阻值為多大比較合適？
電學壓軸題參考答案
一、串聯分壓
電源電壓高于用電器的額定電壓時，我們往往采用串聯分壓的方法，給它串聯一個定值電阻，使其正常工作．近年來中考試卷中這類考題頻頻出現。
例1：學校給每個教室都安裝了一臺教學投影儀，如圖所示．李強和李麗看到投影儀的說明書上關于投影儀的有關數據如下表所示．投影儀正常工作時，光源和鼓風機（用來散熱）都正常工作．
電源工作電壓
220V
電壓頻率
50Hz
光源電壓
24V
光源電流
10.0A
鼓風機電壓
220V
鼓風機電流
0.1A
（1）由表中數據計算投影儀正常工作時耗電總功率有多大？（2）他倆發現光源電壓比電源電壓小得多，關于光源怎么工作，他倆展開了討論，李強說應該是給光源串聯了一個電阻分壓，按他這種說法，這個分壓電阻應該是多大？（3）李麗按李強的說法又計算了一下分壓電阻的功率，說這臺投影儀的光源采用串聯電阻降壓的方法是不可行的，請你計算后分析說明為什么不可行．
求出串聯電阻阻值。
第三步，算出功率說理由
解第(3)小題時，已知分壓電阻的電壓和電流，故根據公式P=UI可求出分壓電阻的功率，然后結合計算結果分析“不可行”的原因．
三、解后反思收獲大
決定性的一步
知道串聯電路的電壓特點和電流特點，是解答第(2)小題的關鍵。
主要困難在哪兒
第(3)小題屬于說理題，若不能從計算出的“電功率”中獲取有用的信息，不能聯想到分壓電阻耗電的多少與放熱的快慢，就難以找到“不可行”的理由．
有什么值得一學
“串聯分壓、并聯分流”，是對串、并聯電路特點的簡要概括．在實際電路中應用這一規律時，既要看到利用它們解決了老問題，又要看到串聯或并聯后是否又帶來了新問題，避免得不償失．
小明家電熱吹風機的銘牌如表格（甲）所示
變式訓練：
1.下表是某品牌電熱水壺的主要技術參數，(設電阻不隨溫度而變化)
額定電壓
220V
額定功率
1210W
（1）求電熱壺正常工作時的電流．（2）該電熱壺只有一個發熱電阻R，請你利用一個定值電阻R0一個開關S對該電熱壺進行改裝，使它還具備保溫功能．?畫出改裝后的電路圖．（3）要使電熱壺保溫時發熱電阻R的功率為額定功率的1/9，R0的阻值應為多大？（4）在改裝后的電路中若再接入一個電阻R1使電路消耗的功率最大，請算出R1=160Ω時電路的最大功率．
解 答 （1）電熱壺正常工作時的電流為：I額=$frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$frac{1210W}{220V}$=5.5A．（2）把發熱電阻R和定值電阻R0串聯后，電路中總電阻變大，根據I=$frac{U}{R}$可知，電流變小，則電阻R消耗的功率也變小，即成為保溫功能；當然，還要給電阻R0并聯一個開關，當閉合開關時，R0被短路，電路中只有R，又成為加熱功能．電路圖如下．（3）電熱電阻R的阻值為：R=$frac{{U}_{額}︿{2}}{{P}_{額}}$=$frac{{（220V）}︿{2}}{1210Ω}$=40Ω，保溫時，S斷開，R與R0串聯，此時電阻R的實際功率為：P實=$frac{1}{9}$U額=$frac{1}{9}$×1210W=$frac{1210}{9}$W，電路中的電流為：I=$sqrt{frac{{P}_{實}}{R}}$=$sqrt{frac{frac{1210}{9}W}{40Ω}}$=$frac{11}{6}$A，R兩端的電壓為：U實=IR=$frac{11}{6}$A×40Ω=$frac{220}{3}$V，根據串聯分壓可得R0兩端的電壓為：U0=U-U實=220V-$frac{220}{3}$V=$frac{440}{3}$V，則R0的阻值為：R0=$frac{{U}_{0}}{I}$=$frac{frac{440}{3}V}{frac{11}{6}A}$=80Ω．（4）當開關S閉合、R1與R并聯時電路消耗的功率最大，如圖所示．則R1消耗的功率為：P1=302.5?W，所以電路中最大的功率為：P總=P1+P額=302.5W+1210W=1512.5?W答：（1）電熱壺正常工作時的電流為5.5A．（2）電路如圖所示．（3）R0的阻值為80Ω．（4）電路中最大的功率為1512.5?W．
二、解答圖象信息題
例題：一種電工工具由一個小燈泡L和一個定值電阻R并聯而成，通過L、R的電流跟其兩端電壓的關系如圖所示。由圖可得定值電阻R的阻值為________Ω；當把這個工具接在電壓為2 V的電路兩端，L、R并聯的總電阻是________Ω。
解析：從題中圖象可以看出，通過電阻的電流與其兩端的電壓成正比，當電壓為U1＝2 V時，通過R的電流I1＝0.2 A，所以電阻R＝＝＝10 Ω。當給L加2 V電壓時，通過燈泡L的電流為I2＝0.6 A，由于L與R的并聯，所以總電流I＝I1＋I2＝0.2 A＋0.6 A＝0.8 A。根據歐姆定律得并聯后的總電阻R總＝＝＝2.5 Ω。
答案：10　2.5
變式
1．燈泡L的額定電壓為6 V、小明通過實驗測得電流隨電壓變化的曲線如圖。由圖可知，當燈泡L正常發光時，通過其燈絲的電流是________A，此時燈泡L的電阻是________Ω；通過調節滑動變阻器，使燈泡L兩端的電壓為3 V，則此時燈泡L消耗的實際功率為________W。
2．解析：燈泡L的額定電壓為6 V，說明燈泡L在6 V的電壓下正常發光，從題圖中可以看出通過燈泡L的電流為0.6 A，由I＝可得，R1＝＝＝10 Ω；由圖象知當燈泡兩端的電壓為3 V時電流為0.5 A，根據電功率公式P＝U1I1＝3 V×0.5 A＝1.5 W。
答案：0.6　10　1.5
2．小燈泡L上標有“2.5V”字樣，它的電阻隨它兩端電壓變化的圖像如圖甲所示。將小燈泡L和電阻R0接
入圖乙所示的電路中，電源電壓為3V，且保持不變。當開關S
閉合時，小燈泡L恰好能正常發光。下列說法不正確的是（ D ）
A．電阻R0的阻值為2Ω
B．開關S閉合時，小燈泡L的電阻為10Ω
C．小燈泡L的額定功率為0.625W
D．開關S斷開時，小燈泡L的電阻為0Ω[來源:www.shulihua.net]
3．PTC是一種新型的半導體陶瓷材料，它的發熱效率較高，PTC有一個人為設定的溫度。當它的溫度低于設定溫度時，其電阻值會隨它的溫度升高而變小；當它的溫度高于設定溫度時，其電阻值隨它的溫度升高而變大。如圖甲所示的陶瓷電熱水壺就使用了這種材料。它的工作電路如圖乙所示，R0是定值電阻，其阻值不受溫度的影響。RT是PTC的電阻，它的電阻值與溫度的關系如圖丙所示。該電熱水壺在RT設定溫度狀態工作時，電路消耗的總功率為1 100 W。

甲 　乙 丙
(1)R0的阻值為多少？
(2)當RT的溫度為130 ℃時，電路中RT的實際功率為多少？
(1)當在設定溫度狀態工作時，連入電路的電阻RT＝34 Ω，R0、RT串聯
由P＝得電路總電阻R總＝＝＝44 Ω
R0的阻值：R0＝R總－RT＝44 Ω－34 Ω＝10 Ω
(2)當RT的溫度為130 ℃時，由圖象可知，此時RT的阻值為100 Ω
電路中的總電阻：R總′＝R0＋RT′＝10 Ω＋100 Ω＝110 Ω
電路中的電流：I′＝＝＝2 A
RT兩端的電壓：U′＝I′×RT′＝2 A×100 Ω＝200 V
RT的實際功率：P′＝UT′I′＝200 V×2 A＝400 W
答案：(1)10 Ω　(2)400 W
4.伏安法測量額定電壓為2伏的小燈泡的額定功率，實驗時按甲圖連接電路，電源電壓為3伏，移動滑動變阻器滑片，讀出電壓表和電流表示數繪制成I-U的圖像如圖乙。
(1)根據乙圖中數據，計算小燈泡的額定功率。
(2)當小燈泡正常工作時，滑動變阻器接入電路的電阻為多大?
(3)從乙圖可知通電燈絲的電阻不恒定，實驗中影響燈絲電阻變化的因素是_____________
答案：
5、圖11甲是小燈泡L和電阻R的電流隨電壓變化圖象，將它們按圖11乙所示接人電路中，只閉合開關s，小燈泡的實際功率為1w；再閉合開關s1，電流表示數變化了??? A，此時電路消耗的總功率為?? ?W。答案：　15、0.2? 1.4
6.小明按如圖所示的電路進行實驗，已知電源電壓不變，閉合開關，改變a 、b 之間的電阻箱R的阻值，得到一組電壓表的示數Ua - R的圖象如圖乙所示．
（1）隨著電阻箱接入電路中的阻值增大，定值電阻R a兩端的電壓??????? （選填“增大”、“減小”或“不變”）．
（2）將a 、b 間的電阻箱換成未知電阻R x，讀得電壓表示數為4.5V，則R x = ????????????Ω ，此時電路中電流為???????????? A ．
（3）取下R x，分別將電阻Rx和Bx接入a 、b 之間，讀得對應的電壓表示數為1V 和3V,在這兩種情況下，Ra上消耗的電功率變化了多少？
7．某品牌家用電熨斗的電路如圖甲所示，額定電壓為220V、最大功率為440W，發熱部分由調溫電阻R和定值電阻R0組成，調溫電阻R是可變電阻，其最大阻值為110Ω。電阻值均不受溫度影響。
（1）定值電阻R0的阻值是多大？
（2）該電熨斗工作時的最小功率多大？此時通過電路的電流是多大？
（3）假設電熨斗每秒鐘散發的熱量Q跟電熨斗溫度t的關系如圖乙所示，請分析得出電熨斗工作時溫度的調節范圍。
答案：24.解：（1）當調溫電阻R=0時電熨斗的電功率最大，由和P=UI得,
則………………………3分
（2）當調溫電阻R=110時電熨斗的電功率最小，由和P=UI得,
電熨斗的最小電功率是…………………3分
此時電熨斗的電流是（或）…2分
（3）由圖乙可知，當電熨斗功率是440W時，溫度最高為200℃；當功率是220W時，溫度最低為90℃。故電熨斗工作時溫度的調節范圍為90℃～200℃。…………………2分
三、滑動變阻器
滑動變阻器在電路中的重要作用是調節用電器兩端電壓及控制電路中的電流，起到保護電路的作用．在一些情況下，滑動變阻器接入電路中的阻值變化范圍并不是由0至其最大阻值，而是受到用電器額定電流、電表所選量程等多種因素的影響．為了保護電路安全，我們必須對它連人電路的最大阻值與最小阻值進行限制。
例題：如圖是某電器設備內的一部分電路，電源電壓恒為12V，R1為定值電阻，R2為標有“100Ω?0.5A”字樣的滑動變阻器．R3為標有“3V??0.9W”字樣的定值電阻．（1）當閉合S、S1、S2時，電流表的示數為0.3A，求R1的阻值及這種情況下整個電路可能消耗的最小功率．（2）當閉合S，斷開S1、S2時，為保證整個電路安全，求滑動變阻器接入電路的阻值范圍．
主要困難在哪兒
若不理解為了“保證整個電路安全”的含義，有可能選擇較大的電流值(如，例題第(2)小題中的0.5 A)參與運算，就會導致錯解．
有什么值得一學
本題是根據用電器的“電流”確定滑動變阻器的阻值范圍．當用電器串聯時，且它們允許通過的最大電流（一般是指額定電流）不同，為了保證電路安全及各用電器不被損壞，應選擇較小的“最大電流”作為電路中允許通過的最大電流，此時計算對應的滑動變阻器接入電路中的阻值即為它連入電路中
的最小阻值．
另外，若是電路中存在電流表或電壓表，還要考慮電表的安全，需要結合電
表所選的量程來確定滑動變阻器接人電路中的阻值范圍．
變式：在如圖所示的電路中，電源電壓18V保持不變，電阻R1的阻值為25Ω，滑動變阻器標有“200Ω?2A”字樣，電流表接0-0.6A量程，電壓表接0-15V量程，閉合開關S后，電壓表讀數為6V．（1）求R1兩端的電壓和電流表的讀數；（2）不超過電流表電壓表量程的前提下，滑動變阻器能夠接入電路的有效電阻的變化范圍是多少？
解：（1）由圖可知：電路中電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓，電流表測量串聯電路的電流；則：U2=6V，所以R1兩端的電壓U1=U-U2=18V-6V=12V，∴I=
U1
R1
=
12V
25Ω
=0.48A；（2）因為當滑動變阻器能夠接入電路的有效電阻減小時，電流表示數在增大，電壓表示數減小；所以這時由電流表量程為0～0.6A可知，電路中的最大電流為0.6A，此時，電路中的總電阻為：R總=
U
I
=
18V
0.6A
=30Ω，所以滑動變阻器的最小阻值為：R小=R總-R1=30Ω-25Ω=5Ω．當滑動變阻器能夠接入電路的有效電阻增大時，電流表示數在減小，電壓表示數增大．由電壓表量程為0～15V可知，當電壓表示數為15V時，滑動變阻器阻值最大，因為R1與R串聯，則有：
15V
R大
=
18V?15V
25Ω
，解得：R大=125Ω．所以R1的阻值變化范圍是5Ω～125Ω．
變式二：如圖所示，電源電壓恒定不變，小燈泡L上標有“6V?3W”字樣，已知滑動變阻器R的最大阻值為20Ω，電流表的量程為0-0.6A，電壓表的量程為0-3V．燈泡電阻不隨溫度變化，求：（1）閉合S1、斷開S2，滑動變阻器滑片在最右端時，此時燈泡的實際功率為0.75W，求電源電壓是多大？（2）閉合S1、S2，要保證電路中各元件安全，求滑動變阻器R的取值范圍．
四、調光燈電路
生活中的臺燈或舞臺的燈光的明暗很多是可以調節的，它們大多是通過改變電流來實現的．近年來，在全國各省市的中考試卷中也陸續地出現了一些與調光燈電路有關的壓軸題
例題：如圖21所示是小潔同學設計的一個調光臺燈的電路圖，電燈L標有“220V 25W”（不計溫度對電阻的影響，電源電壓保持不變）:
(1)?電燈L的電阻是多少?
(2)?當電燈L的實際功率是9W時，滑動變阻器消耗的功率是多少?
（3）你認為這個設計存在什么問題？
如圖甲所示為某小組設計的模擬調光燈電路，選用的電源電壓恒為6V，燈泡上標有“3.8V? 0.4A”字樣，變阻器上標有“20Ω? 1A”字樣．
（1）求燈泡正常發光時的電阻．
（2）求燈泡正常發光時變阻器消耗的電功率．
（3）使用中小明發現這個電路存在缺陷，于是他在電路中串聯了一個電阻R0，電路如圖乙所示．你認為R0在
電路中起到了什么作用？其阻值為多大比較合適？
（1）R=UL/I=3.8V/0.4A=9.5Ω（2）P電阻器=(U-UL)·I=(6V-3.8V) ×0.4A=0.88W
（3）保護電路（或保護燈泡不變損壞等）R= (U-UL)/I=(6V-3.8V) /0.4A=5.5Ω

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