資源簡介

第15章 電學模塊突破（模塊4 電學綜合計算題）
【回歸教材】
知識清單
考點1 歐姆定律
1.公式:I=　　　　　2.變形公式:U= 、R=　　　　
電路狀態 電路圖 電流 電壓 電阻 分壓、分流規律
串聯電路 I= U= R總= =
并聯電路 I= U= =+ =
【答案】考點1:1.
2.IR　
I1=I2　U1+U2　R1+R2　I1+I2　U1=U2
考點2 電能
1.單位: ,常用的單位是千瓦時(kW·h),也叫作度,1 kW·h= J。
2.測量工具: ,作用是測量用電器一段時間內消耗的電能。
電能表 轉盤式電能表 頻閃式電能表
示意圖
主要 參數 “10(20) A”表示這個電能表的標定電流是 A,額定最大電流是 A
600 r/(kW·h)指用電器每消耗 的電能時,電能表轉盤轉600轉 600 imp/(kW·h)指用電器每消耗1 kW·h的電能時,電能表指示燈
讀數 電能表最右邊的格子顯示的是小數部分,其前面的格子顯示的是整數部分。若月初示數為03709,月末示數如上圖,則本月用電 kW·h
【答案】考點2:1.焦耳(J)　3.6×106
2.電能表　10　20　1 kW·h　閃爍600次　160
考點3 電功、電功率
電功 電流對外做的功,是電能轉化為其他形式的能的量度,用符號W表示 W=
電功率 電功率等于電功與做功時間之比,用符號P表示 P=　　　
額定功率與實際功率:燈泡上標的“220 V　25 W”字樣的含義是 。
【答案】考點3:UIt　　燈泡的額定電壓是220 V,額定功率是25 W
考點4 串、并聯電路中電功、電功率的關系
串聯電路 并聯電路
電路圖
電功(W) W1=U1It=I2R1t=t W2=U2It=I2R2t=t W總= W1=UI1t= R1t=t W2=UI2t= R2t=t W總=
說明:無論串聯還是并聯,電路的總功都等于各部分電功之 ,即W總=
電功率(P) P1=U1I=I2R1= P2=U2I=I2R2= P總= P1=UI1= R1= P2=UI2= R2= P總=
說明:無論串聯還是并聯,電路的總功率都等于各部分電功率之 ,即P總=
【答案】考點4:W1+W2　W1+W2　和　W1+W2+…+Wn　P1+P2　P1+P2　和　P1+P2+…+Pn
核心突破
一、用歐姆定律進行計算
例題1 如圖所示的電路中,電阻R1的阻值為30 Ω,電阻R2的阻值為60 Ω,電源電壓為6 V,閉合開關S,電流表A1的示數為 A,電流表A的示數為 A。
思維破冰　由電路圖可知,閉合開關S,R1與R2并聯,電流表A1測R1支路的電流,電流表A測干路電流。根據并聯電路的電壓特點和歐姆定律求通過電流表A1的電流和通過R2的電流,利用并聯電路的電流特點求出干路電流表A的示數。
變式訓練
變設問 如圖所示,電源電壓為 12 V,電阻R1的阻值為10 Ω,開關S閉合后,當滑動變阻器R3的滑片P位于最左端時,電壓表的示數為 6 V,則電阻R2的阻值為 Ω。調節滑片P,使電壓表的示數從3 V變為1.5 V,則R3接入電路中的阻值變化了 Ω。
二、電功率的計算
方法歸納
　　先根據題中的已知條件分析出已知的量和未知的量,再確定計算公式;公式確定后,將用來計算的物理量化成相同的單位,最后套入公式中即可計算出相應的物理量。
例題2 標有“6 V　3 W ”的小燈泡,通過它的電流與它兩端電壓的關系如圖所示。若把它與一只阻值為8 Ω的電阻并聯接在電壓為4 V的電路中,則整個電路消耗的功率為 ( )
A.3 W　　　　　　　B.3.3 W
C.3.6 W D.5 W
思維破冰　找到與題目要求對應的電路通過的電流和其兩端的電壓,再利用公式進行計算。
變式訓練
變設問 如圖所示,R1=20 Ω,R2=40 Ω,電源電壓保持不變。當S1、S2都閉合時,電流表A1的示數是 0.6 A,小燈泡L恰好正常發光;當S1、S2都斷開時,電流表A2的示數是0.2 A,小燈泡的電阻不變。求小燈泡的額定功率。
三、多擋位判斷
方法歸納
　　家用電器的多擋位問題:多擋位的實質是利用開關控制接入電路電阻的大小,從而改變用電器的電功率來實現對擋位的控制。家庭電路中電源電壓U=220 V,根據P=知,R總越大,P實越小,擋位越低;R總越小,P實越大,擋位越高。
電 路 圖
低 溫 擋 只閉合S,兩電阻串聯, P低= 只閉合S,只有R2接入電路, P低= S斷開,S0接b,R1、R2串聯,P低=
中 溫 擋 / / 只閉合S,只有R1接入電路,P中=
高 溫 擋 閉合S、S0,只有R1接入電路,P高= S、S0均閉合,R1、R2并聯,P高=+ S閉合,S0接a,R1、R2并聯,P高=+
例題3 某家用電熱壺有“加熱”和“保溫”兩個擋位,其簡化電路如圖所示,R1、R2是電熱絲,R1=1050 Ω,R2=50 Ω。開關S接“1”時,電熱壺為 擋位。開關S接“2”時,通電5 min,電流通過R2產生的熱量為 J。
思維破冰　根據P=可知,電源電壓一定時,電路中的總電阻越小,功率越大,電熱水壺處于加熱擋,反之處于保溫擋;開關S接“2”時,R1與R2串聯,由串聯電路電阻的規律求出總電阻,根據歐姆定律求出電路中的電流,利用Q=I2 Rt求出通電5 min電流通過R2產生的熱量。
變式訓練
變設問 (功率與電阻的關系)“加熱”和“保溫”兩個擋位的加熱功率之比為 。
變設問 (電壓與功率的關系)正常工作下,電熱水壺燒開一壺水需要的加熱時間為300 s,如果家庭電壓為200 V,燒開同樣一壺水所需要的時間為 s。(忽略熱量散失)
變設問 (改裝)小明想要增加電熱水壺的加熱功率,而保溫功率不明顯增加。可以對R1、R2兩個電阻絲的連接方式進行改裝,請你幫他在方框內畫出可行的連接方式。
【答案】例1　0.2　0.3
變設問　10　40
例2　C
變設問　7.2 W
例3　加熱　600
變設問　22∶1
變設問　363
變情境　如圖所示:
【真題精粹】
命題點1 生活電器類(10年1考)
1.(2020·河北)小明家在不遠處施工,臨時用導線將電水壺和電水龍頭(打開幾秒鐘就能流出熱水)接入家中電能表[3000 r/(kW·h)],如圖所示。電水壺的規格為“220 V　1210 W”,電水龍頭的規格為“220 V　2420 W”。當電路中單獨使用電水壺燒水時,鋁盤轉動110 r,用時120 s。在電路中單獨使用電水龍頭洗漱時,用了180 s。導線、電水壺和電水龍頭的電阻不隨溫度變化。求:
(1)電水壺和電水龍頭的電阻;
(2)導線的電阻;
(3)在洗漱時,導線產生的熱量。
命題點2 極值范圍類(10年7考)
2.(2022·河北)如圖所示,電源電壓為18 V,R0為定值電阻,R為滑動變阻器,電流表量程為“0~0.6 A”,電壓表量程為“0~15 V”。閉合開關S,移動滑片,當滑片移至滑動變阻器中點時,電流表的示數為0.36 A,電壓表的示數為3.6 V。
(1)求R0的阻值。
(2)求滑動變阻器的最大阻值。
(3)在保證電路安全的情況下,電路消耗的最大功率為P1;將電壓表改接在R兩端,電路消耗的最小功率為P2,求P1∶P2。
3.(2021·河北)如圖所示,小燈泡L規格為“5 V　1 W”,R0=50 Ω,電源電壓不變,電流表的量程為“0~0.6 A”“0~3 A”,閉合開關,小燈泡L正常發光。
(1)求R0的功率和電源電壓。
(2)拆除小燈泡L,從規格分別為“10 Ω　1 A”“100 Ω　0.5 A”的滑動變阻器中選擇其中之一,以及若干導線連入電路。選擇哪種規格的變阻器電路消耗的功率最大 最大功率是多少
命題點3 分類討論類(10年3考)
4.(2018·河北)如圖1所示,電源電壓不變,小燈泡L的額定電壓為10 V,滑動變阻器R1的規格為“10 Ω 1 A”。閉合開關,當滑片P置于距左端三分之一處,燈泡正常發光,電流表指針滿偏,電表表盤如圖2所示。
(1)求燈泡的額定功率和電源電壓。
(2)用定值電阻R2替代小燈泡,再將另一電壓表V2接入電路,其他部分電路連接不變。閉合開關,當滑片P置于某一位置時,兩個電壓表指針偏轉的角度相同,且V2的示數大于V1的示數,兩種電表指針偏轉角度之比為2∶1。求R2可能的阻值。
圖1　　　　　　　　圖2
【答案】1.(1)40 Ω　20 Ω
(2)4 Ω
(3)60500 J
2.(1)10 Ω　(2)80 Ω　(3)
3.(1)2 W　15 V　(2)選擇“100 Ω　0.5 A”的滑動變阻器　12 W
4.(1)6 W　12 V　(2)50 Ω或40 Ω
2

展開更多......

收起↑