初三物理如何解答中考电学计算题知识精讲

用心爱心专心初三物理如何解答中考电学计算题【本讲主要内容】如何解答中考电学计算题【知识掌握】【知识点精析】1、善于简化复杂电路对于电路较为复杂的计算题，应对电路进行简化和改画，常用方法是：（1）电压表的电阻很大可看作断路，电流表的电阻很小可看作导线；（2）删去断路和被短接部分。例1.如图1所示电路，电源电压不变，电阻R1的阻值是2Ω，当开关S断开时，电压表V1和V2的示数之比是5∶7，R2和R3的功率之和是R1消耗功率的4倍，求：（1）R2、R3的阻值；（2）S断开与闭合时R2消耗的功率之比。R2=3Ω，R3=5Ω，P2∶P'2=1∶4。2、善于发掘隐含条件初中电学计算题中常见的隐含条件有以下7种情况：①串联电路中各处的电流相等；②并联电路中各支路两端电压相等；③串联分压，并联分流；④给定电源的电压恒定不变（在初中一般不考虑电源内阻）；⑤铭牌标注或电表量程的限制；⑥用电常识（如车库照明电灯额定电压为36V，家庭照明电灯额定电压为220V等等）；⑦关键词句（如用电器“正常工作”等）。例2.在图2所示的电路中，电源电压保持不变，灯L1标有“6V3W”，灯L2标有“8V8W”。当开关S闭合时，灯L1恰能正常发光。求：此时电压表V与电流表A1、A2的示数各多大？灯L1和L2的阻值R1=12Ω、R2=8Ω；灯L1与L2的两端电压为6V、电压表V示数也为6V。电流表A1、A2示数分别为1.25A、0.75A。3、善于运用数学工具电学计算题中常涉及到一元一次方程、一元二次方程、二元方程组、分式方程等数学知识；在具体求解时又常用到“比例法”、“参数法”、“极值法”等多种技巧；在解出答案后还应根据具体情况讨论其合理性。例3.若把两定值电阻R1、R2以某种形式连接起来与电源接通，R1消耗的电功率为9W；若把此两电阻换成另一种形式连接后，仍与该电源接通，则R1消耗的电功率为16W，且通过R2的电流为4A，那么电源电压U和R1、R2的阻值各是多大？（设电源电压保持不变）解析：因为R1消耗的电功率第一种接法较第二种接法小，所以由公式可以推断出：两端电压在第一种接法里要低些将（3）式代入（2）式得（4）低于电源总电压；再根据“串联分压”的道理可判断出：第一种连接方式为串联，第二种连接方式为并联（这是题中隐含的重要条件）。由以上挖掘出来的隐含条件和题意得：将（3）、（4）式代入（1）式，经化简整理得，得：（舍去），由（3）式得U=3Ω×4A=12V，由（4）式得R1=9Ω。4、善于分解综合问题有不少电学计算题是把多个简单问题综合在一起而构成的，如果对其恰当地分解，就很容易各个击破。例4.如图3所示，电源电压保持不变，电流表使用0.6A量程，电压表使用3V量程，小灯泡L上标有“2.5V1.25W”字样，其阻值在工作中保持不变，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，若使R2接入电路的阻值为4Ω，则L刚好能正常发光。问：（1）L的阻值多大？（2）电源电压多大？（3）现要通过调节R2来改变L的工作状态，但必须保证电流表和电压表不超过其量程，R2接入电路的阻值只能在什么范围内变化？解析：该题的第（3）问可分解为如下两组问题：①当电流表示数为0.6A时，滑动变阻器R2连入电路的阻值多大？它的两端电压多大？是否超出电压表量程？②当电压表示数为3V时，滑动变阻器R2连入电路的阻值又是多大？电路中电流多大？是否超过电流表的量程？具体求解过程略（答案：灯L电阻为5Ω，电源电压为4.5V，R2变阻范围为2.5Ω～10Ω）。只要在平时教学和迎考复习中，注意从以上几方面加强引导和训练，是完全可以突破“电学计算题”这个难点。我们认为：解析电学计算综合题的关键是教会学生用以下基本知识去简化电路：1、不计导线电阻，认定R线≈0。2、开关闭合时等效于一根导线；开关断开时等效于开路，可从电路两节点间去掉。3、电流表内阻很小，在分析电路的连接方式时，有电流表的地方可看作一根导线。4、电压表内阻很大，在分析电路的连接方式时，有电压表的地方可视作开路，从电路两节点间去掉。5、短路模型：用电器和导线并联时，用电器中无电流通过（如图4所示），可以从电路的两节点间拆除（去掉）。图46、图5（a）中滑动变阻器Pa段被导线（金属杆）短接不工作，去掉Pa段后，图5（a）变为图5（b）。7、电压表的连接有别常规时，可据“关联分流法”判断电压表跟哪部分电路并联，就是测哪段电路两端的电压。例：图6所示电路，滑动变阻器阻值变化范围是0～24欧姆，当P在滑动变阻器中点，K1闭合，K2与触点1接触时，灯L正常发光，电流表示数为2安培。当K1断开，K2与触点2接触，滑片P移到b点时，电压表示数为8伏特。求：灯L上标的电压和电流值（灯丝电阻不变，且不超过15欧姆）。解：1、当P在滑动变阻器中点，K1闭合，K2与触点1接触时，去掉电流表、开关及不工作部分后，简化电路如图7（a）所示，还原电表后，实质为图7（b）所示。由图7（b）可知，此时灯L与变阻器的Pb段并联。灯L正常发光，故有UL=U电源。据公式U=IR得：电源电压U=IR并=（伏）2、当K1断开，K2与触点2接触，滑片P移到b点时，去掉电表、开关及不工作部分后，简化电路如图8（a）所示。利用“并联分流法”可知电压表与变阻器ab段并联，还原电表后，实质为图8（b）所示。由图8（b）可知灯L与变阻器串联，电流I=U变／R变=8伏／24欧=1／3（安），则电源电压U=U变+UL=[8+（1／3）R1]（伏）（B）由（A）、（B）两式联立方程组解得：RL=24欧和RL=12欧。而RL=24欧不合题意，应舍去。把RL=12欧代入（B）式得U=12伏。据图7（b）UL=U=12伏，由于此时灯L正常发光，故UL为额定电压，即L上标示的电压值。灯泡上标示的电流值（即额定电流）IL=UL／RL=12伏／12欧=1安。小结：通过以上分析可以看出：在解电学计算综合题时，首先应通过画简化电路图（等效电路图）来准确判断电路在各种变换情况下的连接方式，这是正确解题的前提，也是重要的基本功。其次，根据电路的连接方式，正确运用串、并联电路中电流、电压、电阻的规律及欧姆定律列方程解题。必要时还可以根据电路中的不变量（电源电压、用电器的阻值等）为纽带，建立方程或方程组求解未知量。【解题方法指导】例1.如图所示，一个标有“6V，3.6W”字样的小灯泡L和最大阻值为50的滑动变阻器R串联后接在电源电压U恒为6V的电路中，设灯泡电阻不变，则下列判断不正确的是（）A.无论如何移动滑片P，电路中总功率不会超过2WB.移动滑片P，电路中总功率最小值为0.6WC.当滑片P滑到某个位置时，L和R的电功率相等D.当滑片P由滑向的过程中，灯泡L的电功率一直是减小解：电路中小灯泡L和滑动变阻器R串联，电源电压U=6V。当变阻器R的滑片在a端时，，则此时灯泡两端电压为6V，其功率为3.6W。滑片P在端时，电路总电阻最大，电路中总功率最小，此时。当滑片P滑至某一位置，使接入电路的电阻时，其两端电压相等，L和R电功率相等。当滑片P由滑向的过程中，电路总电阻逐渐增大，电路中电流逐渐减小，由知，灯泡L的电功率一直是减小。答：选A。例2.如图所示，小灯泡L标有“6V3.6W”，滑动变阻器R最大值为10欧，当滑片P移到端，小灯泡正常发光。试求：（1）电源电压和小灯泡电阻。（2）当滑片P移到端时，闭合S，你还能求出哪些物理量？解析：这是一道结论开放的电学综合题，主要考查学生对电学知识综合运用的能力，考查知识多、覆盖面广。当滑片移到端时，L正常发光，此时电源电压U=6V，则得小灯泡的电阻为当滑P滑到端时：电路中的总电阻：电路中的总电流：电路中消耗的总功率：电灯L消耗的功率：滑动变阻器消耗的电功率：答案：（1）电源电压U=6V小灯泡的电阻（2）电路中的总电阻电路中的电流电路中消耗的总功率电灯L消耗的功率滑动变阻器消耗的电功率滑动变阻器两端电压例3.如图是供电设备向居民楼用房户输电的示意图。为保证居民楼内的用户所有用电器都能正常工作，居民楼的输入导线间的电压必须保证为220V，当居民楼内消耗的功率为44千瓦的时候，问：（1）通过输电线的电流为多少安？（2）若输电线的总电阻为0.1欧，供电设备的输出电压是多少伏？（3）居民楼内由于家用电器的增加，将向供电部门申请“增容”，即增加用电功率，当居民的用电器的额定功率由44千瓦增加到88千瓦所有用电器均在正常工作时，输电线路损失的功率比“增容”前增加了多少？（4）若要求减少输电线损失的功率，用学过的公式及知识说明应采取的措施。解析：（1）（2）（3）（4）由可知，导线上损失的功率与电流的平方和导线的电阻有关，减小输电线损失的电功率时，为保障用户的用电器正常工作，I不能减小，只能减小，随导线长度的变短而变小，随横截面积变大而变小，还跟材料有关。因居民楼到供电设备间距离不能变短，所以导线的长度不能变短，减小输电线的电阻应换用较粗的导线或改变输电线的材料（例如：铝线换成铜线），从而达到减小输电线损失功率的目的。例4.如图，是常见的静脉滴注装置。为了解除冬季输液患者冰凉的感觉，小锐设想在导管外添加一个电加热器，使药液在流动中加热。他收集了相关数据：药液M=500克，，焦/（千克•℃），一般滴注时间分钟，针头与瓶内液面竖直高度1米（不考虑其他热损失）（1）若患者血压与针头处液体压强相等，则患者血压相当于多少毫米汞柱？（2）若使药液从5℃加热到35℃，该加热器电功率应多大？（3）为了解除患者冰凉的感觉，请你再提出一种可行的方法。解析：本题以一个“小发明”作为题目的背景，综合了力学、热学、电学和化学等知识，设计新颖且解答开放。在解答过程中要注意审题，学会从题设的众多条件中剥取所需的信息，就不难解决。（1），，即患者血压相当于73.5毫米汞柱。（2）每秒钟流出的药液质量：每秒的热量：（3）方法1：传热法。用热水袋、暖水瓶等靠近扎针处，利用热传递使扎针处暖和。方法2：水浴法。让输液管通过盛有热水的容器，使药液加热。方法3：化学法。在能让输液管穿过的密封盒内放入生石灰块，使用时，只要打开盒的开口，让生石灰与空气中水蒸气发生放热反应，就可使药液加热。例5.市场上有一种双能源太阳能热水器，晴天享用太阳能，阴天可用电加热，如图，该热水器电路图。电热管标有“220V1100W”，与构成保温电路。当K连到2时，电热管正常工作，给水箱里的水加热；当K连到3时，热水器处于保温状态，保温功率为100W。（1）求、的值。（2）保温时的实际功率是多少？解析：本题电热器具有保温档和加热档，这是一类题型。常见的还有电热器、电烙铁、饮水机、电饭锅等。电热器的额定功率状态即加热状态。电路中只有一个电阻。此时的功率为1100W。由此可求出的阻值。。K打到3时为保温档，此时与串联，电功率为100W，由，可求出阻值，再由，求出的实际功率。解：（1）。时，只有接入电路，正常工作，故电源电压。时，和串联，。∵∴。（2）保温时，流过的电流有。消耗的实际功率。例6.如图所示是某同学家庭电路中的电能表。（1）若照明灯泡的规格为“220V60W”，两孔插座接一台“220V100W”的电视机，三孔插座接一台“220V280W”的电饭锅，当它们全部工作时，通过电流表的电流是多大?（2）如果某一天电灯和电视机都使用了5，电饭锅使用了1，这一天它们消耗了几度电?（3）如果该同学家中添置了一台铭牌标示为“220V600W”的电热水器，他想测试一下标示的功率与实际使用时的功率是否相符，他让这台电热水器单独工作，用手表计时，结果10电能表的转盘转了250转。请计算说明电热水器的实际功率是多大。解析：电能表是电学中的重要仪表之一，它除用来测量电功外，还有一个较为广泛的用途就是测量用电器的功率值，本题就是其中的一例。（1）三个用电器额定电压为220V，正常工作时的电流可以根据求得。（2）用电器工作时消耗的电能由解出，注意时间和功率单位要统一。（3）要求实际功率，只要求出10内做的功即可，从表上可知，电度表每KWh转2500转，此时转了250转，电流做的功为，再由，即可求得。解：（1），（2）（3）电能表转盘转250转，电流做功0.1，（实际功率）说明:利用电能表测用电器的功率，通常采用下列步骤：（1）首先按测量要求设计合理的测量电路图。（2）观察电能表，记下它每KWh的转数N。（3）测量时使待测用电器工作，其他用电器（属于该电能表的）都停止工作。（4）用秒表或手表记下电能表转一定圈数（盘的边缘有个红点）时所用时间。（5）利用公式计算出所测用电器的功率值为多少瓦?例7.如图，是一个电热毯示意电路图，是电热毯中的电阻丝，是与电热毯电阻丝串联的电阻.电热毯上标有“220V100W”字样，S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关。（1）用学过的公式推理说明开关S断开时，电热毯是处于加热状态还是保温状态?（2）若要求在保温时电流通过电阻线每分钟有60焦的电能转化为内能，电阻的阻值是多大?解析：本题考查是否会用学过的知识解决生活中的实际问题。电热毯是众多家庭冬季睡觉时取暖的用具。通过本题的解答，同学们就可以更好地理解电热毯的工作原理。（1）当开关S闭合时，被短接，电路中只有，由电功率公式得的电功率为（U为电源电压），当开关S断开时，电路中与串联。设两端电压为，则的电功率为。很明显，，所以有，即S断开的电功率要小些，也就是说，S断开时电热毯处于保温状态。（2）由电热毯上标有的“220V100W”字样，可得电热毯电阻丝的电阻为：。在保温状态（S断开）时，的电功率为；在加热状态（S闭合）时，的电功率为它的额定功率，即。因电阻丝的阻值不变，于是由公式得：在S断开时，与串联，由串联电路电压特点，得两端电压为。再由串联电路的电流特点，不难得出：【综合测试】1.家庭电路的引线均有一定的电阻（约几欧），因此，当家中空调、电炉等大功率用电器工作时，家中原来开着的电灯会变暗。某小组同学在“创新素质实践行”活动中，通过测试就可以估算出家庭电路引线部分的电阻。如图所示，用r表示家庭电路引线部分的总电阻，L为一只普通家用白炽灯泡，M是一台空调器。在测试时，先断开开关S，接通灯泡L，测得灯泡两端的电压为，灯泡的功率为；再闭合开关S，测得灯泡两端的电压为，空调的功率为（远大于）。写出估算r的表达式（只用、和表示，设电源电压恒定）2.下面是小宇同学在实验室中研究电流产生的热量和哪些因素有关的实验过程记录，有不完整的地方，请你帮他填写完整。课题：研究电流产生的热量与哪些因素有关装置及原理。我们组的同学组装了如图所示的实验装置，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大。通电后电流通过电阻丝产生热量使煤油的温度升高，体积膨胀，煤油上升的高度越。实验过程：①接通电路一段时间，比较两瓶中的煤油哪个上升得高，实验结果是：瓶中的煤油上升得高。这表明，电阻越大，产生的热量越多。②在两玻璃管中的液柱降回原来的高度后，调节滑动变阻器，加大电流，重做上述实验，通电时间与前次相同。在两次实验中，比较甲瓶（或乙瓶）中的煤油哪次上升得高。实验结果：在第二次实验中，瓶中煤油上升得较。这表明，电流越大，电流产生的热量越多。③实验表明，通电时间越长，瓶中煤油上升得越高，电流产生的热量越。我们小组的同学一起对实验现象进行归纳分析，找到了电流产生热量的多少和哪些因素有关。3.给塑料加热要使其受热均匀，为此工厂里用热水浸泡加热，若所用热水质量为15，温度为98，由于热量散失，每分钟热水温度会降低1。为维持水恒温，用电热丝给热水加热使其始终保持98，已知电源电压210，那么电热丝要选择多大的电阻？4.将阻值分别为与的两只电阻第一次以某种方式连接后，两端加上电压，这时消耗的功率是消耗的功率的4倍；若与第二次以另一种方式连接后，两端仍加上电压，此时通过的电流大小为安，两端电压为8伏，电路消耗的总功率为4瓦。（1）根据题意，通过计算判断后，在方框中画出两次电路连接的示意图。（不需写出分析、计算过程）（2）求电阻与的阻值。（3）求所加电压的值。5.黑夜中看不见开关位置，为此小明设计了如图所的电路。当单刀双掷开关S合向时，照明灯亮、指示灯灭，避免指示灯费电；S合向时，照明灯灭、指示灯亮，显示开关位置（S只能存在这两种状态）。他利用一个“10