中考总复习物理（河北）第15章 欧姆定律 电功率 第6节课件

这是一份中考总复习物理（河北）第15章 欧姆定律 电功率 第6节课件，共28页。PPT课件主要包含了目录河北·中考，实际应用类电学计算，命题角度1，命题角度2，提分技法，提分特训，命题角度3，列方程类电学计算，命题角度4等内容，欢迎下载使用。
　第六节　电学综合计算
命题角度1 实际应用类电学计算 命题角度2 电学计算中的分类讨论问题 命题角度3 电学计算中的极值、范围问题 命题角度4 列方程类电学计算
例1 如图所示是某小区供电设备向居民楼输电的示意图.供电设备提供的电压U保持不变,通过输电线向较远处用户输电,输电线的总电阻R0=0.2 Ω.闭合开关S,用户用电器两端的实际电压U1为220 V,用户得到的总电功率P为22 kW.(1)求通过输电线的电流.(2)求供电设备提供的电压U.
(3)若将输电线改为超导输电线,在保证用电器能正常工作,用户得到的总功率不变的情况下,与原来相比,每天节省的电能可供一个额定功率P额=800 W的电饭煲正常工作多少天?(假设电饭煲每天工作2 h)
解:(1)由P=UI可得,通过输电线的电流I= =100 A(2)输电线上分担的电压U损=IR0=100 A×0.2 Ω=20 V供电设备提供的电压U=U1+U损=220 V+20 V=240 V(3)供电设备的输出功率P输出=UI=240 V×100 A=2.4×104 W输电线上损失的功率P损失=P输出-P=2.4×104 W-22×103 W=2 000 W=2 kW每天节省的电能W节省=P损失t=2 kW×24 h=48 kW·h电饭煲每天消耗的电能W=P额t1=0.8 kW×2 h=1.6 kW·h节省的电能可供电饭煲工作的天数n= =30
电学计算中的分类讨论问题
例2 [2019石家庄藁城区二模]如图甲所示的电路中,电源电压为18 V且保持不变,滑动变阻器R2上标有“50 Ω　1 A”字样,电压表接0~15 V 量程,电流表接0~3 A量程.滑动变阻器滑片移动过程中,电压表示数随滑动变阻器R2接入电路的阻值的变化如图乙所示.(1)求定值电阻R1的阻值;(2)确保电路所有元件均安全使用的情况下,求R1的最大电功率;(3)若用定值电阻R3来替换R1,不改变电表的量程,确保电路所有元件均安全使用的情况下,要求在移动滑动变阻器滑片的过程中,电路中的最大电流恰好是最小电流的3倍,求满足要求的R3的阻值.
【思路分析】　(3)用到了分类讨论的思想,需要将最大电流和最小电流的几种情况列举出来,对每一种情况进行讨论分析,看是否符合题意.
解:(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为50 Ω时,电压表的示数为15 V此时R1两端的电压U1=U-U2=18 V-15 V=3 V通过R1的电流I1= =0.3 AR1= =10 Ω
(2)由P=I2R可知,电路中电流越大,R1的功率越大由题意可知,在确保电路安全的情况下,电路中的电流最大为1 AR1的最大电功率P大=(1 A)2×10 Ω=10 W(3)当R2接入电路中的电阻为零时,电路中的电流I′=①若I′≤1 A,则电路中的最大电流I大=若当R2全部阻值接入电路时电路中的电流最小,I小=因为I大=3I小,所以 ,可得R3=25 Ω此情况下,R2两端的最大电压U大=I小R2= ×50 Ω=12 V,符合要求若当电压表示数为15 V时电流最小,则I′小=由于 ,故此情况不成立
②若I′>1 A,则电路中的最大电流为1 A若最小电流为当电压表示数为15 V时的电流,此时R3两端的电压为3 V,电路中的最小电流为由 ×3=1 A,解得R3=9 Ω若当R2全部阻值接入电路时电流最小,则最小电流为由1 A=3× ,解得R3=4 Ω此时电压表示数为 ×50 Ω≈16.7 V>15 V,故此情况不成立综上可知,满足要求的R3的阻值为9 Ω和25 Ω
电学计算中的分类讨论问题1.电路调节要求题目要求调节到的电流、电压或电表示数往往是解题的出发点,电表示数要根据指针位置及可能的量程来判断.2.元件规格限制①电流表、电压表:电流、电压不超出电表可能的量程,这是解题的重要边界条件.②小灯泡:电路中有小灯泡时,要保证小灯泡不被烧毁,电流和电压不超过其额定值.
③滑动变阻器:电路中有滑动变阻器时,滑动变阻器接入电路的阻值不可能大于其最大阻值,同时电路电流不要超过其额定电流,保证其不被烧毁.④电源:电路总电压不超出电源电压可调的范围,部分电路的电压不超过电源电压.3.分类讨论的注意事项①分类要全面;②分析每类情况下电路的连接和物理量的变化,不同情况要区分开,不能将某一种情况下的物理量代入另一种情况进行计算;③计算出结果后,注意要和题目条件进行对比验证,注意电路安全问题.
1.如图甲所示的电路,电源电压为18 V且保持不变,小灯泡的额定电压为12 V,其I-U图像如图乙所示.R1为定值电阻,滑动变阻器R2上标有“20 Ω　2 A” 字样,电压表有0~3 V和0~15 V两个量程.闭合开关S、S2, 移动滑动变阻器的滑片至某位置,小灯泡恰好正常发光.(1)求小灯泡的额定功率和正常发光时的电阻;(2)当闭合开关S、S2,移动滑动变阻器滑片,小灯泡正常发光时,求此时滑动变阻器连入电路的阻值;
(3)若电压表量程不变,电流表量程可以改变,断开开关S2,闭合开关S、S1,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表示数的最小值如图丙所示,请通过计算判断R1可能的阻值.
解:(1)由图乙可得,当小灯泡两端电压为额定电压12 V时,通过小灯泡的电流为0.75 AP额=U额I额=12 V×0.75 A=9 WR灯=
(2)闭合开关S、S2,滑动变阻器与灯泡串联,此时滑动变阻器连入电路的阻值为R2= =8 Ω(3)断开S2,闭合S、S1,R1、R2串联若电流表的量程改变,则它的量程为0~0.6 A,由图丙可以看出电路中的最小电流值为0.3 A即电路中的最大总阻值R总= =60 Ω则R1=R总-R2max=60 Ω-20 Ω=40 Ω若电流表量程未改变,则电路中的最小电流值为1.5 A电路中的最大总阻值R′总= =12 Ω