备战2023新中考二轮物理专题导练 专题34 常规电学计算

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  考点精讲 1、挖掘题目中的隐含条件有些电学计算题目的已知条件并不明显给出，而是隐藏其中，求解这类问题的关键在于挖掘隐含条件，而这些隐含条件可从物理现象、关键用语等已知条件中挖掘。2、构建变化电路中的方程思想当电键断开或闭合，滑动变阻器滑片移动时，电路状态将发生变化.求解此类电路综合题时，构建电路中的方程思想尤为重要，其方法如下：（1）分清电路在每个状态下的结构，即电路的连接方式，滑动变阻器使用的阻值范围，电压表、电流表所测定的物理量。（2）针对每种状态画出相应的等效电路图，在图中标出这种状态下所对应的巳知量，不变量，待求量。（3）以“不变量”为中心列出电路方程。当电路状态发生改变时，电电压和定值电阻阻值一般不随电路状态的改变而改变。抓住“不变量”，利用欧姆定律、串并联电路特点、电功及电功率的计算公式，可列出电路方程。（4）以电路中的等量关系、比值关系引出方程或以此作为联系方程中物理量间的纽带，代换求解。 真题解析  1．（2021•营口中考）图甲所示的电路中，灯泡L的额定功率为3.6W（灯丝电阻不变），开关S闭合，S1断开，变阻器的滑片移动到最左端时，灯泡L正常发光。图乙是变阻器的滑片从最右端移动到最左端过程中，电压表示数随电流表示数变化的图像。求：（1）电电压；（2）变阻器R的最大阻值；滑片在变阻器的最右端时，灯泡L的实际功率；（3）什么情况下电路消耗的功率最大；此时变阻器1min消耗的电能。解：（1）开关S闭合，S1断开，变阻器与灯泡串联，变阻器在左端时，电路为灯泡L的简单电路，因额定电压下灯泡正常发光，电路中的电流最大，最大值为0.6A，所以，由灯泡正常发光可知，电电压U＝＝＝6V（2）当滑片滑到最右端时电阻最大，由乙图可知：电路中电流最小为0.2A，变阻器R的最大阻值为＝＝20Ω滑片在变阻器的最右端时，灯泡L的实际功率PL＝（U﹣UR）Imin＝（6V﹣4V）×0.2A＝0.4W；（3）电电压一定，开关S，S1都闭合，滑片滑到最左端时，电路消耗的功率最大，此时变阻器1min消耗的电能为＝＝108J。答：（1）电电压为6V；（2）变阻器R的最大阻值为20Ω，滑片在变阻器的最右端时，灯泡L的实际功率为0.4W；（3）开关S，S1都闭合，滑片滑到最左端时，电路消耗的功率最大，此时变阻器1min消耗的电能为108J。2．（2021•柳州中考）如图所示，电电压恒定，R1为定值电阻，灯泡L上标有“6V 3.6W”，将R2的滑片P移至b端，先闭合S、S2，电流表示数I＝0.12A；再将R2的滑片P移至a端，L正常发光，忽略温度对灯泡电阻的影响。（1）求电电压U；（2）最后闭合S1，电流表示数变为I'＝0.9A，求R1的阻值；（3）若R2的滑片P的位置及各开关状态任意组合，求电路工作时的最小电功率。解：由P＝可知，灯泡L的电阻：RL＝＝＝10Ω，由P＝UI可知，灯泡的额定电流：IL额＝＝＝0.6A；（1）当S、S2闭合，将R2的滑片P移至a端时，电路为灯泡L的简单电路，此时电电压与灯泡L两端的电压相等，因为此时灯泡正常发光，所以电电压：U＝UL额＝6V；（2）当S、S1、S2闭合，R2的滑片P移至a端时，电阻R1与灯泡L并联，根据并联电路的特点，此时灯泡L不受影响，仍然正常发光，通过灯泡L的电流：IL＝IL额＝0.6A因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以此时R1中的电流：I1＝I'﹣IL＝0.9A﹣0.6A＝0.3A，由I＝可知，定值电阻R1的阻值：R1＝＝＝20Ω；（3）当S、S2闭合，将R2的滑片P移至b端时，滑动变阻器的最大阻值与灯泡L串联，此时电路的总电阻：R总＝＝＝50Ω，因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器的最大阻值：R2＝R总﹣RL＝50Ω﹣10Ω＝40Ω，由P＝可知，电电压U恒定时，电路中的总电阻最大时，电路的电功率最小，因为R1＞RL，所以当定值电阻R1与变阻器R2的最大阻值串联时，电路的总电阻最大，总功率最小，此时应闭合开关S、S1，断开S2，此时电路的总电阻：R＝R2+R1＝40Ω+20Ω＝60Ω，电路的最小电功率：P＝＝＝0.6W。答：（1）电电压U为6V；（2）R1的阻值为20Ω；（3）电路工作时的最小电功率为0.6W。3．（2021•襄阳中考）如图甲所示电路，电电压恒定，灯泡L标有“6V 6W”的字样，R0为定值电阻。闭合开关，在滑片P由b端滑到a端的过程中：电压表示数与电流表示数关系图象如图乙所示，灯泡由较暗到正常发光，电路中的电流变为原来的2倍。求：（1）小灯泡L正常工作时的电流及小灯泡正常工作10s消耗的电能；（2）R0的电阻；（3）当滑片P移到某一点c时，R上消耗的功率Pc与滑片移到b点时R上消耗的功率Pb之比为Pc：Pb＝33：35，且此时R上消耗的功率Pc等于灯泡L和R0上消耗的总功率。求滑片P滑到c点时灯泡L的实际功率。（结果保留二位小数）解：由电路图可知，闭合开关，灯泡L与定值电阻R0、滑动变阻器R串联，电压表测灯泡L和定值电阻R0两端的电压之和，电流表测电路中的电流。（1）小灯泡L正常工作时其两端的电压UL＝6V，功率PL＝6W，由P＝UI可得，小灯泡L正常工作时的电流：IL＝＝＝1A，由P＝可得，小灯泡正常工作10s消耗的电能：WL＝PLt＝6W×10s＝60J；（2）由题意可知，滑片位于a端时，变阻器R接入电路中的电阻为零，此时灯泡正常发光，由图乙可知，此时电压表的示数为12V，则电的电压U＝12V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，定值电阻R0两端的电压：U0＝U﹣UL＝12V﹣6V＝6V，因串联电路中各处的电流相等，所以，由I＝可得，R0的电阻：R0＝＝＝＝6Ω；（3）因灯泡由较暗到正常发光，电路中的电流变为原来的2倍，所以，滑片位于b端时，电路中的电流：Ib＝Ia＝×1A＝0.5A，由图乙可知，电压表的示数UV＝5V，此时滑动变阻器两端的电压：Ub＝U﹣UV＝12V﹣5V＝7V，此时滑动变阻器的电功率：Pb＝IbUb＝0.5A×7V＝3.5W，因滑片P移到某一点c时R上消耗的功率Pc与滑片移到b点时R上消耗的功率Pb之比为Pc：Pb＝33：35，所以，滑片P移到某一点c时R上消耗的功率：Pc＝Pb＝×3.5W＝3.3W，因滑片P移到某一点c时，R上消耗的功率Pc等于灯泡L和R0上消耗的总功率，所以，电路的总功率：P总＝2Pc＝2×3.3W＝6.6W，此时电路中的电流：Ic＝＝＝0.55A，此时定值电阻R0消耗的电功率：P0＝Ic2R0＝（0.55A）2×6Ω＝1.815W，此时灯泡L的实际功率：PL′＝P总﹣P0﹣Pc＝6.6W﹣1.815W﹣3.3W＝1.485W≈1.49W。答：（1）小灯泡L正常工作时的电流为1A，小灯泡正常工作10s消耗的电能为60J；（2）R0的电阻为6Ω；（3）滑片P滑到c点时灯泡L的实际功率为1.49W。4．（2021•大庆中考）如图甲所示电路，小灯泡额定电压为5V，滑动变阻器R1、R2允许通过的最大电流均为1A，电压表量程为0～15V，电流表量程为0～0.6A，电电压U保持不变。断开开关S2，闭合开关S、S1，R1的滑片从最右端逐渐滑向最左端过程中，小灯泡始终正常发光；保持R1的滑片在最左端不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，在保证所有元件安全的情况下，将R2的滑片从最右端向左进行最大范围移动。图乙中A﹣B是移动滑动变阻器R1的滑片过程中电流表和电压表的示数关系图象，C﹣B是移动滑动变阻器R2的滑片过程中电流表和电压表的示数关系图象。（本题中小灯泡阻值会随着温度变化而变化）求：（1）电电压U；（2）滑动变阻器R1和R2的最大阻值；（3）整个过程中小灯泡工作时消耗的最小功率P。解：（1）断开开关S2，闭合开关S、S1，R1和灯L串联，且R1接入的阻值为最大阻值，且不随滑片的移动而改变，电压表的示数会随着滑片的移动而改变，乙图A﹣B段为移动R1电流表和电压表的示数关系图象，电压表的最大示数U1为6V，灯正常发光时的额定电压UL＝5V，电电压U＝UL+U1＝5V+6V＝11V；（2）由图乙A﹣B段可得滑动变阻器最大电压为6V，电流I＝0.5A，则滑动变阻器R1的阻值R1＝＝＝12Ω；断开开关S1，闭合开关S、S2，由图乙B﹣C可知，B点表示R2接入的电阻为0，C点表示R2接入最大阻值，此时电流为I＝0.3A，对应电压为9V；则根据R2＝＝＝30Ω；（3）A﹣B段小灯泡都正常发光，功率不变；B﹣C段，电流从0.3～0.5A，电压表的示数由6～9V；电电压不变U＝11V，则小灯泡的电压为Umin＝11V﹣9V＝2V时，Imin＝0.3A时，小灯泡消耗功率最小Pmin＝UminImin＝2V×0.3A＝0.6W。答：（1）电电压U为11V；（2）滑动变阻器R1的最大阻值为12Ω，R2的最大阻值为30Ω；（3）整个过程中小灯泡工作时消耗的最小功率为0.6W。5．（2021•河北中考）如图所示，小灯泡L规格为“5V 1W”，R0＝50Ω，电电压不变，电流表的量程为“0～0.6A”、“0～3A”，闭合开关，小灯泡L正常发光。（1）求R0的功率和电电压；（2）拆除小灯泡L，从规格分别为“10Ω 1A”、“100Ω 0.5A”的滑动变阻器中选择其中之一，以及若干导线连入电路。选择哪种规格的变阻器电路消耗的功率最大？最大功率是多少？解：由电路图可知，闭合开关，灯泡L与定值电阻R0串联，电流表测电路中的电流。（1）灯泡正常发光时其两端的电压UL＝5V，功率PL＝1W，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P＝UI可得，电路中的电流I1＝＝＝0.2A，由I＝可得，R0两端的电压U0＝I1R0＝0.2A×50Ω＝10V，R0的功率P0＝U0I1＝10V×0.2A＝2W，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电电压U＝U0+UL＝10V+5V＝15V；（2）若定值电阻R0与滑动变阻器R串联时，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大，最大电流I大＝＝＝0.3A；若定值电阻R0与滑动变阻器R并联时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，通过滑动变阻器的最小电流分别为IR＝＝＝1.5A，IR′＝＝＝0.15A，因“10Ω 1A”的滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，且小于1.5A，所以，该规格的滑动变阻器不能与定值电阻R0并联，因“100Ω 0.5A”的滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A，且大于0.15A，所以，该规格的滑动变阻器能与定值电阻R0并联，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，此时电路的最大总电流I大′＝I大+IR大＝0.3A+0.5A＝0.8A，综上可知，当“100Ω 0.5A”的滑动变阻器与定值电阻R0并联，且电流表（选0～0.6A量程时位于两支路之一或选0～3A的量程位于干路）时，电路的总功率最大，则电路消耗的最大功率P滑大＝UI大′＝15V×0.8A＝12W。答：（1）R0的功率为2W，电电压为15V；（2）选择“100Ω 0.5A”规格的变阻器与定值电阻R0并联、且电流表选0～0.6A量程位于两支路之一或选0～3A的量程位于干路时，电路消耗的总功率最大，最大功率是12W。   突破提升     一、单选题1．下列说法正确的是                                                                              〔       〕A．电热壶、电铃的主要部件都是电磁铁B．电吹风、洗衣机的主要部件都是电动机C．电能表、验电器都是用来测量电流大小的仪器D．电冰箱门上的密封条、VCD播放用的光碟都是应用了磁性材料2．如图所示的电路中，电电压保持不变，闭合开关S后，电路正常工作．过了一会儿，灯L熄灭，且电压表和电流表的示数均变为零，此时电路发生的故障可能是：A．电阻R断路 B．电灯L灯丝断了．C．电阻R短路． D．电灯L短路．二、多选题3．如图甲所示的电路，电电压U=10V(恒定不变),R2=8Ω,闭合开关S后,V2表的示数为7V;把甲电路中的两个电压表换成两个电流表，如图乙所示,闭合开关S后,A1表的示数为1.75A．下列说法正确的是A．甲电路中V1表的示数为5V B．乙电路中A2表的示数为2.25AC．甲电路消耗的总功率为2.5W D．乙电路中R1消耗的功率为10W三、填空题4．将光敏电阻R和定值电阻R0、电流表、电压表连成电路，接在9V的电上，光敏电阻阻值随光强变化关系如下表：(“光强”表示光强弱程度的物理量，符号为E，单位坎德拉(cd))光强E/cd 1 2 3 4 5 6 光敏电阻R/Ω 18 9 6 4.5 3.6 3   若电流表的示数增大，表明光强在       ，电压表的示数将      ．(填“增大”、“减小”或“不变”)．分析表中数据可知光强E=1.5cd时，光敏电阻的阻值R=       Ω，此时电流表的示数为0.5A，则通电1分钟R0上产生的热量为            J．5．物理兴趣小组的同学用图甲所示的装置来提升重物M，图乙是物体上升过程某段时间内的s﹣t图线．已知物体重为1N，闭合开关后，在2.4s～2.8s这段时间内，电流表和电压表的示数分别为0.2A和4V，则2.4s～2.8s这段时间内该装置提升重物做得有用功为___J，它的效率是___%．6．我国家庭照明电路的电压为____V．现有一额定功率为880W的电热水袋，内装1kg的水，当它正常工作时的电流为___A，若要使袋内水的温度从30℃升高到80℃，水需要吸收_______J的热量．用热水袋取暖是通过_____方式来改变手的内能，热水袋用水作为工作物质，是由于水具有较大的______．7．现有两个热敏电阻R1、R2和一个定值电阻R0   ， R1的阻值会因通过的电流增大导致温度升高时而增大，R2的阻值会因通过的电流增大导致随温度升高时而减小，R0的阻值不变，它们的电流随电压的变化曲线如图甲所示．实验过程中，小明将R2和 R0两个电阻连接成如图乙所示电路时电流表的示数为0.4A，由此可知，电电压为________ V．实验过程中，改变电电压，当电压表的示数为6V时，电阻R2的电功率是________ W．8．如图所示是苹果公司于2012年12月推出的Iphone4S．（1）该手机使用时以________ 为载体来传递信息的；（2）Iphone4S手机电池电压为5V，待机时电流约10mA，则Iphone4S待机时的电功率为________ W；一块原装Iphone5电池板充满电可供其待机200h，则该电池板一次充满电时储存的电能为_________J．（3）现利用其先后拍下同一轿车的两张照片如乙、丙所示（设摄像头焦距不变），拍摄照片乙与拍摄照片丙相比，拍摄________ （选填“乙”或“丙”）时摄像头离小车更远些．9．有一电热水壶的铭牌如右表所示．如果此电热水壶的效率为70%，用它把一满壶20℃的水加热到100℃，水需要吸收________ J的热量，需要加热________ min[c水=4.2×103J／(kg·℃)]四、综合题10．归纳式探究——研究平行导线之间的作用力：科学家安培发现，两根平行导线通电后有如图所示的现象（图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况）（1）可见，平行通电导线之间有力的作用．而且，当通入的电流方向相同时，导线相互_____.（2）安培发现平行通电导线之间相互作用力F 的大小与两根导线中的电流 和 、导线的长度 、导线之间的距离有关实验数据如下：实验次数 120.20.20.1 260.20.20.1 31.50.40.20.1 420.60.10.05 530.40.40.1  ①两平行导线间的相互作用力F的表达式为 _____（其中为常数）， _____（填数值和单位）.②对于距离一定的两根平行导线，如果保持通入电流 大小不变，导体所受到的力与导线的长度之间的关系可以用图中的图线_____来表示.③若要使长度和电流一定的两根通电导线之间产生的作用力增大，则可以_____.④两根长度是、间距是 的直导线，一根导线中的电流是 ，要产生 的作用力，则另一根导线中的电流是_____A．