2024河北物理中考备考重难专题：电学计算题 （课件）

这是一份2024河北物理中考备考重难专题：电学计算题 （课件），共31页。PPT课件主要包含了课件说明，电学计算题，典例精讲，实战演练，能力分点练，PUI，Pmax，Imax，Rmin，要使Imin等内容，欢迎下载使用。
一、课件设计初衷 基于老师在二轮专题复习中，找好题、选好题来攻克重难题型有较大的需求，特设计重难专题课件.在制作过程中，通过设计启发式问题、思维过程性分析，有助于学生掌握解题思路和方法，提高课堂效率.二、课件亮点1.依据区域考情，针对性选题 按照本地区考情及考法选题，针对性强，有效提高老师备课效率2.一题多设问，提高课堂效率 通过改编题，做变式或补充设问，让老师可以用一道题讲透一类题，为老师提供原创好题3.一题多解与思路引导，体现思维过程 通过问题启发式激发学生思考，为学生提供多种的解题思路和方法；利用思路引导的形式分析解题思路，解题的关键点挖空进行设问，形成解题思维三、课件使用场景 适用于中考二轮专题复习
极值、范围类相关计算，10年7考：设问形式：均为解答题，且为2-3问；其中考查滑动变阻器的极值/规格(2次)、功率的极值(4次)、电源电压的极值/范围(3次)；分类讨论类相关计算，10年5考：设问形式：均为解答题，且为2-3问；①选用不同规格的滑动变阻器且电流表选用不同量程[2021.38(2)]②电流表接入两个位置且选用不同量程[2019.37(2)]③电压表接入不同位置时指针偏转、示数变化情况[2018.38(2)]④电流表选用不同量程[2016.38(2)]⑤两小灯泡中只有一个正常发光[2014.38(3)]
类型1 极值、范围类1.如图所示，电源电压恒为6 V，电流表量程0～0.6 A，电压表量程0～3 V，滑动变阻器规格“50 Ω　1 A”，小灯泡规格“2.5 V　0.625 W”.若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，电路中各元件均安全工作，小灯泡两端电压不允许超过额定电压.闭合开关，求：(1)电路中电功率的最大值；
UL=2.5 V，UR=3.5 V
判断此时电流值是否小于1 A
Imax1 A，则取1 A
解：(1)要使电路中的电功率最大，由P＝UI可得，电路中的电流最大，总电阻最小. 又因为小灯泡两端电压不允许超过额定电压，所以小灯泡两端电压为UL=2.5 V，滑动变阻器两端电压为UR=3.5 V.
(1)电路中电功率的最大值；
电路中的电功率最大值为P＝UI＝6 V×0.25 A＝1.5 W
(2)电流表的示数变化范围；
由(1)可得，当UL=2.5 V，UR=3.5 V时，Imax＝0.25 A
当小灯泡和滑动变阻器全部接入电路中，电路中的电流最小
所以电流表的示数变化范围为0.1 A～0.25 A.
(3)滑动变阻器的阻值调节范围.
由(2)可得，当L和R全部接入电路中时，Imin＝0.1 A，Rmax
由(1)可得，当UL=2.5 V，UR=3.5 V时，Imax＝0.25 A，Rmin
(2)由(1)可得，当小灯泡两端电压为UL=2.5 V，滑动变阻器两端电压为UR=3.5 V时，滑动变阻器R最小；由(2)可得，当小灯泡和滑动变阻器全部接入电路中时，滑动变阻器R最大为50 Ω.
所以滑动变阻器的阻值调节范围为14 Ω～50 Ω.
类型2 分类讨论类2.如图所示，电源电压为18 V，滑动变阻器标有“50 Ω　2 A”字样，电流表有0～0.6 A和0～3 A两个量程，电压表有0～3 V和0～15 V两个量程.闭合开关S，调节滑动变阻器连入电路中的电阻，可以使电路中两只电表同时满偏，求定值电阻R1可能的阻值.
讨论电压表量程：a.选0～3 V量程；b.选0～15 V量程
滑动变阻器允许通过的最大电流为2 A
电流表选0～0.6 A量程
解：由于滑动变阻器允许通过的最大电流为2 A，所以电流表选0～0.6 A量程，则其示数为0.6 A.若电压表的量程为0～3 V，则其示数为3 V，滑动变阻器接入电路的阻值为
若电压表的量程为0～15 V，则其示数为15 V，滑动变阻器接入电路的阻值为
因此定值电阻R1可能的阻值为5 Ω和25 Ω
例 如图甲所示电路，小灯泡L上标有“2.5 V　1.25 W”字样，滑动变阻器R2上标有“10 Ω　1 A”字样.闭合开关S、S1，移动滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光，此时电压表示数为2 V，求：(1)小灯泡L正常发光时的电阻；
可知，小灯泡L正常发光时的电阻
(2)若电流表选用0～0.6 A量程，电压表选用0～3 V量程，在确保电路各元件安全的情况下，求电路消耗的最大电功率(假定灯丝电阻保持不变)；
闭合开关S、S1，小灯泡正常发光，电压表示数为2 V
L标有“2.5 V　1.25 W”
(2)闭合开关S、S1，小灯泡L和滑动变阻器R2串联，电压表测量滑动变阻器R2两端的电压.移动滑片使小灯泡正常发光，此时小灯泡两端的电压为2.5 V，滑动变阻器R2两端的电压为2 V，故电源电压U电＝U灯＋U滑＝2.5 V＋2 V＝4.5 V
为了保证电路各元件安全，通过电路的最大电流为0.5 A，则电路消耗的最大电功率Pmax＝U电Imax＝U电I灯＝4.5 V×0.5 A＝2.25 W
(3)若更换电源，只闭合开关S、S2，移动滑片到某一个位置，电流表和电压表指针位置如图乙所示(可能与之前相比更换了量程但在后续操作中量程不变)，当向某个方向移动变阻器的滑片到某位置时，其中一个表指针达到满偏，另一个表指针在刻度盘 处.求定值电阻R1的可能值.
滑动变阻器标有“10 Ω　1 A”
电流表的量程为0～0.6 A，示数为0.5 A
讨论电压表量程：a.选0～15 V量程；b.选0～3 V量程
(3)只闭合开关S、S2，电阻R1和滑动变阻器R2串联.因滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A，所以由图乙可知，电流表选择的量程为0～0.6 A，此时电路中的电流为0.5 A.若电压表的量程为0～15 V，则其示数为12 V，滑动变阻器的阻值为
滑动变阻器R2上标有“10 Ω　1 A”，故不符合题意；
若电压表的量程为0～3 V，则其示数为2.4 V，滑动变阻器接入电路的阻
若电流表达到满偏0.6 A，则电流表示数增大了ΔI＝0.6 A－0.5 A＝0.1 A电压表则减小了
因串联电路总电压等于各分压之和，所以R1两端电压变化量和电压表示
若电压表示数达到满偏3 V，则电压表的示数增大了ΔU′＝3 V－2.4 V＝0.6 V
根据串联电路电压规律可知，R1两端电压变化量也为0.6 V，电流表示数
所以，定值电阻R1的阻值可能为4 Ω或6 Ω.
1.(2022河北18题)如图所示，电源电压为18 V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表量程为“0～0.6 A”，电压表量程为“0～15 V”.闭合开关S，移动滑片，当滑片移至滑动变阻器中点时，电流表的示数为0.36 A，电压表的示数为3.6 V.(1)求R0的阻值；
解：(1)由题图可知，定值电阻R0与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测定值电阻两端的电压. 根据题意及欧姆定律得，定值电阻R0的阻值
(2)求滑动变阻器的最大阻值；
(2)根据题意，当滑动变阻器滑片移至中点时滑动变阻器两端的电压U滑＝U－U0＝18 V－3.6 V＝14.4 V通过滑动变阻器的电流即电路中的电流I＝0.36 A
所以滑动变阻器一半的阻值
则滑动变阻器的最大阻值R滑＝2×40 Ω＝80 Ω
(3)在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为P1；将电压表改接在R两端，电路消耗的最小功率为P2.求P1∶P2.
最大功率P1＝UImax→
→UR最大为15 V时，功率最小
(3)当电流表示数最大为0.6 A时定值电阻R0两端的电压U0′＝ImaxR0＝0.6 A×10 Ω＝6 V＜15 V电压表可以正常工作所以电路消耗的最大功率P1＝UImax＝18 V×0.6 A＝10.8 W当电压表改接在R两端，R两端的电压最大为15 V时，R接入电路的电阻最大，此时电路中的功率最小R0两端的电压U0″＝U－U滑′＝18 V－15 V＝3 V
所以电路中的最小功率P2＝UImin＝18 V×0.3 A＝5.4 WP1∶P2＝10.8 W∶5.4 W＝2∶1
2.(2023河北预测卷)如图所示，电源电压为12 V且保持不变，小灯泡L标有“6 V　3 W”字样，滑动变阻器的规格为“20 Ω　1 A”，电压表的量程为0～15 V，电流表的量程为0～0.6 A.求：(1)小灯泡正常发光时的电阻；
解：(1)小灯泡正常发光时的电阻
(2)为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围；
小灯泡规格为“6 V　3 W”
电压表的量程为0～15 V，电源电压为12 V
(2)电流表的量程为0～0.6 A，小灯泡规格为“6 V　3 W”，所以，电路中
滑动变阻器接入电路中的最小阻值R小＝R总－RL＝24 Ω－12 Ω＝12 Ω电压表的量程为0～15 V，电源电压为12 V，所以滑动变阻器接入电路的阻值可以达到最大值，即为20 Ω故滑动变阻器R接入电路的阻值范围为12～20 Ω
(3)调节滑片，当小灯泡正常发光时，保持滑片的位置不变，用定值电阻R0替换小灯泡L，替换前后，电路的总功率变化了1.2 W.求R0可能的电阻值.
替换前：已知U、U额、I
替换后：ΔP＝1.2 W
分类讨论：①减小I0；②增大I0
(3)用定值电阻R0替换小灯泡L，替换之前，小灯泡正常发光 通过电路的电流：I＝0.5 A由串联电路中各部分两端电压之和等于总电压可得：U滑＝U－U额＝12 V－6 V＝6 V，所以R滑＝RL＝12 Ω由题知，用电阻R0替换L，R滑保持不变，总功率的变化量为1.2 W则由P＝UI可得串联电路电流的变化量：