初三物理如何解答中考電學(xué)計算題知識精講

用心愛心專心初三物理如何解答中考電學(xué)計算題【本講主要內(nèi)容】如何解答中考電學(xué)計算題【知識掌握】【知識點精析】1、善于簡化復(fù)雜電路對于電路較為復(fù)雜的計算題，應(yīng)對電路進行簡化和改畫，常用方法是：（1）電壓表的電阻很大可看作斷路，電流表的電阻很小可看作導(dǎo)線；（2）刪去斷路和被短接部分。例1.如圖1所示電路，電源電壓不變，電阻R1的阻值是2Ω，當開關(guān)S斷開時，電壓表V1和V2的示數(shù)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斷開與閉合時R2消耗的功率之比。R2=3Ω，R3=5Ω，P2∶P'2=1∶4。2、善于發(fā)掘隱含條件初中電學(xué)計算題中常見的隱含條件有以下7種情況：①串聯(lián)電路中各處的電流相等；②并聯(lián)電路中各支路兩端電壓相等；③串聯(lián)分壓，并聯(lián)分流；④給定電源的電壓恒定不變（在初中一般不考慮電源內(nèi)阻）；⑤銘牌標注或電表量程的限制；⑥用電常識（如車庫照明電燈額定電壓為36V，家庭照明電燈額定電壓為220V等等）；⑦關(guān)鍵詞句（如用電器“正常工作”等）。例2.在圖2所示的電路中，電源電壓保持不變，燈L1標有“6V3W”，燈L2標有“8V8W”。當開關(guān)S閉合時，燈L1恰能正常發(fā)光。求：此時電壓表V與電流表A1、A2的示數(shù)各多大？燈L1和L2的阻值R1=12Ω、R2=8Ω；燈L1與L2的兩端電壓為6V、電壓表V示數(shù)也為6V。電流表A1、A2示數(shù)分別為1.25A、0.75A。3、善于運用數(shù)學(xué)工具電學(xué)計算題中常涉及到一元一次方程、一元二次方程、二元方程組、分式方程等數(shù)學(xué)知識；在具體求解時又常用到“比例法”、“參數(shù)法”、“極值法”等多種技巧；在解出答案后還應(yīng)根據(jù)具體情況討論其合理性。例3.若把兩定值電阻R1、R2以某種形式連接起來與電源接通，R1消耗的電功率為9W；若把此兩電阻換成另一種形式連接后，仍與該電源接通，則R1消耗的電功率為16W，且通過R2的電流為4A，那么電源電壓U和R1、R2的阻值各是多大？（設(shè)電源電壓保持不變）解析：因為R1消耗的電功率第一種接法較第二種接法小，所以由公式可以推斷出：兩端電壓在第一種接法里要低些將（3）式代入（2）式得（4）低于電源總電壓；再根據(jù)“串聯(lián)分壓”的道理可判斷出：第一種連接方式為串聯(lián)，第二種連接方式為并聯(lián)（這是題中隱含的重要條件）。由以上挖掘出來的隱含條件和題意得：將（3）、（4）式代入（1）式，經(jīng)化簡整理得，得：（舍去），由（3）式得U=3Ω×4A=12V，由（4）式得R1=9Ω。4、善于分解綜合問題有不少電學(xué)計算題是把多個簡單問題綜合在一起而構(gòu)成的，如果對其恰當?shù)胤纸?，就很容易各個擊破。例4.如圖3所示，電源電壓保持不變，電流表使用0.6A量程，電壓表使用3V量程，小燈泡L上標有“2.5V1.25W”字樣，其阻值在工作中保持不變，滑動變阻器R2的最大阻值為50Ω，若使R2接入電路的阻值為4Ω，則L剛好能正常發(fā)光。問：（1）L的阻值多大？（2）電源電壓多大？（3）現(xiàn)要通過調(diào)節(jié)R2來改變L的工作狀態(tài)，但必須保證電流表和電壓表不超過其量程，R2接入電路的阻值只能在什么范圍內(nèi)變化？解析：該題的第（3）問可分解為如下兩組問題：①當電流表示數(shù)為0.6A時，滑動變阻器R2連入電路的阻值多大？它的兩端電壓多大？是否超出電壓表量程？②當電壓表示數(shù)為3V時，滑動變阻器R2連入電路的阻值又是多大？電路中電流多大？是否超過電流表的量程？具體求解過程略（答案：燈L電阻為5Ω，電源電壓為4.5V，R2變阻范圍為2.5Ω～10Ω）。只要在平時教學(xué)和迎考復(fù)習(xí)中，注意從以上幾方面加強引導(dǎo)和訓(xùn)練，是完全可以突破“電學(xué)計算題”這個難點。我們認為：解析電學(xué)計算綜合題的關(guān)鍵是教會學(xué)生用以下基本知識去簡化電路：1、不計導(dǎo)線電阻，認定R線≈0。2、開關(guān)閉合時等效于一根導(dǎo)線；開關(guān)斷開時等效于開路，可從電路兩節(jié)點間去掉。3、電流表內(nèi)阻很小，在分析電路的連接方式時，有電流表的地方可看作一根導(dǎo)線。4、電壓表內(nèi)阻很大，在分析電路的連接方式時，有電壓表的地方可視作開路，從電路兩節(jié)點間去掉。5、短路模型：用電器和導(dǎo)線并聯(lián)時，用電器中無電流通過（如圖4所示），可以從電路的兩節(jié)點間拆除（去掉）。圖46、圖5（a）中滑動變阻器Pa段被導(dǎo)線（金屬桿）短接不工作，去掉Pa段后，圖5（a）變?yōu)閳D5（b）。7、電壓表的連接有別常規(guī)時，可據(jù)“關(guān)聯(lián)分流法”判斷電壓表跟哪部分電路并聯(lián)，就是測哪段電路兩端的電壓。例：圖6所示電路，滑動變阻器阻值變化范圍是0～24歐姆，當P在滑動變阻器中點，K1閉合，K2與觸點1接觸時，燈L正常發(fā)光，電流表示數(shù)為2安培。當K1斷開，K2與觸點2接觸，滑片P移到b點時，電壓表示數(shù)為8伏特。求：燈L上標的電壓和電流值（燈絲電阻不變，且不超過15歐姆）。解：1、當P在滑動變阻器中點，K1閉合，K2與觸點1接觸時，去掉電流表、開關(guān)及不工作部分后，簡化電路如圖7（a）所示，還原電表后，實質(zhì)為圖7（b）所示。由圖7（b）可知，此時燈L與變阻器的Pb段并聯(lián)。燈L正常發(fā)光，故有UL=U電源。據(jù)公式U=IR得：電源電壓U=IR并=（伏）2、當K1斷開，K2與觸點2接觸，滑片P移到b點時，去掉電表、開關(guān)及不工作部分后，簡化電路如圖8（a）所示。利用“并聯(lián)分流法”可知電壓表與變阻器ab段并聯(lián)，還原電表后，實質(zhì)為圖8（b）所示。由圖8（b）可知燈L與變阻器串聯(lián)，電流I=U變／R變=8伏／24歐=1／3（安），則電源電壓U=U變+UL=[8+（1／3）R1]（伏）（B）由（A）、（B）兩式聯(lián)立方程組解得：RL=24歐和RL=12歐。而RL=24歐不合題意，應(yīng)舍去。把RL=12歐代入（B）式得U=12伏。據(jù)圖7（b）UL=U=12伏，由于此時燈L正常發(fā)光，故UL為額定電壓，即L上標示的電壓值。燈泡上標示的電流值（即額定電流）IL=UL／RL=12伏／12歐=1安。小結(jié)：通過以上分析可以看出：在解電學(xué)計算綜合題時，首先應(yīng)通過畫簡化電路圖（等效電路圖）來準確判斷電路在各種變換情況下的連接方式，這是正確解題的前提，也是重要的基本功。其次，根據(jù)電路的連接方式，正確運用串、并聯(lián)電路中電流、電壓、電阻的規(guī)律及歐姆定律列方程解題。必要時還可以根據(jù)電路中的不變量（電源電壓、用電器的阻值等）為紐帶，建立方程或方程組求解未知量?！窘忸}方法指導(dǎo)】例1.如圖所示，一個標有“6V，3.6W”字樣的小燈泡L和最大阻值為50的滑動變阻器R串聯(lián)后接在電源電壓U恒為6V的電路中，設(shè)燈泡電阻不變，則下列判斷不正確的是（）A.無論如何移動滑片P，電路中總功率不會超過2WB.移動滑片P，電路中總功率最小值為0.6WC.當滑片P滑到某個位置時，L和R的電功率相等D.當滑片P由滑向的過程中，燈泡L的電功率一直是減小解：電路中小燈泡L和滑動變阻器R串聯(lián)，電源電壓U=6V。當變阻器R的滑片在a端時，，則此時燈泡兩端電壓為6V，其功率為3.6W?；琍在端時，電路總電阻最大，電路中總功率最小，此時。當滑片P滑至某一位置，使接入電路的電阻時，其兩端電壓相等，L和R電功率相等。當滑片P由滑向的過程中，電路總電阻逐漸增大，電路中電流逐漸減小，由知，燈泡L的電功率一直是減小。答：選A。例2.如圖所示，小燈泡L標有“6V3.6W”，滑動變阻器R最大值為10歐，當滑片P移到端，小燈泡正常發(fā)光。試求：（1）電源電壓和小燈泡電阻。（2）當滑片P移到端時，閉合S，你還能求出哪些物理量？解析：這是一道結(jié)論開放的電學(xué)綜合題，主要考查學(xué)生對電學(xué)知識綜合運用的能力，考查知識多、覆蓋面廣。當滑片移到端時，L正常發(fā)光，此時電源電壓U=6V，則得小燈泡的電阻為當滑P滑到端時：電路中的總電阻：電路中的總電流：電路中消耗的總功率：電燈L消耗的功率：滑動變阻器消耗的電功率：答案：（1）電源電壓U=6V小燈泡的電阻（2）電路中的總電阻電路中的電流電路中消耗的總功率電燈L消耗的功率滑動變阻器消耗的電功率滑動變阻器兩端電壓例3.如圖是供電設(shè)備向居民樓用房戶輸電的示意圖。為保證居民樓內(nèi)的用戶所有用電器都能正常工作，居民樓的輸入導(dǎo)線間的電壓必須保證為220V，當居民樓內(nèi)消耗的功率為44千瓦的時候，問：（1）通過輸電線的電流為多少安？（2）若輸電線的總電阻為0.1歐，供電設(shè)備的輸出電壓是多少伏？（3）居民樓內(nèi)由于家用電器的增加，將向供電部門申請“增容”，即增加用電功率，當居民的用電器的額定功率由44千瓦增加到88千瓦所有用電器均在正常工作時，輸電線路損失的功率比“增容”前增加了多少？（4）若要求減少輸電線損失的功率，用學(xué)過的公式及知識說明應(yīng)采取的措施。解析：（1）（2）（3）（4）由可知，導(dǎo)線上損失的功率與電流的平方和導(dǎo)線的電阻有關(guān)，減小輸電線損失的電功率時，為保障用戶的用電器正常工作，I不能減小，只能減小，隨導(dǎo)線長度的變短而變小，隨橫截面積變大而變小，還跟材料有關(guān)。因居民樓到供電設(shè)備間距離不能變短，所以導(dǎo)線的長度不能變短，減小輸電線的電阻應(yīng)換用較粗的導(dǎo)線或改變輸電線的材料（例如：鋁線換成銅線），從而達到減小輸電線損失功率的目的。例4.如圖，是常見的靜脈滴注裝置。為了解除冬季輸液患者冰涼的感覺，小銳設(shè)想在導(dǎo)管外添加一個電加熱器，使藥液在流動中加熱。他收集了相關(guān)數(shù)據(jù)：藥液M=500克，，焦/（千克?℃），一般滴注時間分鐘，針頭與瓶內(nèi)液面豎直高度1米（不考慮其他熱損失）（1）若患者血壓與針頭處液體壓強相等，則患者血壓相當于多少毫米汞柱？（2）若使藥液從5℃加熱到35℃，該加熱器電功率應(yīng)多大？（3）為了解除患者冰涼的感覺，請你再提出一種可行的方法。解析：本題以一個“小發(fā)明”作為題目的背景，綜合了力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)和化學(xué)等知識，設(shè)計新穎且解答開放。在解答過程中要注意審題，學(xué)會從題設(shè)的眾多條件中剝?nèi)∷璧男畔?，就不難解決。（1），，即患者血壓相當于73.5毫米汞柱。（2）每秒鐘流出的藥液質(zhì)量：每秒的熱量：（3）方法1：傳熱法。用熱水袋、暖水瓶等靠近扎針處，利用熱傳遞使扎針處暖和。方法2：水浴法。讓輸液管通過盛有熱水的容器，使藥液加熱。方法3：化學(xué)法。在能讓輸液管穿過的密封盒內(nèi)放入生石灰塊，使用時，只要打開盒的開口，讓生石灰與空氣中水蒸氣發(fā)生放熱反應(yīng)，就可使藥液加熱。例5.市場上有一種雙能源太陽能熱水器，晴天享用太陽能，陰天可用電加熱，如圖，該熱水器電路圖。電熱管標有“220V1100W”，與構(gòu)成保溫電路。當K連到2時，電熱管正常工作，給水箱里的水加熱；當K連到3時，熱水器處于保溫狀態(tài)，保溫功率為100W。（1）求、的值。（2）保溫時的實際功率是多少？解析：本題電熱器具有保溫檔和加熱檔，這是一類題型。常見的還有電熱器、電烙鐵、飲水機、電飯鍋等。電熱器的額定功率狀態(tài)即加熱狀態(tài)。電路中只有一個電阻。此時的功率為1100W。由此可求出的阻值。。K打到3時為保溫檔，此時與串聯(lián)，電功率為100W，由，可求出阻值，再由，求出的實際功率。解：（1）。時，只有接入電路，正常工作，故電源電壓。時，和串聯(lián)，?！摺?。（2）保溫時，流過的電流有。消耗的實際功率。例6.如圖所示是某同學(xué)家庭電路中的電能表。（1）若照明燈泡的規(guī)格為“220V60W”，兩孔插座接一臺“220V100W”的電視機，三孔插座接一臺“220V280W”的電飯鍋，當它們?nèi)抗ぷ鲿r，通過電流表的電流是多大?（2）如果某一天電燈和電視機都使用了5，電飯鍋使用了1，這一天它們消耗了幾度電?（3）如果該同學(xué)家中添置了一臺銘牌標示為“220V600W”的電熱水器，他想測試一下標示的功率與實際使用時的功率是否相符，他讓這臺電熱水器單獨工作，用手表計時，結(jié)果10電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了250轉(zhuǎn)。請計算說明電熱水器的實際功率是多大。解析：電能表是電學(xué)中的重要儀表之一，它除用來測量電功外，還有一個較為廣泛的用途就是測量用電器的功率值，本題就是其中的一例。（1）三個用電器額定電壓為220V，正常工作時的電流可以根據(jù)求得。（2）用電器工作時消耗的電能由解出，注意時間和功率單位要統(tǒng)一。（3）要求實際功率，只要求出10內(nèi)做的功即可，從表上可知，電度表每KWh轉(zhuǎn)2500轉(zhuǎn)，此時轉(zhuǎn)了250轉(zhuǎn)，電流做的功為，再由，即可求得。解：（1），（2）（3）電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)250轉(zhuǎn)，電流做功0.1，（實際功率）說明:利用電能表測用電器的功率，通常采用下列步驟：（1）首先按測量要求設(shè)計合理的測量電路圖。（2）觀察電能表，記下它每KWh的轉(zhuǎn)數(shù)N。（3）測量時使待測用電器工作，其他用電器（屬于該電能表的）都停止工作。（4）用秒表或手表記下電能表轉(zhuǎn)一定圈數(shù)（盤的邊緣有個紅點）時所用時間。（5）利用公式計算出所測用電器的功率值為多少瓦?例7.如圖，是一個電熱毯示意電路圖，是電熱毯中的電阻絲，是與電熱毯電阻絲串聯(lián)的電阻.電熱毯上標有“220V100W”字樣，S是控制電熱毯處于加熱狀態(tài)或保溫狀態(tài)的開關(guān)。（1）用學(xué)過的公式推理說明開關(guān)S斷開時，電熱毯是處于加熱狀態(tài)還是保溫狀態(tài)?（2）若要求在保溫時電流通過電阻線每分鐘有60焦的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電阻的阻值是多大?解析：本題考查是否會用學(xué)過的知識解決生活中的實際問題。電熱毯是眾多家庭冬季睡覺時取暖的用具。通過本題的解答，同學(xué)們就可以更好地理解電熱毯的工作原理。（1）當開關(guān)S閉合時，被短接，電路中只有，由電功率公式得的電功率為（U為電源電壓），當開關(guān)S斷開時，電路中與串聯(lián)。設(shè)兩端電壓為，則的電功率為。很明顯，，所以有，即S斷開的電功率要小些，也就是說，S斷開時電熱毯處于保溫狀態(tài)。（2）由電熱毯上標有的“220V100W”字樣，可得電熱毯電阻絲的電阻為：。在保溫狀態(tài)（S斷開）時，的電功率為；在加熱狀態(tài)（S閉合）時，的電功率為它的額定功率，即。因電阻絲的阻值不變，于是由公式得：在S斷開時，與串聯(lián)，由串聯(lián)電路電壓特點，得兩端電壓為。再由串聯(lián)電路的電流特點，不難得出：【綜合測試】1.家庭電路的引線均有一定的電阻（約幾歐），因此，當家中空調(diào)、電爐等大功率用電器工作時，家中原來開著的電燈會變暗。某小組同學(xué)在“創(chuàng)新素質(zhì)實踐行”活動中，通過測試就可以估算出家庭電路引線部分的電阻。如圖所示，用r表示家庭電路引線部分的總電阻，L為一只普通家用白熾燈泡，M是一臺空調(diào)器。在測試時，先斷開開關(guān)S，接通燈泡L，測得燈泡兩端的電壓為，燈泡的功率為；再閉合開關(guān)S，測得燈泡兩端的電壓為，空調(diào)的功率為（遠大于）。寫出估算r的表達式（只用、和表示，設(shè)電源電壓恒定）2.下面是小宇同學(xué)在實驗室中研究電流產(chǎn)生的熱量和哪些因素有關(guān)的實驗過程記錄，有不完整的地方，請你幫他填寫完整。課題：研究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)裝置及原理。我們組的同學(xué)組裝了如圖所示的實驗裝置，在兩個相同的燒瓶中裝滿煤油，瓶中各放一根電阻絲，甲瓶中電阻絲的電阻比乙瓶中的大。通電后電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量使煤油的溫度升高，體積膨脹，煤油上升的高度越。實驗過程：①接通電路一段時間，比較兩瓶中的煤油哪個上升得高，實驗結(jié)果是：瓶中的煤油上升得高。這表明，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。②在兩玻璃管中的液柱降回原來的高度后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，加大電流，重做上述實驗，通電時間與前次相同。在兩次實驗中，比較甲瓶（或乙瓶）中的煤油哪次上升得高。實驗結(jié)果：在第二次實驗中，瓶中煤油上升得較。這表明，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。③實驗表明，通電時間越長，瓶中煤油上升得越高，電流產(chǎn)生的熱量越。我們小組的同學(xué)一起對實驗現(xiàn)象進行歸納分析，找到了電流產(chǎn)生熱量的多少和哪些因素有關(guān)。3.給塑料加熱要使其受熱均勻，為此工廠里用熱水浸泡加熱，若所用熱水質(zhì)量為15，溫度為98，由于熱量散失，每分鐘熱水溫度會降低1。為維持水恒溫，用電熱絲給熱水加熱使其始終保持98，已知電源電壓210，那么電熱絲要選擇多大的電阻？4.將阻值分別為與的兩只電阻第一次以某種方式連接后，兩端加上電壓，這時消耗的功率是消耗的功率的4倍；若與第二次以另一種方式連接后，兩端仍加上電壓，此時通過的電流大小為安，兩端電壓為8伏，電路消耗的總功率為4瓦。（1）根據(jù)題意，通過計算判斷后，在方框中畫出兩次電路連接的示意圖。（不需寫出分析、計算過程）（2）求電阻與的阻值。（3）求所加電壓的值。5.黑夜中看不見開關(guān)位置，為此小明設(shè)計了如圖所的電路。當單刀雙擲開關(guān)S合向時，照明燈亮、指示燈滅，避免指示燈費電；S合向時，照明燈滅、指示燈亮，顯示開關(guān)位置（S只能存在這兩種狀態(tài)）。他利用一個“10