如何解中考物理電學題

2022-09-26 20:33:06 字數 4545 閱讀 7783

複雜開關電路類計算題的分析思路

為了體現習題的綜合性,把串聯和併聯同時進行考查,命題者常通過開關的組合或滑動變阻器的介入而使電路變換不同的連線方式,或是串聯,或是併聯,但一般不出現混聯。這類題有一定的難度,分析時需要我們先將其解開,分清電路的串、併聯情況,然後再進行計算。

例1、(2023年重慶)如圖1所示,小燈泡l標有「6v 1.5w」字樣,r2為阻值未知的定值電阻器,電源電壓為12v保持不變。

(1)若開關s1閉合,s2斷開,滑動變阻器r1的滑片在它的中點時,小燈泡恰能正常發光。求:滑動變阻器r1的最大阻值。

(2)若開關s1閉合,s2斷開,滑動變阻器r1的滑片p移到最左端時,求:小燈泡這時的實際功率。(小燈泡燈絲的電阻視為不變)

(3)若保持滑動變阻器r1的滑片p在左端不動,將開關s1、s2均閉合,此時電流錶的示數為1.25a,求:r2的阻值。

分析:該題分為三種情況,我們需要分別加以對待。

(1)當s1閉合、s2斷開,p在r1中點時,燈l與r1串聯接在電源上,變阻器有一半電阻接入電路,燈泡正常發光。其等效電路為圖2所示。

因小燈泡正常發光,其兩端電壓為ul=6v,故變阻器上分得的電壓為u1=u-ul=12v-6v=6v;

根據p=ui可得,變阻器上通過的電流;

故變阻器接入電路的電阻為,

滑動變阻器r1的最大阻值為r1=2r=48ω。

(2)當s1閉合、s2斷開,p在r1最左端時,r1與l串聯接在電源上,變阻器的最大阻值接入電路,等效電路為圖3所示。

由公式可得,

燈泡的電阻為,

則電路總電阻r總=r1+rl=48ω+24ω=72ω,

電路中的電流。

故燈泡的實際功率為pl′= i2rl = ()2×24ω=0.67w。

(3)當p在r1最左端,s1、s2均閉合時,l被短路,只有r1、r2並聯接在電源上,電流錶的示數為幹路上的電流,其等效電路為圖4所示。

通過電阻r1的電流為,故電阻r2上通過的電流為i2=i-i1=1.25a-0.25a=1a。故電阻r2的阻值為。

可見,解決開關電路問題的關鍵是通過開關的閉合和斷開及變阻器的滑片滑動情況分別畫出它的等效電路圖,有時電路中還可能有電流錶和電壓表,要根據這些電表所起的作用明確它測量的物理量,然後再由簡化的等效電路圖去分析、尋找問題的解決方法。電路被簡化的好處是分步呈現、互相關照,由於各種情況分得十分清晰,不容易產生混淆,會解題帶來了很大的方便。

為了使思維有依託,我們有時還需要把相應的已知、未知量標上去,這樣在分析問題時就有了指向性。採用這種化整為零,各個擊破的方式會使你很快找到解大題的思路。

測電功率的兩種方法

計算電功率的公式有兩個,一是由電功率的概念得出的公式,二是根據它與電流、電壓的關係而得出的公式p=ui。依照這兩個公式,我們就能得出測量電功率的兩種方法。

方法一、用伏安法測電功率

由公式p=ui可知,只要能測出用電器的兩端電壓u和通過的電流i,就可以計算用電器的電功率。所以我們要在用電器兩端併聯乙個電壓表用來測電壓,串聯乙個電流錶用來測電流,為測量不同電壓下的電功率,需要改變電路中的電壓,所以在電路中再串聯乙個滑動變阻器,當然還有電源、導線和開關等,組成的測量電路如圖1所示。

例1、(2023年鹽城)在測定「小燈泡電功率」的實驗中,已知電源電壓為6v,小燈泡的額定電壓為3.8v,圖2甲是小王同學沒有連線完的實物電路。

(1)請用筆畫出導線,將實物電路連線完整,要求滑片p向右移動,小燈泡變亮。

(2)電路連線正確後,小王閉合開關,發現小燈泡不亮,電壓表有示數且為6v,電流表示數為零,則產生這個故障的原因可能是答對一種即可)。

(3)故障排除後,閉合開關,移動滑動變阻器的滑片使小燈泡正常發光,電流表示數為0.2a,則小燈泡的額定功率是_________w。

(4)小王用上述實驗裝置測定乙個「220v 100w」的燈泡的電阻,移動滑片後,電壓表和電流表示數如圖乙所示,燈絲的電阻為根據測得的燈泡電阻值和燈泡上標出的資料進行分析,應得到的結論是

分析:(1)電路只剩下了滑動變阻器,根據要求:滑片p向右移動,小燈泡變亮,說明變阻器的電阻應該變小,故應該把變阻器的a接線柱與開關的右端相連線,電路圖略;(2)因電流表示數為零,所以電路某處是斷開的,因電壓表示數接近電源電壓,故電壓表中有電流通過,所以燈泡處是斷開的,填「燈泡接觸不良」或「燈絲斷開」都可以;(3) 小燈泡正常發光,說明其兩端電壓是額定電壓3.

8v,故燈泡的額定功率p=ui=3.8v×0.2a=0.

76w;(4)通過對電表的讀數可知,燈泡的電壓為7v,電流為0.2a,故其電阻為=35ω;由燈泡上標出的額定電壓和額定功率計算得出的電阻比35ω要大得多,因為燈泡發光時燈絲的溫度比較高,電阻隨溫度有公升高而增大。

伏安法測電功率實際上己經成為電學實驗的綜合之所,它可以將實物連線、故障類電路、電表的讀數、電功率的計算等結合在一起,但它們彼此間聯絡甚少,我們可以各個擊破。

方法二、用電能表和秒錶測電功率

由公式可知,只要用電能表測出用電器消耗的電功w,再用秒錶測出時間t,就可以計算出用電器的電功率。

例2、(2023年哈爾濱)某同學想借助如圖4所示的電能表測出家中一盞電燈的電功率。

(1)測量時除用電能表外,還需要使用的測量工具是

(2)關掉家中其他的所有用電器,只讓這盞燈工作,測得電能表轉盤轉10轉所用的時間是2min,則這盞燈的電功率是_________w。

分析:(1)還需要的是測量時間的工具是:秒錶。

(2)由電能表的標號「3000r/kw·h」可知,每消耗1 kw·h的電能轉盤要轉3000轉;現在轉盤轉了10轉,則消耗的電能是kw·h=×3.6×106j=1.2×104j;由於時間是2min=2×60s=120s,故電燈的功率=100w。

一定要認清銘牌的含義,它是推理的基礎。

電功率計算公式的選擇技巧

電功率這部分知識涉及的公式較多,有時選擇起來總感到無從下手,到底該如何選擇恰當的公式對問題進行判斷或計算呢?首先,我們對這部分的公式做個總結:

1、電功的計算公式:①w=uit;②w=pt;③w=uq;④;⑤w=i2rt。前三個都是普遍適用的,後兩個只適用於純電阻電路。

2、電功率的計算公式:①;②p=ui;③;④p=i2r。前兩個都是普遍適用的,後兩個只適用於純電阻電路。

3、電熱的計算公式:①q= i2rt;②q=;③q=uit;④q=w=pt。只有第乙個是普遍適用的,後三個只適用於純電阻電路。

注意:純電阻電路是指只含有發熱電阻元件的電路,其中電能完全會轉化為熱能,遵循w=q;而非純電阻電路則是電能並不完全轉化為熱能,它還要轉化為其他形式的能。如機械能等,此時w≠q,而是w>q,電功仍用w=uit計算,而電熱要用q= i2rt來計算,其差值就是電能轉化成的其他形式的能。

一、根據題目的已知和未知量選擇

例1、(2023年河北)當20c的電荷量定向通過乙隻為20ω的電阻時,電流通過電阻所做的功為2×103j,則( )

a.通電時間為4minb.該電阻兩端的電壓為200v

c.通過電阻的電流為10ad.該電阻消耗的電功率為500w

分析:題中提供的三個已知量是電量q、電阻r和電功 w,所求的量有時間t、電壓u、電流i和電功率p,含有電量q與電功w 的公式只有w=uq,則我們可以先求出電壓u來,然後再求出其他量。

由w =uq得,電阻兩端電壓u==100v;所以電流i==5a;時間t==4s;電功率p==500w。故d是正確的。

二、根據實際含義進行選擇

例1、某發電站向使用者輸送的電功率是100kw,若輸電導線的總功率為0.1ω,當輸電電壓為220v時,輸電線上損失的功率為多少?

分析:計算輸電線上損失功率的公式很多,我們到底選擇哪個進行計算呢?這時我們要對輸電的具體含義進行認識。

如圖1所示為輸電示意圖,輸電線上損失的功率應該用p=i2r計算,因為電流i可以通過輸電的總功率和輸電電壓求出,而輸電線兩端的電壓不易直接求出,所以不用p=ui和來計算。

解:由公式p=ui可得,輸電線上的電流≈455a;

所以輸電線上損失的功率為p損=i2r=(455a)2×0.1ω=20703w。

三、根據電路連線情況選擇

例3、定值電阻r1:r2=3:2,當把它們串聯接入電路時,其功率之比為當它們併聯接入電路時,其功率之比為

分析:由於在串聯電路中,電流相等,所以我們選擇公式p=i2r進行比較,其功率之比就等於電阻之比,所以p1:p2=3:2;

在併聯電路中,由於電壓相等,所以我們選擇進行比較,其功率之比就是電阻之比的倒數,故p1:p2=2:3。

如何「吃」下綜合這盤大餐

有人說,考查電學實驗最熱莫過於測電功率了,因為它能把電學所有的器材都用上,把電學許多的規律能揉進去。是的,它可以把電路的連線、器材的選擇、儀表的讀數、故障電路的分析、電功率或電阻的計算以及電阻大小與溫度有關的知識等都能綜合在一起,這樣的習題真可謂是一道電學綜合大餐。那麼我們如何「吃」下這盤大餐呢?

例1、(2023年江西省)在測定「小燈泡的電功率」的實驗中,已知電源電壓為6v,小燈泡的額定電壓為2.5v,小燈泡的電阻約為10ω,滑動變阻器上標有「20ω 1a」字樣。圖15是小向同學沒有連線完的實物電路。

(1)請你用筆畫線代替導線,將實物電路連線完整;

(2)實驗中,小向同學連線好電路後,閉合開關,移動滑片,發現小燈泡始終不亮,且電壓表有示數,電流錶無示數,則故障的原因可能是

(3)故障排除後,閉合開關,移動滑動變阻器的滑片到某一點,電壓表的示數如圖16甲所示,為________v,要測量小燈泡的額定功率,應將滑片p向________端滑動(選填「左」或「右」);

物理中考壓軸題訓練之電學題

1 某同學利用圖甲電路對額定電壓已經模糊 額定功率為1w的小燈泡進行了如下研究,按如甲連線電路後,閉合開關s,測得通過小燈泡的電流與小燈泡兩端的電壓關係如圖乙。1 據圖判斷,實驗過程中小燈泡的電阻是 選填 恆定 變化 的。2 當小燈泡兩端的電壓為0.5v時,2min 內小燈泡消耗的電能為多少?3 小...

中考物理電學專

一 選擇題 3分 13 39分 1 下列說法正確的是 a.千瓦時是電功率的單位 b.電能表是測量電功率大小的儀表 c.消耗電能多的用電器,它的電功率一定大 d.用電器正常工作10h耗電1kwh,它的功率為100w 2 下列說法中正確的是 a 通過導體的電流越大,則導體的電阻越小 b 當加在導體兩端的...

如何解答中考語文排列句序題

江蘇省東台市四灶鎮中學史亞軍 在中考試題中經常出現排列句序的題目。例如2005年北京市語文中考試題 5 依次填入橫線的語句順序恰當的是 兩進院落以上的四合院,多分為外宅和內宅兩部分。外宅為賓客居住,內宅為主人居住。垂花門為四合院的二進門,俗稱 二門 內外宅之間用一堵牆隔開,這堵牆上的門通常用垂花門。...