初中物理电学难点分析——决胜中考

初中物理电学难点分析——决胜中考

专题训练 分析电路（1）‎ ‎1.热敏电阻广泛应用于控制电路中，其阻值会随环境温度的改变而改变．图21甲中，电源电压U =6V，A是小量程电流表，其允许通过的最大电流为‎0.02 ‎A，滑动变阻器R的铭牌上标有“200Ω ‎0.3 A”字样，Rt为热敏电阻，其阻值随环境温度变化关系如图21乙所示。闭合开关S，求： ‎ ‎(1)环境温度为‎10 ‎‎℃‎、电路中电流为‎0.0l A时Rt两端的电压。‎ ‎(2)图甲电路可以正常工作的最高环境温度。‎ 图21‎ 解：(1)当环境温度为‎10℃‎时，由乙图可知热敏电阻阻值为：Rt=500Ω ‎ 由U=IR得 URt=‎0.01A×500Ω=5V ‎(2)电路中允许通过的最大电流为：I=‎‎0.02A 电路中允许的最小总电阻为：R=U/I=6V/‎0.02A=300Ω 滑动变阻器的最大阻值为:200Ω 所以热敏电阻连入电路的最小阻值为：100Ω 由图乙可知：可以正常工作的最高环境温度为‎50℃‎。‎ ‎【规律总结】关于欧姆定律计算题的解题思路：‎ ‎（1）对于复杂的电路，首先简化电路；‎ ‎（2）弄清电路的连接方式；‎ ‎（3）利用欧姆定律和串并联电路的规律解题。‎ 图23‎ ‎2. 如图23所示，R0=10Ω，电源电压不变。当在电路中再串联接入一个R1=30Ω的电阻时，电流表的示数为I1=‎0.25A。求：‎ ‎（1）电源电压；‎ ‎（2）要使电流表的示数为I2=‎1.2A。需要在图中如何连接电阻？阻值为多大？‎ 答案：（1）10V；（2）50Ω。‎ 图24‎ ‎3.如图24所示的电路中，电源电压为6伏，且保持不变。电阻R1与R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，其阻值变化范围是0～20欧。‎ ‎（1）当S1闭合，S2断开，滑片P滑到b端时，电压表的示数为2伏，求电流表的示数。‎ ‎（2）当S1、S2都闭合，滑片P滑到a 端时，电流表的示数为1.2安，求R2的阻值。‎ 答案：（1）0.2安。（2）R2=10欧。‎ ‎　　　　‎ 图13‎ ‎4、【2009•北京市】图13中，电阻R1与R3相等，电阻R2与R4相等。现有一个两端电压为10V的电源，当把该电源接在A、B两个接线端时，电压表的示数为7.5V，电阻R1两端的电压为U1。当把该电源接在C、D两个接线端时，电压表的示数为5V，电阻R2两端的电压为U2。则下列选项正确的是【 】ACD A.U1:U2=1:2 B.R1:R5=1:3‎ C.R2:R5=1:2 D.R1:R2=1:3‎ ‎5、【2009•天津市】某同学在没有电流表的情况下，利用电压表和已知阻值的定值电阻R0，测量未知电阻Rx阻值，图14中可实现测量R阻值的正确电路图是【 】ACD 图14‎ 图15‎ ‎6、【2009•茂名市】现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2，为了分辨它们的阻值大小，几个同学分别设计了如图15所示的四种电路，其中可行的是【 】ABC 图17‎ ‎7、【2009•齐齐哈尔市】如图17所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动过程中（假设灯丝电阻不变），下列说法正确的是【 】A A.电压表和电流表示数都变小 ‎ B.电压表和电流表示数的比值变大 C.电压表示数变大，灯变暗 ‎ D.电流表示数变大，灯变亮 图28‎ ‎8、【2009•兰州市】（6分）如图28所示电路，电源电压保持不变。在甲图中，闭合开关S，电压表示数为4V，电流表示数为‎0.4A；乙图中，闭合开关S，电压表示数为6V。求：‎ ‎（1）R1 、R2的阻值；‎ ‎（2）乙图中电流表示数。‎ ‎（其它解法求出R1 给２分，求出R2给２分，求出乙图中电流表示数给２分。）‎ ‎9、【2009•长沙市】某班科技小组的同学设计了一种简易的电子拉力计，图29是其原理图．放在水平地面上的物体A通过硬质弹簧与拉环相连。弹簧上端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R2接触良好且不计摩擦）．已知物体A的质量为100kg，定值电阻R1 = 6 Ω，R2 是一根长为6cm的均匀电阻线（阻值与其长度成正比），其最大阻值为24Ω，电源电压为6V，电流表的量程为0~06A．当不拉拉环是时，金属滑片P刚好处于a端．已知该弹簧伸长的长度△l与所受竖直向上的拉力F间的关系如图30所示，问：‎ 图29‎ 图30‎ ‎ ‎ ‎（1）要把电流表的表盘改为拉力计的表盘，则拉力计表盘的零刻度应标在电流表表盘的何处？‎ ‎ （2）闭合开关，当电流表示数为0.6A时，R2接入电路中的电阻为多少？‎ ‎ （3）在保证电路安全的条件下，物块A对地面的压力范围是多少？（取g=10N/kg）‎ ‎（1）当不拉拉环时，R2 = 24Ω，由欧姆定律知，电路中电流 ‎ I = = 0.2A ‎ 故拉力计的零刻度应标在电流表表盘上示数为0.2A处．‎ ‎（2）闭合开关，拉动拉环，当电流表示数为0.6A时，由欧姆定律得 ‎ 总电阻R＇= = 10 Ω ‎ R2接入电路的电阻R2＇= R＇―R1 = 10Ω―6Ω = 4Ω ‎（3）由题意要保证电路的安全，则电路中最大电流不能超过0.6A，当电流为0.6A时，拉环上拉力最大．‎ ‎ 由第（2）问知R2＇= 4Ω，又R2的阻值与长成正比，故此时连入电路中的电阻线长度为l = 1 cm，则弹簧伸长的长度△l = l0―l = 6cm―1cm = 5cm ‎ 据乙图知，此时拉环拉力最大为Fmax=750N ‎ 如图所示，A受重力G、支持力FN和拉环拉力F拉平衡，由平衡知识得 ‎ F拉+FN = G，当F拉= Fmax时，地面对A的支持力FN最小，其值为 ‎ FN = G―Fmax= 1000N―750N = 250N ‎ 当F拉= 0 时，地面对A的支持力FN最大，其值为FN＇= G= 1000N ‎ 由作用力与反作用力大小相等可得物体A对地面的压力F压=FN ‎ 故A对地面的压力F压的范围为250N~1000N．‎ 图19‎ ‎10、【2009•北京市】图19所示的电路中，电源两端电压U保持不变。当只闭合开关S1时，电压表的示数为U1，电流表的示数I1为‎1A，电阻R1消耗的电功率P1为4W，电阻R2消耗的电功率为P2。当开关S1、S2都闭合时，电压表的示数为U2，电流表的示数为I2，电阻R2消耗的电功率为P2′。已知P2:P2′=1:4，U1:U2=2:1。求：‎ （1） 电流表的示数I2为多少安？2A （2） 电源两端的电压U为多少伏？12V （3） 当开关S1、S2都闭合时，通电5min，电阻R2产生的热量为多少焦？2400J A V2‎ V1‎ R1‎ R2‎ S P 图20‎ ‎11、【2009•上海市】在图20所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R2上标有“100Ω ‎1A”字样。闭合电键S后，电流表A的示数为0.5安，电压表Vl的示数为10伏，电压表V2的示数为6伏。求：‎ ‎①定值电阻R1的阻值。‎ ‎ ‎ ‎②此时滑动变阻器R2消耗的电功率P2。‎ ‎ ‎ ‎③请用定值电阻来替换电阻R1，并选择合适的电表量程。要求：在不更换电表量程的情况下，移动变阻器的滑片P，使所有电表的示数都能达到各自的最大值，且电路能正常工作。第一，符合上述条件的所有可能的定值电阻阻值：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。第二，满足上述要求时，电流表示数的最小值。（写明必要理由）‎ ‎① R1＝U1/I1 ‎ ‎＝10伏/0.5安＝20欧 ‎ ‎② P2＝U2I2 ‎ ‎＝6伏×0.5安＝3瓦 ‎ ‎③ 5欧；25欧。 ‎ ‎（1）定值电阻为5欧时，电流表、电压表V1，V2的量程分别为0.6安、3伏、15伏。‎ 当电压表V2示数最大时，电流表的示数最小，此时有：‎ ‎ ‎ ‎（2）定值电阻为25欧时，电流表、电压表V1的量程分别为0.6安、15伏。电压表V2示数的最大值为：‎ 所以，电压表V2的量程只能选3伏。 ‎ 当电压表V2的示数最大时，电流表的示数最小，此时有：‎ ‎12、【2009•重庆市】 爱思考的林刚利用图21所示的电路进行实验，当闭合开关S后，发现标有“6V 3W”的灯L1和标有“12V 3W”的灯L2亮度并不相同。已知电源电压为6V，不考虑灯丝电阻值随温度的变化。求：‎ 图21‎ ‎（1）通过灯泡L1的电流为多大？‎ ‎（2）灯光L2每分钟消耗多少电能？‎ ‎（3）灯泡L2的实际功率是多大？电路中灯L1和L2哪个更亮？‎ 解：(1)、灯L1的额定电压U1=6V，额定功率P1=3 W，电源电压为6V ‎ ∴灯L1正常发光，通过灯泡的电流： (2分)‎ ‎ (2)灯L1正常发光时，每分钟消耗电能： ‎ W1=U1I1t =6V×‎0.5A×60s=180J (3分)‎ ‎(3)灯I2的额定电流 ‎ ‎ 灯L2的电阻 ‎ ‎ 通过灯L2的实际电流 ‎ 灯L2的实际功率P2`=U1I2`=0.75W ‎ ∵灯L2的实际功率小于灯L1的功率 ‎ ∴ 灯Ll较亮 ‎ ‎ (3分)‎ ‎ ‎ ‎13、【2009•贵阳市】如图24甲所示，当开关S接a时，移动滑动变阻器的滑片P，根据测出的电流、电压值，画出了定值电阻R0的U—I图像；当开关S接b时，同样根据测出的电流、电压值，画出了灯泡L的U—I图像，如图24乙所示。‎ ‎（1）求定值电阻R0的阻值；‎ ‎（2）将R0与灯L串联接在6V的电源两端时，求灯丝的实际电阻值；‎ 图24‎ ‎0.4‎ RL R0‎ ‎0.2‎ ‎0.6‎ ‎0.8‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎8‎ U/V I/A ‎0‎ 甲 L R0‎ S P ‎（3）将R0与灯L并联接入电路并调节电源电压，当 R0消耗的电功率为4.9W时，灯L恰好正常发光，求灯L的额定电功率。‎ ‎ ‎ 解：⑴由图像可知：当U0 =2V 时， I0=0.2Ａ（利用其它数据也可）‎ ‎∴==10Ω （2分）‎ ‎（2）分析图像可知：此时UL=2V IL =0.4Ａ ‎∴==5Ω （2分）‎ ‎（3）∵ ∴U0′===7V ‎ ‎∵R0与RL并联 且灯正常发光 ∴UL额=U0′=7V ‎ ‎ 由图像可知此时：IL额=0.75A 故：PL额= UL额IL额=7V×0.75A=5.25W （2分）‎ 图26‎ ‎14、【2009•泰安市】图26是某品牌家用电饭锅的工作原理图，已知R2 的阻值为44Ω；单独闭合开关S1时，电饭锅处于保温状态，此时的保温功率为40W。求：‎ ‎（1）R1阻值是多少？‎ ‎（2）同时闭合开关S1、S2，电饭锅工作1min消耗多少电能？ ‎ 解：（1）R1的电阻值:R1＝＝＝1210Ω……………………………2分 ‎(2) 同时闭合开关S1、S2时，两电阻并联，工作1min R1消耗的电能:W1＝P保温t＝40W×60s ＝2.4×103J ………………………………………1分 R2消耗的电能:W2＝t＝×60s＝6.6×104J ……………………………………1分 电路消耗的电能:W＝W1＋W2＝2.4×103J＋6.6×104J＝6.84×104J ………………………1分