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1、1 专题训练专题训练( (八八) ) 电学综合计算电学综合计算 类型一 串、并联电路的基本计算 1R1、R2连接成如图 ZT81 所示的甲、乙两种电路，R12R2，电源电压均为U，图甲 中R1、R2在相同时间内产生的热量为Q甲 1、Q甲 2，则Q甲 1Q甲 2_；图乙中 R1、R2在相同时间内产生的热量分别为Q乙 1、Q乙 2，则Q乙 1Q乙 2_。 图 ZT81 2如图 ZT82 所示，定值电阻R1和R2并联在电压为 6 V 的电源上，当开关 S 闭合时， 电流表 A1的示数为 0.6 A，电流表 A2的示数为 0.2 A，求： (1)定值电阻R1的大小。 (2)R2在 40 s 的时间内消
2、耗的电能。 图 ZT82 3如图 ZT83 所示，电源电压保持不变，已知R240 。 (1)当闭合开关 S、S1时，电压表示数为 6 V，求电源电压。 (2)当闭合开关 S，断开 S1时，电压表示数为 2 V，求通过R1的电流和R1消耗的电功率。 图 ZT83 类型二 多挡位用电器的相关计算 42017潍坊某型号电饭锅具有保温与加热两种功能，其简化电路如图 ZT84 所示， R1、R2均为电热丝。下列说法正确的是( ) 2 图 ZT84 AS1、S2闭合时，电饭锅处于加热状态 BS1、S2闭合时，电饭锅处于保温状态 CS1闭合、S2断开时，电饭锅处于加热状态 DS1断开、S2闭合时，电饭锅处于
3、保温状态 52017荆门如图 ZT85 甲所示是用于焊接塑料水管的热熔器，其电路如图乙所示。 加热电阻R166 、R2176 ，S1是手动控制开关，S2是可随温度自动跳转的温控开关。 R0是特殊限流电阻，热熔器加热时R0的电阻较大，LED 指示灯发红光；保温时R0的电阻较 小，LED 指示灯发绿光。已知 LED 灯发光时两端电压保持不变。 图 ZT85 (1)开关 S1和 S2都闭合时，热熔器处于_(选填“加热”或“保温”)状态。 (2)开关 S1闭合，S2断开时，R1的功率_(选填“大于”“等于”或“小于”)R2 的功率。 (3)发红光时 LED 灯的电流_(选填“大于”“等于”或“小于”)
4、发绿光时 LED 灯的电流。 (4)保温状态时电路的电功率为_W。 62017陕西如图 ZT86 甲所示为某型号室内电加热器，有高温和低温两个挡位，额 定电压为 220 V，高温挡和低温挡功率分别为 2200 W 和 1000 W，简化电路如图乙所示。 (1)使用电加热器时，要将插头插入三孔插座，是为了将金属外壳与_相连，当 开关 S1闭合、S2断开时，电加热器处于_温挡。 (2)请计算电阻丝R1的阻值和通过电阻丝R2的电流(结果保留一位小数)。 (3)在额定电压下，使用高温挡工作 3 h，电加热器产生的热量是多少焦？ 图 ZT86 3 类型三 与图像有关的电学计算 72017常州如图 ZT8
5、7 甲所示的电路中，电源电压可调，灯 L1、L2的额定电压均 为 6 V，L1、L2的IU图像如图乙所示，闭合开关 S，逐步调大电源电压至电路允许的最大 值，此时( ) 图 ZT87 AL1正常发光 B电源电压为 12 V C电路总电阻为 30 D电路总功率为 2.4 W 82017海南如图 ZT88 所示，图甲是小谦同学研究调光灯的实验电路图，小灯泡规 格是“6 V 3 W”。闭合开关 S，当滑动变阻器滑片P在A点时，滑动变阻器连入电路的电 阻为R1，电压表的示数为 4 V。当滑动变阻器滑片P在B点时，滑动变阻器连入电路的电阻 为R2，电压表的示数为 2 V，且R22R1。测绘出小灯泡的IU
6、图像如图乙所示，电源电压 保持不变。 (1)根据小灯泡的IU图像判断，小灯泡的阻值是否恒定_(选填“恒定”或 “不恒定”)，用物理知识解释其原因是_。 (2)小灯泡正常发光时的电流是多少？ (3)小灯泡两端电压为 2 V 时的实际功率是多少？ (4)电源电压是多少？ 图 ZT88 4 类型四 电学中的范围问题 9如图 ZT89 所示电路中，电源电压不变，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻。开关 S 闭合后，当滑片P在变阻器的两端A、B之间滑动的过程中，电压表的最大示数为 4 V，电 流表的示数变化范围是 0.41.2 A。则下列结论正确的是( ) AR210 BR1的最大电阻为 5 C电源电压为
7、 6 V D电阻R2的电功率变化范围是 1.64.8 W 图 ZT89 10如图 ZT810 所示的电路中，电源电压恒为 4.5 V，电压表的量程为 03 V，电流 表的量程为 00.6 A，滑动变阻器的规格为“20 1 A”，灯泡标有“2.5 V 1.25 W” 字样。若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，不 考虑灯丝电阻的变化，则滑动变阻器的电阻允许调节的范围是_，该电路的 最大电功率是_W。 图 ZT810 5 详解详析详解详析 121 12 解析 由图甲可知，两电阻R1、R2串联，根据串联电路的电流特点， 以及QI2Rt可得：在相同时间内R1与R2产生
8、的热量之比为 。 Q甲1 Q甲2 I2R1t I2R2t R1 R2 2R2 R2 2 1 由图乙可知，电阻R1、R2并联，根据并联电路的电压特点，以及QWt可得：在 U2 R 相同时间内R1与R2产生的热量之比为 。 Q乙1 Q乙2 U2 R1t U2 R2t R2 R1 R2 2R2 1 2 2(1)定值电阻R1的阻值：R110 。 U I1 6 V 0.6 A (2)R2在 40 s 的时间内消耗的电能： WUI2t6 V0.2 A40 s48 J。 3(1)当 S、S1闭合时，电路为R1的简单电路，电压表测电源电压，则电源电压为 6 V。 (2)当闭合 S，断开 S1时，两电阻串联，电
9、压表测量R1两端的电压，因串联电路中总电 压等于各分电压之和，所以R2两端的电压：U2UU16 V2 V4 V；串联电路中各处电 流都相等，所以通过R1的电流：I1I20.1 A，R1消耗的电功率：P1U1I12 U2 R2 4 V 40 V0.1 A0.2 W。 4A 解析 由P可知，电源电压一定时，电阻越大，电功率越小；电阻越小， U2 R 电功率越大。S1、S2闭合时，R1被短路，电路中只有R2，电阻较小，电功率较大，为加热状 态。S1闭合、S2断开时，两电阻串联，总电阻较大，电功率较小，为保温状态。S1断开、S2 闭合时，电路为开路。 5(1)加热 (2)小于 (3)小于 (4)200
10、 解析 由P可知，电源电压一定时，电阻越大，电功率越小；电阻越小，电功率 U2 R 越大。(1)S1和 S2都闭合时，R2被短路，电路中只有R1，电阻较小，电功率较大，为加热状 态。(2)S1闭合，S2断开时，R1与R2串联，电流相等，由PI2R可知，R1R2，P1P2。(3) 发红光时R0阻值较大，电流较小。发绿光时，电阻较小，电流较大。(4)P U2 R总 200 W。 （220 V）2 66 176 6(1)大地(或地线) 低 (2)低温挡只有R1工作，R148.4 。S1、S2均闭合时，两电阻并联， U2 P1 （220 V）2 1000 W 电加热器处于高温挡，P2P高P低2200
11、W1000 W1200 W，通过R2的电流：I2 P2 U 5.5 A。 1200 W 220 V (3)QWP高t2200 W33600 s2.376107 J。 7D 解析 由图乙可知，两灯正常发光时，电流分别为 0.6 A、0.3 A，串联时电流 相等，最大为 0.3 A，即 L2正常发光，A 错误。电源电压UU1U22 V6 V8 V，B 错 6 误。总电阻R 26.7 ，C 错误。总功率：PUI8 V0.3 A2.4 W，D 正确。 U I 8 V 0.3 A 8(1)不恒定 灯丝电阻随温度改变而改变(2)小灯泡正常发光的电流： IL0.5 A。 P额 U额 3 W 6 V (3)由
12、图像可知，小灯泡两端的电压为 2 V 时，电流为 0.25 A，小灯泡的实际功率为P 灯U灯I灯2 V0.25 A0.5 W。 (4)P在A点时，UA4 V，IA0.4 A，U4 V0.4 AR1；P在B点时，UB2 V，IB0.25 A，U2 V0.25 A2R1；解可得：R120 ，U12 V。 9C 10410 2.25 解析 灯泡的电阻：R灯5 。 （2.5 V）2 1.25 W 电流表测量通过灯泡的电流，灯泡两端电压不允许超过额定值，也就是电路中的电流最 大为灯泡的额定电流，即电流最大值I最大I灯0.5 A。 P灯 U灯 1.25 W 2.5 V 电路中电流最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，根据串联电路电阻的特点，滑动 变阻器允许接入的最小阻值为R最小R灯5 4 。 U I最大 4.5 V 0.5 A 当电压表示数等于 3 V 时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，则此时电路中的电流： I0.3 A，滑动变阻器接入电路的电阻：R最大10 ， UU灯 R灯 4.5 V3 V 5 3 V 0.3 A 所以滑动变阻器允许调节的范围是 410 。 电路中的电流最大时，电路的总功率最大，等于总电压和电流的乘积，即P最大UI最大 4.5 V0.5 A2.25 W。
