题型一:简单串并联问题
例1、 如图1所示的电路中,电阻R1的阻值为10。闭合电键S,电流表A1的示数为0.3A,电流表A的示数为0.5A.求(1)通过电阻R2的电流.(2)电源电压.(3)电阻R2的阻值
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例2、如图所示,小灯泡标有“2.5V”字样,闭合开关S后,灯泡L正常发光,电流表、电压表的示数分别为0.14A和6V.试求(1)电阻R的阻值是多少?(2)灯泡L消耗的电功率是多少?
练习:
把R1和R2串联后接到电压为12伏的电路中,通过R1的电流为0.2安,加在R2两端的电压是4伏.试求:(1)R1和R2的电阻各是多少?(2)如果把R1和R2并联后接入同一电路(电源电压不变),通过干路的电流是多少?
2、如图所示,电源电压不变.闭合开关S,小灯泡L恰好正常发光。已知R1=12,电流表A1的示数为0.5A,电流表A的示数为1.5A。求:(1)电源电压;(2)灯L的电阻;(3)灯L的额定功率。
题型二:额定功率、实际功率的计算
例1、把一个标有“220V 40W”灯泡接在电压为110V电源上使用,该灯泡的额定状态下的电阻、额定电流、额定功率、实际状态下的电阻、电流、实际功率分别是多少?
例2 、标有“6V,6W”和“3V,6W”的两只灯泡串联接在电源上,有一只灯泡正常发光,而另一只较暗,分析:
(1)电源电压(2)两灯泡消耗的实际功率分别是多少? (3)两灯泡哪只较亮?
练习:1、 有一只标有“PZ220-40”的灯泡,接在220V家庭电路中,求: 〈1〉灯泡正常发光时的电阻? <2〉灯泡正常发光时通过它的电流? 〈3〉1KW·h电可供此灯泡正常工作长时间?
〈4〉若实际电压为200V,则灯泡的实际功率为多大?灯泡的发光情况如何?
题型三:电热计算
例1、两电阻串联在电路中,其R1=4Ω,R2=6Ω,电源电压10V,那么在1min时间内电流通过各电阻产生的 热量是多少?总共产生了多少热量?
例2、一台电动机线圈电阻0.3Ω,接在12V的电路上时,通过电动机的电流为0.5A,在5min内电流做功及电流产生的热量分别多大?
例3、两根相同的电阻丝,电阻为R,将它们串联后接到电源上,20min可以烧开一壶水;如果将它们并联后,接到同一电源上(设电源电压不变),烧开这壶水需要多长时间。
练习:1、一台接在220V电压的电路中正常工作的电风扇,通过风扇电动机的电流为0.455A,测得风扇电动机线圈电阻为5Ω,试求
??(1)电风扇的输入功率多大?
??(2)电风扇每分钟消耗电能多少?
??(3)风扇的电动机每分钟产生的电热多少?产生机械能多少?
5、额定电压是指用电器在__ __时的电压,额定功率是指用电器在____ 时的电功率。某灯泡上标有“PZ220-60”,“220”表示 ,
“60”表示 电阻是
4、电能表的铭牌含义:220V 5A
2500R/KW.h
3、电功和电热的关系:
⑴纯电阻电路:电阻R,电路两端电压U,通过的电流强度I.
电功: W= 电热:Q= 电热和电功的关系
表明: 在纯电阻电路中,电功 电热.也就是说电流做功将电能全部转化为电路的
⑵ 非纯电阻电路: 电流通过电动机M时
电功 :W= 电热: Q= 电热和电功的关系: =机械能+
表明: 在包含有电动机,电解槽等非纯电阻电路中,电功仍 UIt,电热仍 I2Rt.但电功不再等于电热而是 电热了.
2、串联电路和并联电路特点:
物理量\电路 |
串联电路 |
并联电路 |
电流 |
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电压 |
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电阻 |
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电功 |
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电功率 |
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电热 |
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推论 |
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1、欧姆定律:
(1)内容:
(2)公式: 变形公式: 、
(3)适用条件:
①记住欧姆定律的内容、表达式,并能熟练运用欧姆定律 解决简单的电路问题;
②知道串并联电路中电流、电压、电阻的关系,并分析解决简单的串、并联问题;
③知道电功、电功率的公式,并会求解简单的问题;
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⑤记住焦耳定律公式并能用焦耳定律进行求解通电导体发热问题。
5、开放性问题
题目条件不确定,求解问题不指明,解答方法不惟一,答案形式多样化的题型,称之为“开放题”。解答开放性问题,要对题目所给的条件、过程、结论,进行全面的分析。对于自行补充条件的开放题,补充的条件要适当,使问题得以简单解决。
例11、(2004江西)如图12所示,R1为12的定值电阻,电源电压为9V,开关闭合后电流表示数为0.5A,通电5min.请你根据这些条件,求出与电阻R2有关的四个电学物理量
解析:(1)通过R2的电流
(2)
R2两端的电压
(3)R2的阻值
(4)R2的电功率
(5)通过R2的电量
(6)5min内R2做功
(7)R2产生的热量
例12、(2003武汉)如图13所示的电路,R1与R2并联,已知R1=10Ω,通过R1的电流 I1=3A。请你补充一个条件,求出电阻R2的电功率大小(要求:条件不能重复,数据自定,并写出简要计算过程)
(1)补充条件 ,
计算 ;
(2)补充条件 ,
计算 。
解析:(1)补充条件:
计算:
则
(2)补充条件:
计算:
则
4、电路保护问题
电学计算题中常常遇到一些电路保护问题,这类问题往往涉及到电流表、电压表、滑动变阻器、灯泡等的保护。碰到这类问题时,充分运用电学规律和数学中的不等式,一般会使问题得到解决。
例9、(2004呼和浩特)在伏安法测电阻的实验中,电压表的示数为4.8V,电流表的示数为0.5A。如果改变电源电压后,电压表的示数为12V,前后两次都用量程为0-0.6A的电流表行不行?如果不行,应该怎么办?
解析:待测电阻的阻值
后次测量时的电流
因为1.25A>0.6A,所以前后两次都用量程为0-0.6A的电流表不行;后一次应选用0-3A的电流表。
例10、(2003梅州)如图11所示,电路的电源电压和灯泡电阻不变,R1=5,灯L标有“8V 6.4W”字样,电流表量程为0-3A,滑动变阻器标有“2A”字样。
(1)只闭合S1时,电流表的示数为0.6A,求电源电压。
(2)闭合S1、S2、S3,滑片移到b端时,电流表的示数为I总=2A,求变阻器的最大阻值。
(3)若电压表的量程为0-3V,电流表的量程为0-3A,只闭合S2时,在保证电路安全的情况下,求变阻器连入电路的阻值范围。
解析:(1)只闭合S1时,电路中L、R1串联,电路电流I=0.6A。
灯L的电阻:
则电源电压
(2)S1、S2、S3均闭合时,电路中滑动变阻器和R1并联,灯L没有电流通过。
通过R1的电流为
通过滑动变阻器的电流为
所以滑动变阻器的最大阻值为
(3)只闭合S2时,电路中L和滑动变阻器串联。
为了保护电流表,电路中的电流应满足
为了保护滑动变阻器,应有
为了保护灯泡,应有
由此可知,因此有
为了保护电压表,应满足
解以上两式得
即变阻器接入电路得阻值范围为
3、变化电路问题
由于开关的通断、滑动变阻器滑片的移动改变了电路的结构,电路中的电流、电压值会发生变化,称之为变化电路问题。解决变化电路问题的关键是把动态电路变成静态电路,即画出每次变化后的等效电路图,标明已知量和未知量,再根据有关的公式和规律去解题。
例7(2004沈阳)如图5所示,电源电压保持不变,灯L1和L2上分别标有“6V 3W”和“6V 6W”字样,灯L3上标有“12V”,其它字迹模糊不清。当断开S1,闭合S、S2时,其中一盏灯能长时间保持正常发光;当断开S2,闭合S、S1时,电流表的示数为0.3A。求电源电压和灯L3的额定功率。
解析:断开S1,闭合S、S2时,灯L1与L2串联,其等效电路图为
灯L1额定电流
灯L2额定电流
灯L1能长时间正常发光 电路中电流I=0.5A
灯L1电阻
灯L2电阻
电源电压
断开S2,闭合S、S1时,只有L3发光,其等效电路图为
灯L3电阻
灯L3的额定功率
例8、(2003辽宁)如图8所示,电源电压保持不变,滑动变阻器最大阻值为R1=40,小灯泡的电阻为10且保持不变。当S1、S2均闭合且滑片P滑到b端时,电流表A1、A2的示数之比为3:2;当S1、S2均断开且滑片P置于滑动变阻器中点时,小灯泡L的功率为10W。求:
(1)电阻R2的阻值;
(2)当S1、S2均闭合且滑片P滑到b端时,电压表的示数;
(3)整个电路消耗的最小功率。
解析:(1)当S1、S2均闭合且滑片P滑到b端时,小灯泡L短路,R1、R2并联,等效电路图为
,
(2)当S1、S2均断开且滑片P置于滑动变阻器中点时,小灯泡L和串联,其等效电路图为
由
电源电压
当S1、S2均闭合且滑片P滑到b端时,电压表测电源电压,其示数为30V。
(3)当S1、S2均断开且滑片P置于b点时,电路总电阻最大,电路消耗的电功率最小
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