九年级物理全册第十六章电流做功与电功率专题训练八电学综合计算练习新版沪科版082doc.docx

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九年级物理全册第十六章电流做功与电功率专题训练八电学综合计算练习新版沪科版082doc

专题训练（八）　电学综合计算

►类型一　串、并联电路的基本计算

1．R1、R2连接成如图ZT8－1所示的甲、乙两种电路，R1＝2R2，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1∶Q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1∶Q乙2＝________。

图ZT8－1

2．如图ZT8－2所示，定值电阻R1和R2并联在电压为6V的电源上，当开关S闭合时，电流表A1的示数为0.6A，电流表A2的示数为0.2A，求：

（1）定值电阻R1的大小。

（2）R2在40s的时间内消耗的电能。

图ZT8－2

3．如图ZT8－3所示，电源电压保持不变，已知R2＝40Ω。

（1）当闭合开关S、S1时，电压表示数为6V，求电源电压。

（2）当闭合开关S，断开S1时，电压表示数为2V，求通过R1的电流和R1消耗的电功率。

图ZT8－3

►类型二　多挡位用电器的相关计算

4．2017·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ZT8－4所示，R1、R2均为电热丝。

下列说法正确的是（　　）

图ZT8－4

A．S1、S2闭合时，电饭锅处于加热状态

B．S1、S2闭合时，电饭锅处于保温状态

C．S1闭合、S2断开时，电饭锅处于加热状态

D．S1断开、S2闭合时，电饭锅处于保温状态

5．2017·荆门如图ZT8－5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R1＝66Ω、R2＝176Ω，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ZT8－5

（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”）发绿光时LED灯的电流。

（4）保温状态时电路的电功率为________W。

6．2017·陕西如图ZT8－6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220V，高温挡和低温挡功率分别为2200W和1000W，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3h，电加热器产生的热量是多少焦？

图ZT8－6

►类型三　与图像有关的电学计算

7．2017·常州如图ZT8－7甲所示的电路中，电源电压可调，灯L1、L2的额定电压均为6V，L1、L2的I—U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ZT8－7

A．L1正常发光

B．电源电压为12V

C．电路总电阻为30Ω

D．电路总功率为2.4W

8．2017·海南如图ZT8－8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“6V　3W”。

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4V。

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2V，且R2＝2R1。

测绘出小灯泡的I－U图像如图乙所示，电源电压保持不变。

（1）根据小灯泡的I－U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2V时的实际功率是多少？

（4）电源电压是多少？

图ZT8－8

►类型四　电学中的范围问题

9．如图ZT8－9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4V，电流表的示数变化范围是0.4～1.2A。

则下列结论正确的是（　　）

A．R2＝10Ω

B．R1的最大电阻为5Ω

C．电源电压为6V

D．电阻R2的电功率变化范围是1.6～4.8W

图ZT8－9

10．如图ZT8－10所示的电路中，电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω　1A”，灯泡标有“2.5V　1.25W”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______________Ω，该电路的最大电功率是________W。

图ZT8－10

详解详析

1．2∶1　1∶2　[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Q＝I2Rt可得：

在相同时间内R1与R2产生的热量之比为

＝

＝

＝

＝

。

由图乙可知，电阻R1、R2并联，根据并联电路的电压特点，以及Q＝W＝

t可得：

在相同时间内R1与R2产生的热量之比为

＝

＝

＝

＝

。

2．

（1）定值电阻R1的阻值：

R1＝

＝

＝10Ω。

（2）R2在40s的时间内消耗的电能：

W＝UI2t＝6V×0.2A×40s＝48J。

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6V。

（2）当闭合S，断开S1时，两电阻串联，电压表测量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：

U2＝U－U1＝6V－2V＝4V；串联电路中各处电流都相等，所以通过R1的电流：

I1＝I2＝

＝

＝0.1A，R1消耗的电功率：

P1＝U1I1＝2V×0.1A＝0.2W。

4．A　[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

[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P＝I2R可知，R1＜R2，P1＜P2。

（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＝

＝

＝200W。

6．

（1）大地（或地线）　低

（2）低温挡只有R1工作，R1＝

＝

＝48.4Ω。

S1、S2均闭合时，两电阻并联，电加热器处于高温挡，P2＝P高－P低＝2200W－1000W＝1200W，通过R2的电流：

I2＝

＝

＝5.5A。

（3）Q＝W＝P高t＝2200W×3×3600s＝2.376×107J。

7．D　[解析]由图乙可知，两灯正常发光时，电流分别为0.6A、0.3A，串联时电流相等，最大为0.3A，即L2正常发光，A错误。

电源电压U＝U1＋U2＝2V＋6V＝8V，B错误。

总电阻R＝

＝

≈26.7Ω，C错误。

总功率：

P＝UI＝8V×0.3A＝2.4W，D正确。

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：

IL＝

＝

＝0.5A。

（3）由图像可知，小灯泡两端的电压为2V时，电流为0.25A，小灯泡的实际功率为P灯＝U灯I灯＝2V×0.25A＝0.5W。

（4）P在A点时，UA＝4V，IA＝0.4A，U＝4V＋0.4A×R1；P在B点时，UB＝2V，IB＝0.25A，U＝2V＋0.25A×2R1；解可得：

R1＝20Ω，U＝12V。

9．C

10．4～10　2.25　[解析]灯泡的电阻：

R灯＝

＝

＝5Ω。

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＝

＝

＝0.5A。

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＝

－5Ω＝4Ω。

当电压表示数等于3V时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，则此时电路中的电流：

I′＝

＝

＝0.3A，滑动变阻器接入电路的电阻：

R最大＝

＝10Ω，所以滑动变阻器允许调节的范围是4～10Ω。

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＝4.5V×0.5A＝2.25W。