上海初三物理电学压轴计算专题 有答案 教师版.docx
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上海初三物理电学压轴计算专题有答案教师版
专题:
电学压轴计算
一、直击中考
近年中考考题分布
2011
2012
2013
第21题并联电路简单计算
第22题替换电阻求电流最大变化量问题
第22题替换电阻求电压最大变化量问题
考点解读
1.串联电路有以下几个特点:
①电流:
I=I1=I2(串联电路中各处的电流相等)
②电压:
U=U1+U2(串联电路中总电压等于各部分电路电压之和)
③电阻:
R=R1+R2(串联电路中总电阻等于各串联电阻之和);
④分压作用:
U1/U2=R1/R2(阻值越大的电阻分得电压越多,反之分得电压越少)
2.并联电路有以下几个特点:
①电流:
I=I1+I2(干路电流等于各支路电流之和)
②电压:
U=U1=U2(干路电压等于各支路电压)
③电阻:
1/R=1/R1+1/R2(总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和);
④分流作用:
I1/I2=R2/R1(阻值越大的电阻分得电流越少,反之分得电流越多)
3.欧姆定律
(1)欧姆定律:
导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
(2)公式:
I=U/R式中单位:
I→安(A);U→伏(V);R→欧(Ω)。
(3)公式的理解:
①公式中的I、U、R必须对于同一导体(同一段电路)的同一过程(即要满足“同一性”),才能代入公式中计算;
②I、U和R中已知任意的两个量就可求另一个量;
③计算时单位要统一。
(4)欧姆定律的应用:
①同一电阻的阻值不变,与电流和电压无关,,其电流随电压增大而增大。
(R=U/I只是R的确定式,而不是决定式)。
②当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小。
(I=U/R)
③当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大。
(U=IR)
4、电表的使用
电流表
电压表
使用
与用电器串联
与用电器并联
量程
0~、0~3A
0~3V、0~15V
最小分度值
、
、
三、一模真题汇编
【考点精练一:
阻值范围问题】
1、(2014宝山一模22题)在图11所示的电路中,电源电压保持5伏不变,R1的阻值为10欧。
闭合电键S,电流表的示数如图12所示。
⑴求电阻R1两端的电压。
⑵求电阻R2的阻值。
⑶现有标有“20Ω2Α”、“100ΩΑ”和“50Ω1Α”字样的变阻器各一个,请选择其中一个变阻器替换电路中的电阻R1或R2,要求:
通过电路的电流可在“安~安”范围内调节。
请选择符合电路电流变化要求的变阻器。
(a)选择标有_____________字样的变阻器,替换电阻________(选填“R1”或“R2”)。
(b)通过计算求出所选用的变阻器连入电路的阻值范围。
2、(2014普陀一模21题)在图11(a)所示的电路中,电源电压为18伏保持不变,电阻R1的阻值为5欧,滑动变阻器R2上标有“50Ω2A”,闭合电键S后电压表示数如图11(b)所示。
①求通过电阻R1的电流I1。
②求此时滑动变阻器R2消耗的电功率P2。
③移动滑片P,在确保电路中各元件正常工作的前提下,
求电压表示数的变化范围,以及滑动变阻器R2接入的阻值范围。
3.(2014闵行一模24题)在如图11所示的电路中,电源电压为20伏,电阻R1的阻值为15欧,滑动变阻器标有“50Ω,1A”的字样,电压表的量程为“0~3V”或“0~15V”。
闭合电键后,电路正常工作。
求:
(1)当电压表V的示数为14伏时,电路中的电流。
(2)在滑片移动的过程中,求电路中电流的变化范围。
(3)若在电路中再串联一个电流表(电流表选用0~安的量程),要使电路中的电流变化量最大,求滑动变阻器连入电路中的阻值范围。
4、(2014黄埔一模22题)在图13所示电路中,电源电压可在3~6伏范围内调节。
①当通过滑动变阻器R2的电流为安时,R2两端的电压为2伏,求变阻器R2连入电路的阻值。
②若要使电路中电流可在~安范围内调节。
求所用定值电阻的最大阻值R1最大。
③现有标有“10Ω2Α”、“20ΩΑ”和“50Ω1Α”字样的变阻器各一个,当电源电压为6伏且不变时,请选择符合电路电流及电阻R1最大阻值要求的变阻器。
(a)选择标有_____________字样的变阻器。
(b)求出所选用的变阻器连入电路的阻值范围。
【考点精练二:
指针偏转问题】
5、(2014徐汇一模24题)在图12所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,电阻R1为8欧,R2为15欧,闭合电键S,通过电阻R2的电流为安。
求:
①电流表A1的示数。
②10秒内通过电阻R2的电荷量。
③请用滑动变阻器R3(标有“10欧安”字样),替换电阻R1或R2,要求:
电表选择合适的量程,将滑动变阻器滑片移动到某处时,其中有两个电表偏离零刻度的角度相同,请计算滑动变阻器接入电路的所有可能阻值。
【考点精练三:
电学方程思想】
6、(2014崇明一模21题)在图9所示的电路中,电源电压保持不变,
为定值电阻,
为滑动变阻器.闭合电键S,移动变阻器
的滑片P,使电压表和电流表的示数分别为6伏和安.
(1)求变阻器
连入电路的阻值;
(2)将变阻器R2的滑片P移至某一位置时,电压表和电流表的
示数分别为伏和安,求定值电阻
的阻值.
【考点精练四:
选择电表量程问题】
7、(2014浦东新区一模21题)如图12所示电路中,电源电压为8伏且不变,滑动变阻器R2上标有“50Ω”字样,两电表为学校实验室常用电表。
闭合电键S,移动滑片到某位置时,电压表、电流表的示数分别为6伏和安。
求:
图12
①滑动变阻器R2接入电路的阻值;
②选择合适量程,在移动滑动变阻器滑片的过程中,使两电表都能达到满刻度。
第一,请写出两电表所选的量程,并分别简述理由;
第二,在图12(b)中标出电压表示数最小时指针的位置。
8、(2014闸北一模22题)如图9所示电路,电源电压为18伏且不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“100Ω2A”字样。
①当滑动变阻器R2接入电路的阻值为20欧时,闭合电键S电流表A的示数。
②要求选择合适的电表量程且量程不变,当电键S闭合后,整个电路中的元件都不损坏的前提下,移动滑片,使滑动变阻器R2允许接入电路中的阻值变化量达到最大。
(电流表A的表盘如图10(a)所示,电压表V1和V2的表盘如图10(b)所示)。
a.电流表A选择安(选填“0~”或“0~3”)
电压表V1选择伏(选填“0~3”或“0~15”)
电压表V2选择伏(选填“0~3”或“0~15”)
b.满足要求时,求出滑动变阻器R2接入电路中的阻值范围。
(a)(b)
图9 图10
9、(2014金山一模21题)在如图所示的电路中,电阻R1的阻值问为20欧姆,滑动变阻器上标有“50Ω2A”的字样。
闭合电键S,滑片P在某位置时两电流表示数分别为安和1安。
求:
1)电源电压;
2)不改变上述滑动变阻器的位置,此时电阻R2连入电路的电阻值;
【考点精练五:
电流最大变化量问题】
10、(2014虹口一模22题)在图10所示的电路中,电阻R1的阻值为5欧,滑动变阻器上标有“20Ω2Α”字样。
现有电压为6伏的电源一个,表盘如图11(a)、(b)所示的电流表、电压表各一个。
①若在AB间接入电源,CD间接入电压表,闭合电键后,电压表示数为2伏,求通过电阻R1的电流I1和此时变阻器R2连入电路的阻值。
②请选择一个电表,将电源和选择的电表接入AB、CD间,要求移动变阻器的滑片P时通过变阻器的电流变化量?
I最大。
(a)写出选择的电表及电表接入的位置。
(b)求出通过变阻器的电流变化量的最大值?
I最大。
11、(2014嘉定一模24题)在图13所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,电阻Rl为30欧,滑动变阻器上标有“20Ω,2A”字样。
当电键S断开时,电路中的电流表示数如图14所示。
求:
(1)滑动变阻器连入电路中的电阻。
(2)闭合电键S后,通过电阻Rl的电流。
(3)若用3欧或10欧的R3替代Rl,再在(选填“AB”、“BC”、“CD”或“ED”)两点之间连接一个(选填“电压表”或“电流表”),移动滑动变阻器的滑片P,使电表示数变化量最大,且电路元件正常工作。
应选R3为欧,并求出该电表的示数最大变化量。
12、(2014杨浦一模26题)如图17所示电路,电源电压为12伏,且保持不变。
电阻R1=60欧,滑动变阻器R2上标有“100Ω1Α”字样,电键S断开时,电流表A的示数为安。
求:
①R2连入电路的阻值;
②闭合电键S并移动滑片,使电流表A的示数与S闭合前相比变化量最小,求R2连入电路的阻值及电流表A示数变化的最小值。
13、(2014静安青浦一模24题)在图8所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“50Ω2Α”字样。
闭合电键S后,电路中的电流为安。
①求电阻R1两端的电压U1。
②求此时变阻器R2连入电路中的电阻。
③移动变阻器的滑片P,使电流表示数的变化量最大,并求出电流表示数的最大变化量?
I。
【考点精练六:
电压最大变化量问题】
14、(2014奉贤一模22题)如图9所示,电源电压为6伏保持不变,定值电阻R1的阻值为5欧,滑动变阻器R2标有“20Ω1Α”字样,闭合电键S后,电流表示数为安。
求:
(1)电阻R1两端的电压;
(2)此时滑动变阻器R2连入电路的阻值;
(3)现将一个表盘如图9所示的电压表接入电路,要求在移动变阻器滑片P的过程中电压表示数的变化量最大,则电压表应接在两点之间(选填:
“ab或ac”、“ab或bc”或“ac或bc”);
(4)电压表示数的最大变化量ΔU最大。
15、(2014松江一模22题)在图12(a)所示的电路中,电源电压为18伏保持不变,电阻R1的阻值为10欧。
闭合电键S,电流表A的示数如图12(b)所示。
求:
①电阻R1两端的电压U1。
②此时滑动变阻器R2连入电路的阻值。
③现有标有“20Ω2A”、“50Ω1A”字样的滑动变阻器可供选择,去替换R2,要求:
在移动变阻器滑片P的过程中,定值电阻两端电压的变化量最大。
选择:
标有________字样的滑动变阻器。
求:
定值电阻R1两端电压的最大变化量?
U1。
16、(2014长宁一模25题)在图15(a)所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,定值电阻R1的阻值为20欧,滑动变阻器R2上标有“50Ω2A”字样。
闭合电键S,移动变阻器R2的滑片P到某一位置时,电压表V的示数如图15(b)所示。
①求定值电阻R1消耗的电功率P1。
②求变阻器R2连入电路的阻值。
③现用阻值分别为10欧、30欧的定值电阻替换R1,求:
在移动变阻器滑片P的过程中,电压表示数的最大变化量。
(写出电压表V示数最大变化量的计算过程)
四、学法升华
(1)知识收获
电学压轴常考题型
阻值范围、指针偏转、讨论电流变化量、讨论电压变化量、替换电阻
二、方法总结
1.明确电表所测对象:
一般电学压轴计算的电路图较为简单,电表的测量对象也比较明确,但要注意电路在变化过程中是否会有短路和断路的现象出现。
2.判断电表所选量程:
量程的判断要注意题目中给出的数据,电流表一般根据滑动变阻器的铭牌可以判断,大多数情况下选择小量程;电压表的量程可以结合题目的限制条件和电源电压判断,这个时候可能会有两个量程都可以的情况,这个时候就要分类讨论。
3.明确物理量之间的关系:
明确题目要求的物理量之间的关系,比如串联电路中,电压之和是一个定值,并联电路中没有发生变化的支路电压电流都不变。
4.明确题目限制条件:
题目一般会明确给出所要达到的目的,即为限制条件,但有些时候需要学生自己去“挖掘”条件,这类条件比较隐含,比如单串联电路电源电压是18伏时,两个用电器上的电压表量程都只能是0~15伏。
电学计算,难题比较集中在串联电路中,因为它的情况较并联电路更多一些,不过一旦掌握规律,串联电路的题目也无非是按部就班。
串联电路的计算规律,实际上就是动态电路的定量分析,需要学生有一定的分析能力,比如:
电流表最大时,定值电阻两端电压最大,滑动变阻器两端电压最小;
滑动变阻器两端电压最小时,定值电阻两端电压最小,电路中的电流最小。
四、一模真题汇编答案
1、解析:
⑴U1=I1R1=安×10欧=2伏2分
⑵∵R1与R1串联
∴U2=U-U1=5伏-2伏=3伏;I2=I1=安;
∴R2=
=
=15欧2分
⑶(a)“50Ω1A”;“R2”2分
(b)I最小=
∴R变最大=
-R1=
-10欧=40欧
R变最小=
-R1=
-10欧=欧
∴变阻器连入电路的阻值范围为欧≤R变≤40欧2分
2、解析:
①I1=U1/R1=(U?
U2)/R11分
=(18伏?
10伏)/5欧=安1分
②串联I=I1=I2=安
P2=U2I21分
=10伏×安=16瓦1分
③Imax=2安
R2min=U/Imax?
R1=18伏/2安?
5欧=4欧1分
U2min=ImaxR2=2安×4欧=8伏1分
U2max=15伏1分
Imin=(U?
U2max)/R1=(18伏?
15伏)/5欧=安
R2max=Umax/Imin=15伏/安=25欧1分
电压表V的范围8伏—15伏;R2的范围是4欧—25欧。
3、解析:
(1)U1=U-U2=20伏-14伏=6伏1分
I1=U1/R1=6伏/15欧=安2分
(2)U2max=15伏U1min=U-U2max=20伏-15伏=5伏
I1min=U1min/R1=5伏/15欧=安2分
滑动变阻器允许通过的最大电流为1安
所以安≤I≤1安1分
(3)Imax=安Rmin=U/Imax=20伏/安=欧
R2min=Rmin-R1=欧-15欧=欧1分
U2max=15伏U1min=U-U2max=20伏-15伏=5伏
I1min=U1min/R1=5伏/15欧=安
R2max=U2max/I1min=15伏/=45欧1分
所以欧≤R2≤45欧1分
4、解析:
①R2=U2/I21分
=2伏/安1分
=5欧1分
②R1最大=U最大/I最大=6伏/安1分
=10欧1分
③(a)“50Ω1Α”1分
(b)R2最大=R最大-R1最大=U/I最小-R1最大
=(6伏/安)-10欧=20欧1分
∴20欧≥R2'≥0
5、解析:
①I1=U1/R1=6伏/8欧=安2分
②Q2=I2t=安×10秒=4库2分
③用R3换下R1
表选0-3A量程,
与
表偏角同。
R3=
=
=5欧3分
表选0-3A量程,
与
表偏角同。
R3’=
=
=欧2分
6、解析:
(1)R2=U2/I=6伏/安=40欧
公式、代入、结果各1分
1U=I1R1+U1
U=I2R1+U2过程1分
R1=20欧结果1分
7、解析:
本题共7分。
①
2分
②U1=U–U2=8伏-6伏=2伏
P1=U1I=2伏×安=瓦2分
③∵滑动变阻器允许通过的最大电流为安<3安,∴电流表选0~安量程1分
∵电源电压为8伏<15伏,∴电压表选0~3伏量程1分
U滑小=2伏1分
8、解析:
①R=R1+R2=10欧+20欧=30欧
I=U/R=18伏/30欧=安 3分
②A选择0~3安 V1选择0~15伏 V2选择0~15伏 3分
③R2最大值 10欧/R2=3伏/15伏, R2最大=50欧
R2最小值 10欧/R2=15伏/3伏 R2最小=2欧
R2的阻值范围是2欧~50欧 3分
9、解析:
(1)I1=1安安=安
U=IR=安×20欧=12伏
(2)W=UIt=12伏×安×100秒=720焦
(3)R2=U/I2=12伏/安=30欧
(4)电流表A1的量程:
0~3安;电流表A2的量程:
0~安
电流表A2满偏时I2=安
I总=I1+I2=安+安=安
P总=UI总=12伏×安=瓦
10、解析:
①U1=2伏
I1=U1/R1=2伏/5欧=安
R2=U2/I2=(U-U1)/I1
=(6伏-2伏)/安=10欧
②(a)电流表
AB或CD
(b)电流表接AB、电源接CD时,两电阻并联
I小=U/R2大=6伏/20欧=安
?
I最大=I大-I小=2安-安=安
电流表接CD、电源接AB时,电阻R1短路
?
I最大=I大-I小=2安-安=安
11、解析:
(1)∵R1与R2并联
U2=U1=U=6伏1分
∴R2=
=
=6欧2分
(2)I1=
=
=安2分
(3)AB或CD(两个答案都要写出);(1分)
电流表(1分);10;(1分)
I2min=
=
=安
I2max=2安
△I2=I2max-I2min=2安-安=安1分
12、解析:
一、I=I2=
R2=U/I2=12V/=40Ω2分
一、当R2=100Ω时
I2=U/R2=12V/100Ω=1分
I1=U/R1=12V/60Ω=1分
I′=I1+I2=+=1分
△I=I′-I=-A=1分
13、解析:
U1=I1R1=安×10欧=3伏2分
U2=U-U1=12伏-3伏=9伏1分
R2=U2/I2=U2/I1=9伏/安=30欧1分
1Imin=U/(R1+R2)=12伏/(10欧+50欧)=安
Imax=U/R1=12伏/10欧=安
?
I=Imax-Imin=1安
14、解析:
①U1=I1R11分
=安×5欧=2伏1分
②U2=U-U1=6伏-2伏=4伏1分
R2=U2/I2=4伏/安=10欧1分
③ab或bc1分
④I最小=U/R最大=6伏/25欧=安
I最大=1安△I最大=安1分
△U最大=△I最大R1=安×5欧=伏
15、解析:
①I1=安1分
U1=I1R1=安×10欧=8伏1分
②U2=U-U1=18伏-8伏=10伏1分
I2=安
R2=U2/I21分
=10伏/安=欧1分
③“20Ω2A”1分
当R2=20欧时R=R1+R2=10欧+20欧=30欧
I1=I=U/R=18伏/30欧=安
U1=I1R1=安×10欧=6伏1分
当R2=0欧时U1′=U=18伏
∴?
U1=U1′-U1=18伏-6伏=12伏1分
16、解析:
①I=U1/R1=伏/20欧=安1分
P1=U1I1分
=伏×安=瓦1分
②U2=U-U1=6伏-伏=伏1分
R2=U2/I1分
=伏/安=30欧1分
③用阻值为10欧的定值电阻R1?
替换R1。
1分
当变阻器R2的滑片P滑至左端时,变阻器连入电路的电阻为零,定值电阻R1?
两端的电压最大,即为电源电压6伏。
当变阻器R2的滑片P滑至右端时,变阻器连入电路的电阻为50欧,电路中的电流I?
为最小,电阻R1?
两端的电压U1?
最小。
I?
=U/(R1?
+R2最大)=6伏/(10欧+50欧)=安
U1?
=I?
R1=安×10欧=1伏1分
电压表V示数的最大变化量△U1=U-U1?
=6伏-1伏=5伏1分
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