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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.R
1、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R
1、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R
1、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ZT8-12.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2R2在40s的时间内消耗的电能图ZT8-23.如图ZT8-3所示,电源电压保持不变,已知R2=40Ω1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.xx·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,R
1、R2均为电热丝下列说法正确的是 图ZT8-4A.S
1、S2闭合时,电饭锅处于加热状态B.S
1、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.xx·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ZT8-51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________W6.xx·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.xx·常州如图ZT8-7甲所示的电路中,电源电压可调,灯L
1、L2的额定电压均为6V,L
1、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ZT8-7A.L1正常发光B.电源电压为12VC.电路总电阻为30ΩD.电路总功率为
2.4W8.xx·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=10ΩB.R1的最大电阻为5ΩC.电源电压为6VD.电阻R2的电功率变化范围是
1.6~
4.8W图ZT8-910.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R
1、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R
1、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===10Ω2R2在40s的时间内消耗的电能W=UI2t=6V×
0.2A×40s=48J3.1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6V2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=
0.2W4.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S
1、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 4200[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1S1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2S1闭合,S2断开时,R1与R2串联,电流相等,由P=I2R可知,R1<R2,P1<P23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4P===200W6.1大地或地线 低2低温挡只有R1工作,R1===
48.4ΩS
1、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===
5.5A3Q=W=P高t=2200W×3×3600s=
2.376×107J7.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===
0.5A3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=
0.5W4P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=12V9.C10.4~10
2.25 [解析]灯泡的电阻R灯=eq\fUP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。