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1、1 专题训练 (八) 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 ZT8 2 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 的时间内消耗的电能。 图 ZT82 3如图
2、 ZT8 3 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ZT8 4 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，电饭锅处于保温状态 52017荆门如图
3、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”) 发绿光时LED
4、 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ZT87
5、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图像如图乙所示，电
6、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4 V，电流 表的示数变化范围是0.4 1.2 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6 V
7、 D电阻R2的电功率变化范围是1.6 4.8 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 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QI 2Rt 可得：在相同时间内R1与R2产生的热量之比
8、为 Q甲 1 Q甲2 I 2R 1t I 2R 2t 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QW U 2 Rt 可得：在相 同时间内R1与R2产生的热量之比为 Q乙1 Q乙2 U 2 R1t U 2 R2t R 2 R1 R2 2R2 1 2。 2(1) 定值电阻R1的阻值：R1 U I1 6 V 0.6 A 10 。 (2)R2在 40 s 的时间内消耗的电能：WUI2t6 V0.2 A 40 s 48 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
9、，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：U2UU16 V 2 V4 V ；串联电路中各处电 流都相等，所以通过R1的电流：I1I2 U2 R2 4 V 40 0.1 A ，R1消耗的电功率：P1U1I12 V 0.1 A 0.2 W。 4A 解析 由P U 2 R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
10、(2) 小于(3) 小于(4)200 解析 由P U 2 R 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PI 2R 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 U 2 R总 （220 V） 2 66 176 200 W。 6(1) 大地 ( 或地线 ) 低 (2) 低温挡只有R1工作，R1 U 2 P1 （220 V） 2 1000 W 48.4 。S1、
11、S2均闭合时，两电阻并联， 电加热器处于高温挡，P2P高P低2200 W 1000 W 1200 W ， 通过R2的电流：I2 P2 U 1200 W 220 V 5.5 A 。 (3)QWP高t2200 W33600 s 2.376 10 7 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 V 8 V，B错误。 总电阻R U I 8 V 0.3 A 26.7 ，C错误。总功率：PUI8 V0.3 A 2.4 W ，D正确。 6 8(1) 不恒定灯丝电阻随温度改变而
12、改变(2) 小灯泡正常发光的电流：ILP 额 U额 3 W 6 V 0.5 A 。 (3) 由图像可知，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 A 0.5 W 。 (4)P在A点时，UA4 V ，IA 0.4 A ，U4 V 0.4 A R1；P在B点时，UB2 V ，IB 0.25 A ，U2 V0.25 A 2R1；解可得：R120 ，U12 V 。 9C 10 410 2.25 解析 灯泡的电阻：R灯 U 2 灯 P灯 （2.5 V ） 2 1.25 W 5 。 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
13、电流最 大为灯泡的额定电流，即电流最大值I最大I灯 P灯 U灯 1.25 W 2.5 V 0.5 A 。 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 U I最大 R灯 4.5 V 0.5 A 5 4 。 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：I UU灯 R灯 4.5 V 3 V 5 0.3 A ，滑动变阻器接入电路的电阻：R最大 3 V 0.3 A 10 ，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 V 0.5 A 2.25 W 。