初中物理电学难点分析——分析电路及计算

图23图24R3VR1R2AS1aPbS2专题训练分析电路1.热敏电阻广泛应用于控制电路中，其阻值会随环境温度的改变而改变．图21甲中，电源电压U=6V，A是小量程电流表，其允许通过的最大电流为0.02A，滑动变阻器R的铭牌上标有“200Ω0.3A”字样，Rt为热敏电阻，其阻值随环境温度变化关系如图21乙所示。闭合开关S，求：(1)环境温度为10℃、电路中电流为0.0lA时Rt两端的电压。(2)图甲电路可以正常工作的最高环境温度。解：(1)当环境温度为10℃时，由乙图可知热敏电阻阻值为：Rt=500Ω由U=IR得URt=0.01A×500Ω=5V(2)电路中允许通过的最大电流为：I=0.02A电路中允许的最小总电阻为：R=U/I=6V/0.02A=300Ω滑动变阻器的最大阻值为:200Ω所以热敏电阻连入电路的最小阻值为：100Ω由图乙可知：可以正常工作的最高环境温度为50℃。【规律总结】关于欧姆定律计算题的解题思路：（1）对于复杂的电路，首先简化电路；（2）弄清电路的连接方式；（3）利用欧姆定律和串并联电路的规律解题。2.如图23所示，R0=10Ω，电源电压不变。当在电路中再串联接入一个R1=30Ω的电阻时，电流表的示数为I1=0.25A。求：（1）电源电压；（2）要使电流表的示数为I2=1.2A。需要在图中如何连接电阻？阻值为多大？答案：（1）10V；（2）50Ω。3.如图24所示的电路中，电源电压为6伏，且保持不变。电阻R1与R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，其阻值变化范围是0～20欧。（1）当S1闭合，S2断开，滑片P滑到b端时，电压表的示数为2伏，求电流表的示数。（2）当S1、S2都闭合，滑片P滑到a端时，电流表的示数为1.2图21安，求R2的阻值。答案：（1）0.2安。（2）R2=10欧。4、【2009•北京市】图13中，电阻R1与R3相等，电阻R2与R4相等。现有一个两端电压为10V的电源，当把该电源接在A、B两个接线端时，电压表的示数为7.5V，电阻R1两端的电压为U1。当把该电源接在C、D两个接线端时，电压表的示数为5V，电阻R2两端的电压为U2。则下列选项正确是【】ACDA.U1:U2=1:2B.R1:R5=1:3C.R2:R5=1:2D.R1:R2=1:35、某同学在没有电流表的情况下，利用电压表和已知阻值的定值电阻R0，测量未知电阻Rx阻值，图14中可实现测量R阻值的正确电路图是【】ACDABCD6、【2009•茂名市】现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2，为了分辨它们的阻值大小，几个同学分别设计了如图15所示的四种电路，其中可行的是【】ABC7、【2009•齐齐哈尔市】如图17所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动过程中（假设灯丝电阻不变），下列说法正确的是【】AA.电压表和电流表示数都变小B.电压表和电流表示数的比值变大C.电压表示数变大，灯变暗D.电流表示数变大，灯变亮图13图17图158、【2009•兰州市】（6分）如图28所示电路，电源电压保持不变。在甲图中，闭合开关S，电压表示数为4V，电流表示数为0.4A；乙图中，闭合开关S，电压表示数为6V。求：（1）R1、R2的阻值；（2）乙图中电流表示数。21112212410(20.464225(20.46(2)0.6A1061.2A50.61.21.8(2VAUUUVVVVAUVIRUVIRIIIAAA1122U（1）在甲图中R=分）IUR=分）I在乙图中分）（其它解法求出R1给２分，求出R2给２分，求出乙图中电流表示数给２分。）9、【2009•长沙市】某班科技小组的同学设计了一种简易的电子拉力计，图29是其原理图．放在水平地面上的物体A通过硬质弹簧与拉环相连。弹簧上端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R2接触良好且不计摩擦）．已知物体A的质量为100kg，定值电阻R1=6Ω，R2是一根长为6cm的均匀电阻线（阻值与其长度成正比），其最大阻值为24Ω，电源电压为6V，电流表的量程为0~06A．当不拉拉环是时，金属滑片P刚好处于a端．已知该弹簧伸长的长度△l与所受竖直向上的拉力F间的关系如图30所示，问：（1）要把电流表的表盘改为拉力计的表盘，则拉力计表盘的零刻度应标在电流表表盘的何处？（2）闭合开关，当电流表示数为0.6A时，R2接入电路中的电阻为多少？（3）在保证电路安全的条件下，物块A对地面的压力范围是多少？（取g=10N/kg）（1）当不拉拉环时，R2=24Ω，由欧姆定律知，电路中电流I=246V621RRURU=0.2A图28图29图30故拉力计的零刻度应标在电流表表盘上示数为0.2A处．（2）闭合开关，拉动拉环，当电流表示数为0.6A时，由欧姆定律得总电阻R＇=0.6AV6IU=10ΩR2接入电路的电阻R2＇=R＇―R1=10Ω―6Ω=4Ω（3）由题意要保证电路的安全，则电路中最大电流不能超过0.6A，当电流为0.6A时，拉环上拉力最大．由第（2）问知R2＇=4Ω，又R2的阻值与长成正比，故此时连入电路中的电阻线长度为l=1cm，则弹簧伸长的长度△l=l0―l=6cm―1cm=5cm据乙图知，此时拉环拉力最大为Fmax=750N如图所示，A受重力G、支持力FN和拉环拉力F拉平衡，由平衡知识得F拉+FN=G，当F拉=Fmax时，地面对A的支持力FN最小，其值为FN=G―Fmax=1000N―750N=250N当F拉=0时，地面对A的支持力FN最大，其值为FN＇=G=1000N由作用力与反作用力大小相等可得物体A对地面的压力F压=FN故A对地面的压力F压的范围为250N~1000N．11、【2009•上海市】在图20所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R2上标有“100Ω1A”字样。闭合电键S后，电流表A的示数为0.5安，电压表Vl的示数为10伏，电压表V2的示数为6伏。求：①定值电阻R1的阻值。②此时滑动变阻器R2消耗的电功率P2。③请用定值电阻来替换电阻R1，并选择合适的电表量程。要求：在不更换电表量程的情况下，移动变阻器的滑片P，使所有电表的示数都能达到各自的最大值，且电路能正常工作。第一，符合上述条件的所有可能的定值电阻阻值：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。第二，满足上述要求时，电流表示数的最小值。（写明必要理由）①R1＝U1/I1＝10伏/0.5安＝20欧②P2＝U2I2＝6伏×0.5安＝3瓦③5欧；25欧。（1）定值电阻为5欧时，电流表、电压表V1，V2的量程分别为0.6安、3伏、15伏。当电压表V2示数最大时，电流表的示数最小，此时有：安欧伏2.05)1516(1IAV2V1R1R2SP图20（2）定值电阻为25欧时，电流表、电压表V1的量程分别为0.6安、15伏。电压表V2示数的最大值为：伏伏欧）欧（伏158.1210025100162U所以，电压表V2的量程只能选3伏。当电压表V2的示数最大时，电流表的示数最小，此时有：安欧伏52.025)316(2I12、【2009•重庆市】爱思考的林刚利用图21所示的电路进行实验，当闭合开关S后，发现标有“6V3W”的灯L1和标有“12V3W”的灯L2亮度并不相同。已知电源电压为6V，不考虑灯丝电阻值随温度的变化。求：（1）通过灯泡L1的电流为多大？（2）灯光L2每分钟消耗多少电能？（3）灯泡L2的实际功率是多大？电路中灯L1和L2哪个更亮？解：(1)、灯L1的额定电压U1=6V，额定功率P1=3W，电源电压为6V∴灯L1正常发光，通过灯泡的电流AVWUPI5.063111：(2分)(2)灯L1正常发光时，每分钟消耗电能：W1=U1I1t=6V×0.5A×60s=180J(3)灯I2的额定电流AVWUPI25.0123222灯L2的电阻4825.012222AVIUR通过灯L2的实际电流AVRUI125.0486212'灯L2的实际功率P2`=U1I2`=0.75W∵灯L2的实际功率小于灯L1的功率∴灯Ll较亮(3分)13、如图24甲所示，当开关S接a时，移动滑动变阻器的滑片P，根据测出的电流、电压值，画出了定甲LR0SP图21值电阻R0的U—I图像；当开关S接b时，同样根据测出的电流、电压值，画出了灯泡L的U—I图像，如图24乙所示。（1）求定值电阻R0的阻值；（2）将R0与灯L串联接在6V的电源两端时，求灯丝的实际电阻值；（3）将R0与灯L并联接入电路并调节电源电压，当R0消耗的电功率为4.9W时，灯L恰好正常发光，求灯L的额定电功率。解：⑴由图像可知：当U0=2V时，I0=0.2Ａ（利用其它数据也可）∴000IUR=AV2.02=10Ω（2分）（2）分析图像可知：此时UL=2VIL=0.4Ａ∴LLLIUR=AV4.02=5Ω（2分）（3）∵RUP2∴U0′=PR=109.4W=7V∵R0与RL并联且灯正常发光∴UL额=U0′=7V由图像可知此时：IL额=0.75A故：PL额=UL额IL额=7V×0.75A=5.25W（2分）14图26是某品牌家用电饭锅的工作原理图，已知R2的阻值为44Ω；单独闭合开关S1时，电饭锅处于保温状态，此时的保温功率为40W。求：（1）R1阻值是多少？（2）同时闭合开关S1、S2，电饭锅工作1min消耗多少电能？解：（1）R1的电阻值:R1＝U2P保温＝(220V)240W＝1210Ω……2分(2)同时闭合开关S1、S2时，两电阻并联，工作1minR1消耗的电能:W1＝P保温t＝40W×60s＝2.4×103J………1分R2消耗的电能:W2＝U2R2t＝(220V)244Ω×60s＝6.6×104J………1分电路消耗电能:W＝W1＋W2＝2.4×103J＋6.6×104J＝6.84×104J……1分0.4RLR00.20.60.82468U/VI/A0图26