2018-2019学年九年级物理全册 电学综合讲义 （新版）新人教版

电学综合计算思路导航漫画释义电学综合题模型及解题技巧451．画等效电路图（状态数量不多于五个）（1）由复杂实物图直接画出等效电路图（2）检查是否有“开关闭合后造成的局部短路”2．每次选择一个或两个相关电路进行比较，目的：求出各电阻之比．．．．．．．．（1）若选择的电路为两个串联电路．①先求电流之比方法一：通过同电阻在不同电路中的电压之比，例如已知1123UU，则111211/2/3IURIUR方法二：通过有比例关系的电阻在不同电路中的电压比，例如已知1123UU，则111121/2/213/13/()2IURRIU方法三：通过同电阻在不同电路中的电功率之比，例如已知：112549PP，则2111211/5()/7IPRPIRIPR∵方法四：通过有比例关系的电阻在不同电路中的电功率比，例如已知1198PP，则2111121/9/23()8/14/()2IPRPIRRIP∵②再列总电压相等方程：122IRIR总1总，例如上图12:3:4II，则11233()4()2RRRR③然后找电路另外部分的电压比或电功率比，例如：221322/()/RUIUIRUIR∵222212322/()/RPIPIRRPI∵3．若选择的电路为一串一并：（1）先求同电阻（或有比例关系电阻）在不同电路中的电压比常用方法：通过同电阻（或有比例关系的电阻）在不同电路中的电功率比（2）并联中电阻的电压即为电源电压，一串一并总电压相等，串联电路中即可求出两部分电压比，解出电阻比．2111111157UPRPUPRUPRP∵，∴（假设已知122549PP）012000205575222URUUUURU∵，∴4．若在同一串联电路中，已知两部分电压比，即可知电阻比例如：已知1223UU则：1212322()3RRUUIIRRUR∵且相等5．最终待求电功率是利用比例计算出来的（在已知各电阻比的前提下）47（1）两串先解I之比：131212RRIIRR（U总一定，I与R总成反比）21112323PIRPIR（根据两个圈IR、之比，解出P之比）（2）两串先解I：131212RRIIRR21112213()PIRPIRR总（解出两个圈的电功率之比）（3）总功率公式：2UPR总总总（U一定，P与R成反比）1312PRRPRR总总（解出两电路总功率之比）（4）一串一并求电压比：3UU，1112RUURR2131112233312//()RRPURPURRR【例1】实验测得小灯泡L、定值电阻R的电流与两端电压的关系如图所示，则下列计算正确的是（）A.若将它们并联后接入1.5V的电源，则通过干路的电流是0.32A例题精讲B.若将它们并联后接入1.5V的电源，则整个并联电路消耗的总功率为0.21WC.若将它们串联后接入4.0V的电源，则小灯泡消耗的电功率是0.2WD.若将它们串联后接入电压为U的电源，当电路中电流为0.2A时，定值电阻R与小灯泡L的电阻比值为2:3【答案】C【例2】把标有“6V3W”的小灯泡L与最大阻值为100Ω的滑动变阻器Rw连接在总电压恒为18V的电路中，如图所示．电流表和电压表选择的量程分别为“0～0.6A”和“0～15V”．要求闭合开关S后，两电表的示数均不超过所选量程的最大测量值，且灯泡L两端电压不超过额定值（设灯丝电阻不变）．下列说法正确的是（）A．电路中允许通过的最大电流为0.6AB．小灯泡L消耗电功率的最小值为1.5WC．滑动变阻器Rw允许调节的范围是24Ω～60ΩD．小灯泡L和滑动变阻器Rw总电功率的最大值为10.8W【答案】C【例3】图所示电路中，电源两端电压为U，且保持不变．R1、R2和R3为三个定值电阻，已知R1＝5Ω．当只闭合开关S2时，电流表的示数为0.3A，电路消耗的总功率为P；当三个开关都闭合时，电流表的示数变化了1.95A，电路消耗的总功率为P′．当只断开开关S1时，电流表的示数为0.45A，电路消耗的总功率为P′′．下列判断正确的是（）A．U＝6V，R2＝20ΩB．U＝9V，R3＝30ΩC．R3＝10Ω，P∶P′′＝3∶2D．R2＝20Ω，P∶P′＝2∶15【答案】D【例4】（多选）在如图所示电路中，电源两端的电压保持不变，当闭合开关S1、S3，断开开关S2时，电流表的示数为1.2A；当闭合开关S1、S2，断开开关S3时，电流表的示数为0.3A；当闭合开关S2，断开开关S1、S3时，电流表的示数为0.15A．关于此电路工作情况的分析，下列说法中正确的是（）49A．只闭合开关S1时，电流表的示数为0.3AB．只闭合开关S2时，电阻R2消耗的电功率是电阻R3消耗的电功率的2倍C．开关S1、S2、S3都闭合时，电流表的示数为3AD．只断开开关S2与只闭合开关S2两种情况下电压表的示数之比为2:1【答案】ABD【例5】在如图所示的电路中，电源两端的电压与灯丝的电阻恒定不变，灯泡L1、L2的规格是“4V1W”、“4V1.6W”、“5V2.5W”中的某一种．在电路的A、B两点间接入电阻R1，闭合开关S1、S2，断开开关S3，此时灯L2正常发光；将电阻R1更换为电阻R2，闭合开关S1，断开开关S2、S3，此时灯L2消耗的电功率为其额定功率的14，灯L1消耗的电功率为其额定功率的425；再将电阻R2更换为电阻R3（已知R3=1/5R2），闭合开关S1、S3，断开开关S2，灯L1恰好正常发光．则此时电阻R3消耗的电功率为W．【答案】0.5【例6】如图所示，电源两端电压U保持不变．当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器接入电路中的电阻为RA时，电压表的示数为U1，电流表的示数为I1，电阻R1的电功率为P1，电阻RA的电功率为PA=4.5W;当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时，电压表的示数为U2=2V，电流表的示数为I2，电阻RB的电功率为PB．已知：R1:R2=2:1，P1:PB=1:10，U1:U2=3:2．求：L1S1S2L2S3BA甲R1R3S3AS1甲S2R2V（1）电源两端的电压U；（2）电阻R2的阻值.【答案】（1）电源两端的电压U=12V；（2）电阻2R2提高班【拓展1】（多选）如图所示的电路中，开关S闭合后，电流表A1和A2的示数分别为0.6A和0.5A．分析R1、R2、R3的大小可能是（）A．R1=R2=R3B．R1＞R2＞R3C．R1＜R2＜R3D．R1=R2＞R3【答案】BD【拓展2】（多选）如图甲所示的电路中，电源电压恒定不变，R2=30Ω，通过R1的电流随它两端电压变化关系如图乙所示，则下列计算正确的是（）S1R1R2S2P思维拓展训练51甲乙A.R1的阻值大小是20ΩB.当S1、S2、S3均闭合时，电流表的示数为0.5A，则通过电阻R2的电流时0.3AC.当S1、S2、S3均闭合时，电流表的示数为0.5A，则电源电压是6VD.当S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.15A，则R3消耗的功率是0.225W【答案】ACD【拓展3】（多选）如图所示电路，电源电压为12V且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为25Ω，若电路中连接“6V3W”的灯泡，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P在A点的位置，可使其正常发光．若在电路中改接一个“4V2W”的灯泡，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P在B点的位置，也可以使该灯泡正常发光，在这一过程中，下列说法正确的是（）A．A点在B点的左侧B．电压表的示数由6V变为4VC．电流表在两种情况下示数均为0.5AD．两种状态下电路的总功率相等【答案】ACD【拓展4】（多选）把标有“6V3W”的小灯泡与最大阻值为100Ω的滑动变阻器连接在电源电压恒为18V的电路中，电路的连接如图所示，电压表使用的量程为0～15V，电流表使用的量程为0～0.6A．要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程，且灯泡两端电压不允许超过额定值（设灯丝电阻不变）．下列说法正确的是（）A．滑动变阻器接入电路的电阻允许调节的范围是18Ω～60ΩB．滑动变阻器滑片移动的过程中，电流表示数变化量的最大值为0.5AC．小灯泡的电功率最小值为0.75WD．电路总功率的最大值为9W【答案】CD【拓展5】如图所示电路，电源电压保持不变，灯L的电阻不随温度变化．当开关S1断开、S2闭合时，电压表V1的示数为U1，电流表的示数为I1；当两个开关都断开时，电压表V2的示数为U2，电阻R1的功率P1＝2W；当只闭合S1时，灯泡L正常发光，电流表的示数为I3．已知U1∶U2＝5∶4，I1∶I3＝2∶3．求：⑴阻值R1与R2之比；⑵灯L的额定功率PL【答案】⑴S1断开，S2闭合时，电路如图甲所示；S1和S2都断开时，电路如图乙所示；只闭合S1时，电路如图丙所示．根据甲、乙图1122154LLURRRURR；2114LRRR①根据甲、丙图112323LUIRRUIR；1223LRRR②①、②联立得1221RR；RL=R1⑵根据乙、丙图212131211120.55LLLLUIRRRRRUIRRRRRRR221212232141255LLPIRPIR；125252W12.5W44LPP尖子班【拓展1】如图所示电路，电源电压一定．电阻R1的阻值为R2的2倍．当开关S1、S2都闭合时，电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为5I1．当开关S1、S2都断开时，电流表A1的示甲乙丙I2LL53数为I1′．则I1′与I1之比为（）A．6∶11B．2∶7C．1∶7D．3∶7【答案】A【拓展2】图甲所示为通过小灯泡L的电流随它两端电压变化的图像．将小灯泡L接入图乙所示电源两端电压不变的电路中．闭合开关S后，小灯泡L实际消耗电功率为2W；再闭合开关S1后，电流表的示数为0.6A．可知电阻R的阻值为．【答案】40【拓展3】（多选）如图所示，电源两端电压不变恒为12V．当只闭合开关S1时，电路消耗的总功率为P．当只闭合开关S2时，电路消耗的总功率为P＇，电阻R1消耗的电功率为P1；当开关S2断开，S1、S3闭合时，电路消耗的总功率为P总=50W；已知P∶P＇=5∶3，则下列判断正确的是（）A．P1=8WB．R2=C．R1:R2=4:5D．P＇=12W【答案】BD【拓展4】如图所示，电路中电源两端电压不变，已知滑动变阻器的最大电阻值为RW，定值电阻R的电阻值未知．当把滑动变阻器的滑片P置于变阻器的右端点B时，闭合开关S，电压表的示数为U1；当把滑动变阻器的滑片P移至变阻器的左端点A时，电压表的示数为U2．前后两次电路总功率的增加量P＝______________．【答案】22211()WUUUUR【拓展5】学校科技小组的同学们制作了一个多档位电热器模型．为了分析接入电路的电阻对电热器的电功率的影响，他们将电表接入电路中，如图所示．当只闭合开关S1时，电压表的示数为U1，电阻R3消耗的电功率为P3；当只闭合开关S2时，电压表的示数为U2，电阻R3消耗的电功率为P3′，测得此时电阻R2消耗的电功率为1.5W．已知U1︰U2＝1︰2，P3︰P3′=9︰4，电源两端电压保持不变．（1）请你计算出电阻R1与电阻R2的比值．（2）科技小组的同学们通过测量与分析发现：当开关S1、S2、S3都闭合时，电路消耗的电功率最大，请你计算出这个电功率【答案】（1）只闭合开关S1，等效电路如图（甲）；只闭合开关S2，等效电路如图（乙）．∵49323233RIRIPP；∴23II；∵2123212121RRRIIRUU∴3121RR（2）当开关S1、S2、S3都闭合时，电路如图（丙），电路功率达到最大值P．由图（甲）、（乙）：∵U一定∴I(R1＋R3)＝I′(R2＋R3)∴1132RR；∴213222RRRUU由图（乙）、（丙）：∵222222W5.141PUUPP；∴W62P由图（丙）：∵W613112