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专题十一 电学计算题分类例析教师寄语假如生活是一条河流,愿你是一叶执著向前的小舟;假如生活是一叶小舟,愿你是个风雨无阻的水手。学习目标记住欧姆定律的内容、表达式,并能熟练运用欧姆定律 解决简单的电路问题;知道串并联电路中电流、电压、电阻的关系,并分析解决简单的串、并联问题;知道电功、电功率的公式,并会求解简单的问题;知道额定电压、额定功率、实际功率以及它们之间的关系;记住焦耳定律公式并能用焦耳定律进行求解通电导体发热问题。教学重点额定电压、额定功率、实际功率以及它们之间的关系;教学难点串并联电路中电流、电压、电阻的关系,并分析解决简单的串、并联问题教学方法小组合作教 学 过 程 设 计师生双边活动设计知识储备:1、欧姆定律:(1)内容: (2)公式: 变形公式: 、 (3)适用条件: 2、串联电路和并联电路特点:物理量电路串联电路并联电路电流电压电阻电功电功率电热推论3、电功和电热的关系: 纯电阻电路:电阻R,电路两端电压U,通过的电流强度I.电功: W= 电热:Q= 电热和电功的关系 表明: 在纯电阻电路中,电功 电热.也就是说电流做功将电能全部转化为电路的 非纯电阻电路: 电流通过电动机M时电功 :W= 电热: Q= 电热和电功的关系: =机械能+ 表明: 在包含有电动机,电解槽等非纯电阻电路中,电功仍 UIt,电热仍 I2Rt.但电功不再等于电热而是 电热了. 4、电能表的铭牌含义:220V 5A 2500R/KW.h 5、额定电压是指用电器在_ _时的电压,额定功率是指用电器在_ 时的电功率。某灯泡上标有“PZ220-60”,“220”表示 ,“60”表示 电阻是 三、典题解析:题型一:简单串并联问题(解题方法:解决串、并联电路的问题,首先要判断电路的连接方式,搞清串并联电路中电流、电压、电阻的关系,结合欧姆定律和其它电学规律加以解决。)例1、 如图1所示的电路中,电阻R1的阻值为10。闭合电键S,电流表A1的示数为0.3A,电流表A的示数为0.5A.求(1)通过电阻R2的电流.(2)电源电压.(3)电阻R2的阻值例2、如图所示,小灯泡标有“2.5V”字样,闭合开关S后,灯泡L正常发光,电流表、电压表的示数分别为0.14A和6V.试求(1)电阻R的阻值是多少?(2)灯泡L消耗的电功率是多少? 练习:1、 把R1和R2串联后接到电压为12伏的电路中,通过R1的电流为0.2安,加在R2两端的电压是4伏试求:(1)R1和R2的电阻各是多少?(2)如果把R1和R2并联后接入同一电路(电源电压不变),通过干路的电流是多少?2、如图所示,电源电压不变.闭合开关S,小灯泡L恰好正常发光。已知R1=12,电流表A1的示数为0.5A,电流表A的示数为1.5A。求:(1)电源电压;(2)灯L的电阻;(3)灯L的额定功率。题型二:额定功率、实际功率的计算 解题方法:找准题中的不变量、变量,选择合适的公式计算例1、把一个标有“220V 40W”灯泡接在电压为110V电源上使用,该灯泡的额定状态下的电阻、额定电流、额定功率、实际状态下的电阻、电流、实际功率分别是多少?例2 、标有“6V,6W”和“3V,6W”的两只灯泡串联接在电源上,有一只灯泡正常发光,而另一只较暗,分析:(1)电源电压(2)两灯泡消耗的实际功率分别是多少? (3)两灯泡哪只较亮? 练习:1、 有一只标有“PZ22040”的灯泡,接在220V家庭电路中,求:1灯泡正常发光时的电阻? 2灯泡正常发光时通过它的电流? 31KWh电可供此灯泡正常工作长时间? 4若实际电压为200V,则灯泡的实际功率为多大?灯泡的发光情况如何? 题型三:电热计算 (解题方法:首先分清电路(纯电阻电路还是非纯电阻电路),选择正确的公式计算 )例1、两电阻串联在电路中,其R1=4,R2=6,电源电压10V,那么在1min时间内电流通过各电阻产生的 热量是多少?总共产生了多少热量?例2、一台电动机线圈电阻0.3,接在12V的电路上时,通过电动机的电流为0.5A,在5min内电流做功及电流产生的热量分别多大? 例3、两根相同的电阻丝,电阻为R,将它们串联后接到电源上,20min可以烧开一壶水;如果将它们并联后,接到同一电源上(设电源电压不变),烧开这壶水需要多长时间。练习:1、一台接在220V电压的电路中正常工作的电风扇,通过风扇电动机的电流为0.455A,测得风扇电动机线圈电阻为5,试求(1)电风扇的输入功率多大?(2)电风扇每分钟消耗电能多少?(3)风扇的电动机每分钟产生的电热多少?产生机械能多少?2、热水器中有两根电热丝,其中一根通电时,热水器中的水经15min沸腾,另一根单独通电时,热水器中的水经30min沸腾。如把两根电热丝分别串联和并联,问通电后各需多少时间才能沸腾?(设电热丝电阻不变)。题型四:生活用电问题 例1、小欣家的电冰箱功率是0.2kW。双休日全家外出的两整天里,只有电冰箱在自动间歇工作。这两天前后,电能表示数如图所示。则这两天时间内,电冰箱消耗的电能是多少?实际工作时间是多长?例2、 小王家电能表上标有“220V10A”字样,他家原有电器的总功率是1500W。最近新买了一个电热水器,铭牌上部分数据如下表所示。(计算结果保留小数点后两位小数)试求:(1)电热水器的额定电流是多少安培?(2)电热水器正常工作时的电阻是多少欧姆?(3)将电热水器接入家庭电路后,通过计算回答他家的用电器能否同时使用?练习:饮水机是一种常见的家用电器,其工作原理可简化为如图17所示的电路,其中S是一个温控开关,为发热板,当饮水机处于加热状态时,水被迅速加热,达到预定温度时,开关S自动切换到另一档,饮水机便处于保温状态。(1)试确定温控开关S接a或b时,饮水机分别对应的工作状态。(2)若饮水机加热时发热板的功率为550W,而保温时发热板的功率为88W,求电阻的阻值(不考虑温度对阻值的影响)。题型五、变化电路问题(解题方法:由于开关的通断、滑动变阻器滑片的移动改变了电路的结构,电路中的电流、电压值会发生变化,称之为变化电路问题。解决变化电路问题的关键是把动态电路变成静态电路,即画出每次变化后的等效电路图,标明已知量和未知量,再根据有关的公式和规律去解题。)例1、 如图10-13所示,已知电阻R1=10,R2=20,电源电压U=6V试根据下列要求进行求解:(1)当开关S1、S2都断开,S3闭合时,求电流表的示数和R1的电压;(2)当S1、S2都闭合,S3断开时,求电流表示数;(3)开关处于何种情况下,电流表会烧坏?例2如图所示电路,电源电压U保持不变,电源电压为12伏特,定值电阻R1的阻值为4欧姆,滑动变阻器的最大阻值为8欧姆,当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动的过程中,电流表、电压表示数的变化范围 ? 练习: 1、如图140所示,120欧,240欧,电源电压保持不变(1)当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数是0.6安,小灯泡恰好正常发光,求电源电压和小灯泡的额定电压;(2)当开关S1、S2都断开时,电流表A2的示数是0.2安,求小灯泡的实际功率;(3)小灯泡的额定功率是多少?图140题型六:电路保护问题(解题方法:电学计算题中常常遇到一些电路保护问题,这类问题往往涉及到电流表、电压表、滑动变阻器、灯泡等的保护。碰到这类问题时,充分运用电学规律和数学中的不等式,一般会使问题得到解决。)例1、在伏安法测电阻的实验中,电压表的示数为4.8V,电流表的示数为0.5A。如果改变电源电压后,电压表的示数为12V,前后两次都用量程为00.6A的电流表行不行?如果不行,应该怎么办?例2、如图11所示,电路的电源电压和灯泡电阻不变,R1=5,灯L标有“8V 6.4W”字样,电流表量程为03A,滑动变阻器标有“2A”字样。(1)只闭合S1时,电流表的示数为0.6A,求电源电压。(2)闭合S1、S2、S3,滑片移到b端时,电流表的示数为I总=2A,求变阻器的最大阻值。(3)若电压表的量程为03V,电流表的量程为03A,只闭合S2时,在保证电路安全的情况下,求变阻器连入电路的阻值范围。练习:1、如图25所示,电源电压保持不变闭合开关S后,滑动变阻器R0的滑片P在移运过程中,电压表的示数变化范围为04伏,电流表的示数变化范围为0.51安,求:(1)R的阻值;(2)R0的最大阻值;(3)电源电压题型七、开放性问题例1 、如图12所示,R1为12的定值电阻,电源电压为9V,开关闭合后电流表示数为0.5A,通电5min.请你根据这些条件,求出与电阻R2有关的四个电学物理量练习:1、一位同学对家里饮水机的工作情况进行了调查:饮水机加满水通电后有加热和保温两种交替工作状态;从该机说明书上收集到如下数据:加热器额定电压为220V,额定功率为500W,机内盛水容器的容积为5dm3,调查发现:正常加热时,在不从饮水机取水的情况下,水温由85开始再次加热,经过8min水温升到95时停止加热,该机简化电路如图所示。(1) 分析说明:温控开关S断开时,饮水机是处于加热状态还是保温状态?(2) 正常加热时求加热器电阻R2的阻值及通过的电流。(3) 在8min的加热过程中消耗电能为多少?机内容器中水的内能增加了多少?教 后 反 思
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