沪教版初中物理九年级下学期专题复习知识点专练-13-电学计算（一） 学案

这是一份沪教版初中物理九年级下学期专题复习知识点专练-13-电学计算（一） 学案，共17页。学案主要包含了所涉及的公式，电路特点，解题注意点等内容，欢迎下载使用。
初三物理春季班
教师

日期

学生

课程编号

课型
专题
课题
电学计算（一）
教学目标

1．理解并掌握串并联电路基本规律
2．会求各个物理量的最值问题
3．能准确判断电表的量程

教学重难点

（考试要求C；出题频率高）
1．求滑动变阻器取值范围
2．电表量程不定导致的多解性
3．电表偏转类各物理量的计算


教学安排

版块
时长
1
考点汇聚
15分钟
2
典型例题
30分钟
3
考点链接
30分钟
4
课堂总结
15分钟
5
课后作业
30分钟
……




电学计算（一）



考点汇聚



中考试题中压轴的电学计算题，种类繁多，题型较广，加上电路动态变化的影响，可以说是千变万化，也是中考中的一大重点、难点。此类题型主要有：电阻的取值范围，电阻替换，电表的偏转，电表的连接以及其他一些特殊题型。本次课主要讲解：电阻的取值范围，电表的偏转两类题型。
要解决这些错综复杂的电学题首先必须掌握串并联电路的基本特点，并熟练运用欧姆定律来解题。其次还要建立分类讨论的思想，明确电路中可以产生限制的物理量，最后使用相应的解题技巧进行解题。
（1）分类讨论。由于电路中的电流表、电压表各有两个量程可选，在有些没有明确限制电表量程的题目中，就会涉及不同的量程组合，从而形成分类讨论。
（2）限制电路的物理量。电路中可以由滑动变阻器或者电键产生电路的动态变化，而变化过程中又会引起电流、电压、电阻的变化，这些变化由于某些电路元件自身因素所限（如电表量程，滑动变阻器的阻值范围）构成了对电路的限制。这些限制一般分为以下几种：电阻类（电压表量程、电源电压）。如果电路处于某一状态时，任一物理量超过了任一元件的限制，电路就出来故障，该情况就是不合理的，应该舍去。
（3）解题技巧。不同类型的电学计算题有不同的解题技巧，这些技巧可以帮助同学们更快的分析电路的动态变化及相应的影响，提供解题思路。

知识点储备：涉及到的物理量有电阻（R）、电流（I）、电压（U）、电功率（P）、电功（W）等。
一、所涉及的公式：
I=U/R、P=UI、W=UIt，以及各公式的变形式。
二、电路特点
串联电路
并联电路
电流：I总=I1=I2
电流：I总=I1+I2
电压：U总=U1+U2
电压：U总=U1=U2
电阻：R总=R1+R2
电阻：1/R总=1/R1+1/R2
分压：U1/U2=R1/R2
分流：I1/I2=R2/R1

三、解题注意点
1、运用好三个渠道，即通过电学公式定律、通过串并联电路特点、通过比例关系求解；两个隐含条件即电源电压不变、定值电阻阻值不变；一个桥梁即电阻或电阻之比。

2、要根据已知量和要求量来选择运用哪个公式或规律，选择的公式或列出的关系式、方程式中要尽可能多包含已知量和要求量。

3、要注意某些规律的前提条件，注意统一单位，注意公式中各量的对应关系。电路变化的题目要注意电路安全、工作正常，比如元件的额定电压、电流表电压表的量程、滑动变阻器的最大阻值以及允许通过的最大电流等。



典型例题



题型一：求物理量极值
【例1】如图所示电路，电源电压保持不变，滑动变阻器R2上标有“100Ω，1A”字样。闭合电键S后，电流表A的示数为0.5A，电压表V1的示数为10V，电压表V2的示数为6V。求：
（1）定值电阻R1的阻值；
（2）在保证电路正常工作的前提下，R1消耗功率的最大值；
（3）若电流表A选接“0~0.6A”量程，电压表V1选接“0~15V”量程，电压表V2选接“0~15V”量程，移动变阻器的滑片P使电压表V2与电压表V1的比值最大，求该最大比值。
【难度】★★
【答案】（1）20Ω
（2）11.25W
（3）5
【解析】（1）R1=U1/I=10V/0.5A=20Ω
（2）当R2的电阻最小时，电压表V1的示数最大时，R1消耗功率的最大。P=UI=U＇2/R1=152/20=11.25W
（3）电路为串联电路，求电压表V2与电压表V1的比值最大，即电阻R2与R1的比值最大，R1为定值电阻，R2最大为100Ω，比值为5

S
A2

V
R2
R1
A1
【例2】在如图所示的电路中，电流表A1、A2的规格相同，电源电压为12V且保持不变，电阻R1的阻值为20Ω，电阻R2的阻值为10Ω。
（1）求电键S断开时电流表A1的示数。
（2）现用标有“50Ω，1.5A”字样的滑动变阻器R替换电阻R1或R2中的一个，可组成不同的新电路。
（a）各新电路中电流表A2的最大示数不同，求各最大示数中的最大值以及此时的变阻器R连入电路中的阻值、电流表A1的示数。
（b）若新电路中某个电流表的示数如图所示，求电压表V的示数。（需求出所有的电路情况）
【难度】★★
【答案】（1）0.4A（2）（a）8Ω；0A
（b）当电键S断开时，R变=5Ω，U1=IR变=0.8A×5Ω=4V
当电键S闭合时，R变为15Ω，U1=12V
【解析】（1）I=U/（R1+R2）=12V/（20Ω+10Ω）＝0.4A
（2）（a）变阻器R替换电阻R1，闭合电键S，电流表A2的示数为1.5A时最大。此时电流表A1短路，其示数为0A，R变=U/I=12V/1.5A=8Ω
（b）若电流表示数为0.16A时，R总=U/I=12V/0.16A=75Ω
新电路的总电阻不可能大于70Ω，舍去。
若电流表示数为0.8A时，R总=U/I=12V/0.8A=15Ω，所以此时只可能变阻器R替换电阻R1
当电键S断开时，R变=5Ω，U1=IR变=0.8A×5Ω=4V
当电键S闭合时，R变为15Ω，U1=12V

题型二：求物理量取值范围
【例1】在如图（a）所示的电路中，电源电压6V恒定不变，电阻R1为20Ω，滑动变阻器R2上标有“20Ω，2A”字样。闭合电键S，当滑动变阻器R2上的滑片P移至某处时，电路中两个电表的指针恰好指在相同的位置上，其表盘如图（b）所示。求：
(a)
(b)
（1）通过电阻R1的电流。
（2）变阻器连入电路的阻值R2。
（3）在电路中各元件都能正常工作，且各电表的量程选择合适的情况下，滑动变阻器R2连入电路的阻值范围。
【难度】★★
【答案】（1）0.3A
（2）4Ω或20Ω
（3）3Ω≤R2≤20Ω
【解析】（3）若电流表A2接0～0.6A，则通过R2的电流最大为0.6A
R2最小＝U2/I2最大＝6V/0.6A＝10Ω；10Ω≤R2≤20Ω
若电流表A2接0～3A，要求电表的量程选择合适，则I2最大′＝2A，I2最小′＝0.6A
R2最小′＝U2/I2最大′＝6V/2A＝3Ω；R2最大′＝U2/I2最小′＝6V/0.6A＝10Ω；3Ω≤R2≤10Ω
滑动变阻器接入电路的阻值范围是3Ω≤R2≤20Ω
R2
P
A
R1
S
V
V1

【例2】如图所示电路，电源电压保持不变，滑动变阻器R2上标有“50W，2A”字样。闭合电键S，移动滑片P到某位置时，电压表V的示数为6V，电压表V1的示数如图所示，电流表A的示数为0.2A。求：
（1）电阻R1的阻值。
-
3
15
V
0
5
10
15
0
1
2
3
（2）通电10秒，电流通过电阻R1所做的功W1。
（3）移动滑动变阻器滑片P，在电路A全工作的情况下，R1消耗的电功率范围。
【难度】★
【答案】（1）10W
（2）4J
（3）电流的范围是：0.1A～0.6A，由P=UI=I2R可得，R1消耗的电功率范围0.1W～3.6W

【例3】如图所示电路，电源电压可在4～8V范围内调节，变阻器R2上标有“20Ω，2Α”字样。当通过R1的电流为0.4A时，R1两端的电压为2V。现有电压表、电流表各一个，表盘如图（a）、（b）所示的电流表、电压表各一个（电表大量程均损坏）。
（a） （b）







C D




（1）求电阻R1的阻值。
（2）求10秒内电流通过R1所做的功W1。
（3）请选择一个电表，将电源和选择的电表接入AB、CD间，要求移动变阻器的滑片P时通过变阻器的电流变化量DI最大。
（a）写出选择的电表及电表接入的位置。
（b）求出通过变阻器的电流变化量的最大值DI最大。
【难度】★★
【答案】（1）5Ω（2）8J（3）电压表；CD；0.44A
【解析】（1）R1＝U1/I＝2V/0.4A＝5Ω
（2）W1=U1I1t1=2V×0.4A×10s=8J
（3）（a）选电压表接入CD位置
（b）当U1最大=3V时，I最大=U1最大/R1=3V/5Ω=0.6A
当U最小=4V，R2＝20Ω时，I最小＝U最小/（R1+R2）＝4V/（5Ω+20Ω）＝0.16A
△I最大＝I最大-I最小＝0.6A-0.16A=0.44A

题型三：电表偏转
【例1】在如图所示的电路中，滑动变阻器R2上标有“20Ω，2A”字样。闭合电键S，电路中电流为0.5A，电压表V1的示数为5V，电压表V2的示数为10V。求：
（1）电源电压U。
（2）电阻R1的阻值。
（3）选择合适的电表量程后，移动滑动变阻器R2的滑片P，使两电表分别能达到某量程的满刻度，且电路能正常工作，求电源消耗的电功率范围。
【难度】★★
【答案】（1）15V
（2）10Ω
（3）P大=UI大=15V×（15V/10Ω）=22.5W
P小=UI小=15V×（12V/10Ω）=18W
电源消耗的电功率范围为18W~22.5W

R2
P
A
R1
S
V
V1
【例2】如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R2上标有“50W，2A”字样。闭合电键S，移动滑片P到某位置时，电压表V1的示数为2V，电压表V的示数为6V，电流表A的示数为0.2A。求：
（1）电阻R1的阻值。
（2）通电10秒，电流通过电阻R1所做的功W1。
（3）是否存在某种可能，改变滑片P的位置，使两电压表指针偏离零刻度线的角度恰好相同？若有可能，通过计算求出R2的值；若没有可能，说明理由。
【难度】★★
【答案】（1）10Ω（2）4J（3）有这种可能，R2的阻值为0Ω或40Ω
【解析】（3）∵U1