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1 R1、 R2连接成如图 ZT81 所示的甲、乙两种电路， R12 R2，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 1 Q 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 1 Q 乙 2_。图 ZT812如图 ZT82 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
2、内消耗的电能。图 ZT823如图 ZT83 所示，电源电压保持不变，已知 R240 。(1)当闭合开关 S、S 1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 ZT84 所示，R1、 R2均为电热丝。下列说法正确的是( )2图 ZT84AS 1、S 2闭合时，电饭锅处于加热状态BS 1、S 2闭合时，电饭锅处于保温状态CS 1闭合、S 2断开时，电饭锅处于加热状态DS 1断开、S 2闭合时，电饭锅处
3、于保温状态52017荆门如图 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 ，S 1是手动控制开关，S 2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，S 2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”
4、)发绿光时 LED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、S 2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 ZT863类型三 与图像有关的电学计算72017常州如图 ZT87 甲所示的电路
5、中，电源电压可调，灯 L1、L 2的额定电压均为 6 V，L 1、L 2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 ZT87AL 1正常发光B电源电压为 12 VC电路总电阻为 30 D电路总功率为 2.4 W82017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 R22 R1。测绘出小灯泡的 I
6、 U 图像如图乙所示，电源电压保持不变。(1)根据小灯泡的 I U 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 ZT884类型四 电学中的范围问题9如图 ZT89 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 0.41.2 A。则下列结论正确的是( )A R210 B R1的最大电阻为 5 C电源电
7、压为 6 VD电阻 R2的电功率变化范围是 1.64.8 W图 ZT8910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 ZT8105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 Q I2Rt 可得：在相同时间内 R1与 R2产生的热量之比为
8、 。Q甲 1Q甲 2 I2R1tI2R2t R1R2 2R2R2 21由图乙可知，电阻 R1、 R2并联，根据并联电路的电压特点，以及 Q W t 可得：在U2R相同时间内 R1与 R2产生的热量之比为 。Q乙 1Q乙 2U2R1tU2R2t R2R1 R22R2 122(1)定值电阻 R1的阻值： R1 10 。UI1 6 V0.6 A(2)R2在 40 s 的时间内消耗的电能： W UI2t6 V0.2 A40 s48 J。3(1)当 S、S 1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，两电阻串联，电压表测量 R1两端的电压，因
9、串联电路中总电压等于各分电压之和，所以 R2两端的电压： U2 U U16 V2 V4 V；串联电路中各处电流都相等，所以通过 R1的电流： I1 I2 0.1 A， R1消耗的电功率： P1 U1I12 U2R2 4 V40V0.1 A0.2 W。4A 解析 由 P 可知，电源电压一定时，电阻越大，电功率越小；电阻越小，U2R电功率越大。S 1、S 2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。S 1闭合、S 2断开时，两电阻串联，总电阻较大，电功率较小，为保温状态。S 1断开、S 2闭合时，电路为开路。5(1)加热 (2)小于 (3)小于 (4)200解析 由
10、 P 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U2R越大。(1)S 1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)S 1闭合，S 2断开时， R1与 R2串联，电流相等，由 P I2R 可知， R1 R2， P1 P2。(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 U2R总200 W。（ 220 V） 266 176 6(1)大地(或地线) 低(2)低温挡只有 R1工作， R1 48.4 。S 1、S 2均闭合时，两电阻并联，U2P1 （ 220 V） 21000 W电加热器处于高温挡， P2
11、 P 高 P 低 2200 W1000 W1200 W，通过 R2的电流： I2 P2U5.5 A。1200 W220 V(3)Q W P 高 t2200 W33600 s2.37610 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 U U1 U22 V6 V8 V，B 错6误。总电阻 R 26.7 ，C 错误。总功率： P UI8 V0.3 A2.4 W，D 正确。UI 8 V0.3 A8(1)不恒定 灯丝电阻随温度改变而改变(2)小灯泡正常发光的电流：IL 0.5 A。P额U额
12、3 W6 V(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 A0.5 W。(4)P 在 A 点时， UA4 V， IA0.4 A， U4 V0.4 AR1； P 在 B 点时， UB2 V， IB0.25 A， U2 V0.25 A2 R1；解可得： R120 ， U12 V。9C10410 2.25 解析 灯泡的电阻： R 灯 5 。（ 2.5 V） 21.25 W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，也就是电路中的电流最大为灯泡的额定电流，即电流最大值 I 最大 I 灯 0.5 A。P灯U灯 1.25 W2.5 V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 R 灯 5 4 。UI最 大 4.5 V0.5 A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 0.3 A，滑动变阻器接入电路的电阻： R 最大 10 ，U U灯R灯 4.5 V 3 V5 3 V0.3 A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 V0.5 A2.25 W。
