為考查學生分析問題和解決問題的能力,在設計電學試題時,有些題目的已知條件並不明顯給出,而是隱藏在其中,求解這類問題的要害在於挖掘其中的隱含條件,而這些隱含條件可從物理現象、要害用語等已知條件中挖掘。
二、構建變化電路中的方程思想
當電鍵斷開或閉合,滑動變阻器滑片移動時,電路狀態將發生變化.求解此類電路綜合題時,構建電路中的方程思想尤為重要,其方法如下:
1.分清電路在每個狀態下的結構,即電路的連接方式,滑動變阻器使用的阻值範圍,電壓表、電流表所測定的物理量。
2.針對每種狀態畫出相應的等效電路圖,在圖中標出這種狀態下所對應的巳知量、不變量、待求量。
3.以“不變量”為中心列出電路方程。
當電路狀態發生改變時,電路的電源電壓和定值電阻阻值—般不隨電路狀態的改變而改變.抓住以上“不變量”,利用歐姆定律、申並聯電路特點、電功及電功率的計算公式,可列出電路方程。
4.以電路中的等量關系、比值關系引出方程或以此作為聯系方程中的物理量間的紐帶,代換求解。
初中物理電學計算題的解法 學法指導 不分版本
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解:當S1、S2斷開時,因燈泡正常發光,故燈泡消耗功率為3W
電路電流為 3W/6V=0.5A,燈泡電阻為 6V/0.5A=12歐姆,電路總電阻為燈泡與變阻器串聯,即12+36=48歐姆,
電源電壓為 48*0.5A=24V,即電壓表讀數為24V
當S1、S2均閉合,燈泡被短路,電路等效為滑動變阻器與R2並聯,因為A1與A2讀數比為5:2,即總電流與流經R2的電流比為5:2,由總電流等於各分路電流之和,得總電流與流經變阻器的電流比為5:3,即兩支路電流之比為3:2,
因滑動變阻器連到a端,即處於其最大值40歐姆位置,流經電流為
24V/40歐姆=0.6A,則流過R2電阻的電流為(0.6/3)*2=0.4A
R2的阻值為 24V/0.4A=60歐姆。
因為滑動變阻器電阻最大為40歐姆,此時該支路電路上電流最小,總電流也就最小,即消耗功率最小,總電流為0.6A+0.4A=1A
消耗功率為 24V*1A=24W,即S1、S2均閉合時電路消耗功率最小,為24W。
電阻R2的阻值為10歐,當電阻R1與R2以某種方式連接在電源兩端時,R2兩端電壓為9伏;當電阻R1與R2以另壹種方式連接後接在同壹電源兩端時,R2兩端的電壓為3伏。求:
1.電源的電壓
2.電阻R1的阻值
討論:(1)當R1R2並聯,如果R2電壓為3伏,則電源電壓為3伏,
因此R1R2串聯時,R2的電壓就不可能達到9伏.
故只能是:
(2)當R1R2並聯時,R2電壓為9伏,得到電源電壓為9伏.
R1R2串聯時,R2電壓為V2=3伏,所以R1電壓為V1=V-V2=9-3=6(伏)
電路電流:I=I1=I2=V2/R2=3/10=0.3A
所以R1=V1/I1=6/0.3=20歐
某同學在“STS”的探究性活動中,按圖17做探究性小實驗,實驗中電源U和電阻R的值不變,把滑動變阻器的滑片P固定在某壹位置上,閉合開關S,根據下面的實驗,請妳判斷和計算出相關的數據:
(1) 表a接電流表,表b接電壓表時,電流表的示數為0.9A,電壓表的示數約為多少?
(2) 表a接電壓表,表b接電流表時,電壓表的示數為1.5V,電流表的示數為0.6A,電源電壓和電阻R的阻值各是多少?
(3)求滑動變阻器接入電路的阻值。
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解: 1、電壓表示數近似為0。因為電壓表b與P串聯後,跨接在電流表a上,電流表內阻極小,上面壓降幾乎為0。
2、V=1.5V=Up=0.6×Rp 故Rp=1.5/0.6=2.5歐(接入電路部分)
E/(R+2.5)=0.6 故E=0.6R+1.5……(1)
E與R的值可以是無數個值,只要符合(1)式就可以。
3、Rp為2.5歐。
有壹電路,閉合S1時只有R1連入電路,電流是I1。閉合S2時,R1 R2串聯,電流是I2,此時電阻R2的功率是20W。I1:I2=3:2。閉合S3時,R1 R2 R3串聯,電阻R3消耗的功率是15W。 求閉合S3時,R1消耗的功率。
答案:當S3閉合時,R1消耗功率是10W。
解析:已知S2閉合時,R2功耗是20W,且I1=1.5I2,可知:R1=2R2;
當S2閉合時,R1功率是40W。設R1+R2=3R2=R,得:
U^2/R=40+20=60(W) R=U^2/60
則S3合上後:[U/(R+R3)]^2×R3=15
R1、R2的功率是:[U/(R+R3)]^2×R=R×15/R3=(U^2/60)(15/R3)=U^2/(4R3)
4RR3=(R+R3)^2 得:R3=R(=R1+R2)
可知當S3合上時,R3上的功率與(R1、R2)上的功率相同,為15W
R1、R2上功率為15W,由於R1=2R2,故R1上功率為10W、R2上功率為5W。
1.有壹個電能表標有3000r/kw.h,有壹個用電器在10min內使轉盤轉了20圈,求該用電器消耗的電能及功率。
2.“Pz220-25”的燈泡,接在220伏電路中,通過燈泡電流有多大?這時燈泡電阻有多大?若將該燈泡接在210伏的電路中,實際發出功率是多大?
3.電阻R1的阻值為10歐,當電阻R1和R2以某種方法連接在電源兩端時,R1兩端的電壓為9伏,當兩電阻以另壹種方法連接後接在同壹電源兩端時,R1兩端的電壓為3伏,求R2的阻值
4.已知電源電壓為10V,若電路中燈泡和滑動變阻器串聯,而滑動變阻器兩端的電壓為4V,通過它的電流為2A,求燈泡的電阻。
解:1:3000/20=1/150度為電能,10min=600s故P=W/t=(1/150)*3.6*1000000/600=40w
2:根據I=P/U可知:I=25/220=0.11A,再R=U*U/p=1936歐姆
210*25/220=23.86W;
3.9*10/3=30歐姆;
4、(10-4)/2=3歐姆