初中物理电学中的精典基础计算.doc

初中物理电学中的基础计算 峨眉山市高桥镇中学 余军在初中物理教学中，《课标》要求学生理解欧姆定律，并能进行简单计算；理解电功率和电流、电压之间的关系，并能进行简单计算但是，由于这部分知识的计算题牵涉的物理公式较多，题型的变化又较活较多，学生多是由于读不懂电路图，或选择公式不当从而望而却步笔者根据多年的经验，以及参阅历年中考题，发现那些不同的题所包含的基础知识，基本原理是相同的，因此，归纳出以下几种基础计算题型及相关的变式题，仅供参考一、 不变化的电路计算1、 串联电路型：例题：如图1所示，灯L1的电阻为10Ω，灯L2的电压为20Ω，它们串联接在电源3 V的电路中，求：⑴　电路中的电流I；⑵L1两端的电压U1，电功率P1；⑶L2两端的电压U2；电功率P2；⑷电路中L1、L2的总功率P. 解：由题可知，灯L1、L2串联，I=I1=I2（1）电路中的总电阻R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω图1 电路中的电流 （2）L1两端的电压U1=I1R1=0.1A×10Ω=1V 电功率P1=U1I1=1V×0.1A=0.1W （3）L2两端的电压U2=U－U1=3V－1V=2V 电功率P2=U2I2=2V×0.1A=0.2W ⑷　电路中L1、L2的总功率P=P1+P2=0.1W+0.2W=0.3W解析：此题为注重串联电路的基础知识和原理，立足于考查学生对串联电路学习的基本功，有些问题还有多种解法。

就上题的解题过程，它不仅应用了欧姆定律及其变形公式，还体现了串联电路的特点，即电流、电压、电阻、电功率的特点有许多题都是因此而变形的：变式训练1：如图2所示，一只小灯泡L串联一个0.6Ω的电阻R后，小灯泡两端电压恰好为3V，电流为0.5A求：（1）小灯泡的电阻RL图2（2）电阻R两端的电压变式训练2：如图3所示，电源电压恒定不变，当S断开时，电压表示数为10Ｖ当开关S闭合后，电压表的示数为6Ｖ，电流表的示数为0.4Ａ，求: . (1)两灯泡的电压U1和U2 ；图3（2）两灯泡的总功率P.变式训练3：如图4所示，定值电阻R1和R2串联，电源电压为7V，电流表的示数为0.5A, R2的电功率为2.5W图4求:电阻R2两端电压和电阻R1的电功率2、 并联电路型例题：如图5所示，当灯正常发光时，求：（1）通过灯泡的电流；（2）电源的电压是；（3）通过电阻R的电流；（4）电流表的示数；（5）电路中的功率.解：灯L与电阻R并联，U=UL=UR （1） 因为，灯L正常发光图5 所以，由P=UI得（2）所以，U=UL额=24V（3）通过电阻R的电流（4）电流表的示数I=IL+IR=1.25A+1A=2.25A（5）电路中的电功率P=UI=24V×2.25A=54W图6解析：此题应首先明白灯L与R的连接关系，电流表所测的对象，重点训练学生理解并联电路的特点，理解用电器铭牌在解题中的作用，体现了电路中电功率与电流、电压的关系。

变式训练1：如图6所示，电流表示数为0.5A, R2=20Ω,通过R2的电流是0.3A，求：（1） 电压表的示数；（2）电阻R1的阻值 变式训练2：如图7所示， R1=500， R2=250Ω，并联接在电源上，图7电流表示数为0.2A 求：R1 、R2 的电功率分别是多少？ 二、 变化的电路计算1、 有关滑动变阻器的变化电路例题：下图8是某同学探究电流与电压关系的电路图开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端，电流表和电压表的示数变化关系如下图9所示根据图像可求：图8图9（1）电路中的电源电压是多少？（2）当变阻器的滑片P在b端时，电阻R0的阻值是多少？它的电功率是多少？（3）当变阻器的滑片P在a端时，电阻R的最大阻值是多少？它的电功率是多少？（4）在变阻器的滑片P分别在a、b两端时，电阻R0的电功率之比是多少？解：当变阻器的滑片P在b端时，只有R0工作，由图象可知电压表示数为3V，电流表示数为0.6A（1） 电路中的电源电压为电压表此时的示数，即U=3V（2） 由可得电阻R0的阻值Ω电阻R0的电功率P0=UI=3V×0.6A=1.8W当变阻器的滑片P在a端时，R的阻值最大，R、R0串联，由图象可知电压表示数为0.5V，电流表示数为0.1A（3） 电阻R两端的UR=U－U0=3V－0.5V=2.5V 电阻R的电功率PR=UI=2.5V×0.1A=0.25W（4）电阻R0的电功率P‘0=UI=0.5V×0.1A=0.05W 在变阻器的滑片P分别在a、b两端时，电阻R0的电功率之比P0‘：P0=0.05W：1.8W=1：36解析：此题为关于滑动变阻器变化影响电路的基本题型，解题时，应先理解电路图。

该题滑动变阻器的滑片变化在变阻器的端点，不涉及电流表、电压表的量程，但，该题忝加了一个新的元素——图像因此，此题也将考查学生在解题时对图像的理解和应用学生在解题时，首先是理解电路、看懂电路图，其次是看懂图像，最后要将两者结合，明白滑动变阻器的滑片在变阻器的哪两点间变化，并找出对应的条件用文字叙述或简化的电路图将其表达出来这样利用串联电路的特点，欧姆定律，电功率与电流、电压的关系便能迎刃而解变式训练1：如图10所示，当开关S闭合后，滑动变阻器的滑片在b端时，电压表示数为9V，电流表示数为0.15A，R的阻值为60，求：求：（1）滑动变阻器R1的最大阻值；（2） 电源电压；（3） 滑片P在中点c时电压表的示数；图10（4） 电路中的最大功率I/A0.200.40.60.81.0312645U/VALRSV··图26图27变式训练2：在图11的电路中, 电源电压为9V且保持不变, 电流表的规格为“0～0.6A”,电压表的规格为 “0～15V”, 灯泡上标有“6V 6W”字样,灯泡电流随电压变化关系如图12所示. 求:(1) 灯泡正常发光时的电流.图11(2) 当电流表示数为0.4A时，电压表的示数.(3) 为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路中的最小阻值及此时电路消耗的总功率.图122、 有关开关断开、闭合的变化电路例题：如图13所示电路中，电源电压保持不变，灯L标有“12V 12W”字样，R2＝12Ω，当S1、S2都闭合时，电流表示数为1.2A，这时灯L正常发光（不计温度对电阻的影响）。

求：（1）灯L电阻和电源电压为多少？（2）通过电阻R1的电流是多少？它的阻值是多大？（3）当S1、S2都断开时，电流表的示数是多少？灯L实际消耗的功率是多少？图13解：当S、S都闭合时，R2被短路，灯L与电阻R1并联，电流表测总电流为1.2A，灯L正常发光（1） 所以，电源电压U=U1=UL=12V灯L的电阻 （2）灯L的电流 通过电阻R1的电流I1=I总－I=1.2A－1A=0.2A由可得电阻R1的阻值Ω（3）当S1、S2都断开时，R1被断路，R2与灯L串联，电流表测此时电路中的电流，电源电压不变 此时，电路中的总电阻R=RL+R2=12Ω+60Ω=72Ω 电路中的电流，即电流表示数为 灯L消耗的实际功率P=I2RL=（A）2×12Ω=0.33w解析：此题有三个用电器，开关S1、S2的通断会影响到这三个用电器的连接关系因此，解答此类题的关键是在开关S1、S2分别通、断时，学生理解电路图，能用文字叙述或简化电路并将其表达出然后找到对应的已知条件，利用串联或并联电路的特点，欧姆定律，电功率与电流、电压的关系解起来就会轻松许多变式训练1：如图14所示电路中，小灯泡L标有“6V 3W”字样，R2=12Ω，当S1、S2都闭合时，电流表示数为0.8A，这时小灯泡L正常发光，求：⑴电源电压U； ⑵电阻R1的阻值； ⑶当S1、S2都断开时，小灯泡L消耗的功率。

图14变式训练2： 如图15所示，电源电压12V保持不变，小灯泡L的规格为“6V 3W”，滑动变阻器的最大阻值为12Ω，电流表的量程为0~3A图15（1）当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为多大？在10min内电流通过R1所产生的热量是多少？（2）当开关S1、S2均闭合时，要使电流表安全使用，变阻器接入电路的阻值不得小于多少？R2的电功率是多少？总之，在初中物理电学中，学生要学会解答计算题，必须能读懂电路图，必须掌握串联、并联的电路特点，欧姆定律，电功率与电流、电压的关系这些基础知识，从而无论是什么题型都容易解答。