2024河北物理中考备考重难专题：电学计算题 （课件）(共31张PPT)

(共31张PPT)
河北 物理
电学计算题
2024中考备考重难专题课件
课件说明
一、课件设计初衷
基于老师在二轮专题复习中，找好题、选好题来攻克重难题型有较大的需求，特设计重难专题课件.在制作过程中，通过设计启发式问题、思维过程性分析，有助于学生掌握解题思路和方法，提高课堂效率.
二、课件亮点
1.依据区域考情，针对性选题
按照本地区考情及考法选题，针对性强，有效提高老师备课效率
2.一题多设问，提高课堂效率
通过改编题，做变式或补充设问，让老师可以用一道题讲透一类题，为老师提供原创好题
3.一题多解与思路引导，体现思维过程
通过问题启发式激发学生思考，为学生提供多种的解题思路和方法；利用思路引导的形式分析解题思路，解题的关键点挖空进行设问，形成解题思维
三、课件使用场景
适用于中考二轮专题复习
电学计算题
典例精讲
实战演练
1
能力分点练
2
3
考情总结
极值、范围类相关计算，10年7考：
设问形式：均为解答题，且为2-3问；其中考查滑动变阻器的极值/规格(2次)、功率的极值(4次)、电源电压的极值/范围(3次)；
分类讨论类相关计算，10年5考：
设问形式：均为解答题，且为2-3问；
①选用不同规格的滑动变阻器且电流表选用不同量程[2021.38(2)]
②电流表接入两个位置且选用不同量程[2019.37(2)]
③电压表接入不同位置时指针偏转、示数变化情况[2018.38(2)]
④电流表选用不同量程[2016.38(2)]
⑤两小灯泡中只有一个正常发光[2014.38(3)]
能力分点练
类型1 极值、范围类
1.如图所示，电源电压恒为6 V，电流表量程0～0.6 A，电压表量程0～3 V，滑动变阻器规格“50 Ω　1 A”，小灯泡规格“2.5 V　0.625 W”.若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，电路中各元件均安全工作，小灯泡两端电压不允许超过额定电压.闭合开关，求：
(1)电路中电功率的最大值；
P=UI
Pmax
Imax
Rmin
UL=2.5 V，UR=3.5 V
判断此时电流值是否小于1 A
Imax<1 A，则取Imax
Imax>1 A，则取1 A
解：(1)要使电路中的电功率最大，由P＝UI可得，电路中的电流最大，总
电阻最小. 又因为小灯泡两端电压不允许超过额定电压，所以小灯泡两端
电压为UL=2.5 V，滑动变阻器两端电压为UR=3.5 V.
(1)电路中电功率的最大值；
电路中的电功率最大值为
P＝UI＝6 V×0.25 A＝1.5 W
此时电路中的电流最大值为 <1 A
(2)电流表的示数变化范围；
由(1)可得，当UL=2.5 V，UR=3.5 V时，Imax＝0.25 A
要使Imin
Rmax
L和R全部接入电路中
(2)小灯泡的电阻RL=
当小灯泡和滑动变阻器全部接入电路中，电路中的电流最小
Imin=
所以电流表的示数变化范围为0.1 A～0.25 A.
(3)滑动变阻器的阻值调节范围.
由(2)可得，当L和R全部接入电路中时，Imin＝0.1 A，Rmax
由(1)可得，当UL=2.5 V，UR=3.5 V时，Imax＝0.25 A，Rmin
(2)由(1)可得，当小灯泡两端电压为UL=2.5 V，滑动变阻器两端电压为
UR=3.5 V时，滑动变阻器R最小；由(2)可得，当小灯泡和滑动变阻器全
部接入电路中时，滑动变阻器R最大为50 Ω.
则滑动变阻器R最小
所以滑动变阻器的阻值调节范围为14 Ω～50 Ω.
类型2 分类讨论类
2.如图所示，电源电压为18 V，滑动变阻器标有“50 Ω　2 A”字样，电流表有0～0.6 A和0～3 A两个量程，电压表有0～3 V和0～15 V两个量程.闭合开关S，调节滑动变阻器连入电路中的电阻，可以使电路中两只电表同时满偏，求定值电阻R1可能的阻值.
讨论电压表量程：a.选0～3 V量程；b.选0～15 V量程
滑动变阻器允许通过的最大电流为2 A
电流表选0～0.6 A量程
类型2 分类讨论类
2.如图所示，电源电压为18 V，滑动变阻器标有“50 Ω　2 A”字样，电流表有0～0.6 A和0～3 A两个量程，电压表有0～3 V和0～15 V两个量程.闭合开关S，调节滑动变阻器连入电路中的电阻，可以使电路中两只电表同时满偏，求定值电阻R1可能的阻值.
解：由于滑动变阻器允许通过的最大电流为2 A，所以电流表选0～0.6 A
量程，则其示数为0.6 A.
若电压表的量程为0～3 V，则其示数为3 V，滑动变阻器
接入电路的阻值为
，符合题意；
则此时定值电阻R1阻值为
类型2 分类讨论类
2.如图所示，电源电压为18 V，滑动变阻器标有“50 Ω　2 A”字样，电流表有0～0.6 A和0～3 A两个量程，电压表有0～3 V和0～15 V两个量程.闭合开关S，调节滑动变阻器连入电路中的电阻，可以使电路中两只电表同时满偏，求定值电阻R1可能的阻值.
若电压表的量程为0～15 V，则其示数为15 V，滑动变阻器接入电路的阻
值为
，符合题意；
因此定值电阻R1可能的阻值为5 Ω和25 Ω
则此时定值电阻R1阻值为
典例精讲
例 如图甲所示电路，小灯泡L上标有“2.5 V　1.25 W”字样，滑动变阻器R2上标有“10 Ω　1 A”字样.闭合开关S、S1，移动滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光，此时电压表示数为2 V，求：
(1)小灯泡L正常发光时的电阻；
解：(1)根据电功率的变形式P＝
可知，小灯泡L正常发光时的电阻
R灯＝ ＝5 Ω
电阻
代入数据求解
(2)若电流表选用0～0.6 A量程，电压表选用0～3 V量程，在确保电路各元件安全的情况下，求电路消耗的最大电功率(假定灯丝电阻保持不变)；
代入数据求解
L、R2串联接入电路，
测R2两端的电压
V1
求出电源电压、电流I
P=____
闭合开关S、S1，小灯泡正常发光，电压表示数为2 V
L标有“2.5 V　1.25 W”
电流I最大
UI
(2)若电流表选用0～0.6 A量程，电压表选用0～3 V量程，在确保电路各元件安全的情况下，求电路消耗的最大电功率(假定灯丝电阻保持不变)；
(2)闭合开关S、S1，小灯泡L和滑动变阻器R2串联，电压表测量滑动变阻
器R2两端的电压.移动滑片使小灯泡正常发光，此时小灯泡两端的电压为
2.5 V，滑动变阻器R2两端的电压为2 V，故电源电压
U电＝U灯＋U滑＝2.5 V＋2 V＝4.5 V
为了保证电路各元件安全，通过电路的最大电流为0.5 A，则电路消耗的
最大电功率Pmax＝U电Imax＝U电I灯＝4.5 V×0.5 A＝2.25 W
由I＝ 可知，小灯泡正常发光时的电流I灯＝ ＝0.5 A
(2)若电流表选用0～0.6 A量程，电压表选用0～3 V量程，在确保电路各元件安全的情况下，求电路消耗的最大电功率(假定灯丝电阻保持不变)；
(3)若更换电源，只闭合开关S、S2，移动滑片到某一个位置，电流表和电压表指针位置如图乙所示(可能与之前相比更换了量程但在后续操作中量程不变)，当向某个方向移动变阻器的滑片到某位置时，其中一个表指针达到满偏，另一个表指针在刻度盘 处.求定值电阻R1的可能值.
滑动变阻器标有“10 Ω　1 A”
电流表的量程为0～0.6 A，示数为0.5 A
讨论电压表量程：
a.选0～15 V量程；b.选0～3 V量程
求出R1的可能值
(3)只闭合开关S、S2，电阻R1和滑动变阻器R2串联.因滑动变阻器允许通
过的最大电流为1 A，所以由图乙可知，电流表选择的量程为0～0.6 A，
此时电路中的电流为0.5 A.若电压表的量程为0～15 V，则其示数为12 V，
滑动变阻器的阻值为
滑动变阻器R2上标有“10 Ω　1 A”，
故不符合题意；
R滑＝ ＝24 Ω>10 Ω，
(3)若更换电源，只闭合开关S、S2，移动滑片到某一个位置，电流表和电压表指针位置如图乙所示(可能与之前相比更换了量程但在后续操作中量程不变)，当向某个方向移动变阻器的滑片到某位置时，其中一个表指针达到满偏，另一个表指针在刻度盘 处.求定值电阻R1的可能值.
若电压表的量程为0～3 V，则其示数为2.4 V，滑动变阻器接入电路的阻
ΔU＝2.4 V－ ×3 V＝0.4 V
若电流表达到满偏0.6 A，则电流表示数增大了ΔI＝0.6 A－0.5 A＝0.1 A
电压表则减小了
值为R滑′＝ ＝4.8 Ω<10 Ω，符合题意；
(3)若更换电源，只闭合开关S、S2，移动滑片到某一个位置，电流表和电压表指针位置如图乙所示(可能与之前相比更换了量程但在后续操作中量程不变)，当向某个方向移动变阻器的滑片到某位置时，其中一个表指针达到满偏，另一个表指针在刻度盘 处.求定值电阻R1的可能值.
因串联电路总电压等于各分压之和，所以R1两端电压变化量和电压表示
若电压表示数达到满偏3 V，则电压表的示数增大了
ΔU′＝3 V－2.4 V＝0.6 V
数变化量相等，则由I＝ 可知，定值电阻R1＝ ＝4 Ω
(3)若更换电源，只闭合开关S、S2，移动滑片到某一个位置，电流表和电压表指针位置如图乙所示(可能与之前相比更换了量程但在后续操作中量程不变)，当向某个方向移动变阻器的滑片到某位置时，其中一个表指针达到满偏，另一个表指针在刻度盘 处.求定值电阻R1的可能值.
根据串联电路电压规律可知，R1两端电压变化量也为0.6 V，电流表示数
所以，定值电阻R1的阻值可能为4 Ω
或6 Ω.
减小了ΔI′＝0.5 A－ ×0.6 A＝0.1 A
由I＝ 可知，定值电阻R1＝ ＝6 Ω
(3)若更换电源，只闭合开关S、S2，移动滑片到某一个位置，电流表和电压表指针位置如图乙所示(可能与之前相比更换了量程但在后续操作中量程不变)，当向某个方向移动变阻器的滑片到某位置时，其中一个表指针达到满偏，另一个表指针在刻度盘 处.求定值电阻R1的可能值.
1.(2022河北18题)如图所示，电源电压为18 V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表量程为“0～0.6 A”，电压表量程为“0～15 V”.闭合开关S，移动滑片，当滑片移至滑动变阻器中点时，电流表的示数为0.36 A，电压表的示数为3.6 V.
(1)求R0的阻值；
实战演练
解：(1)由题图可知，定值电阻R0与滑动变阻器串联，
电流表测电路中的电流，电压表测定值电阻两端的
电压. 根据题意及欧姆定律得，定值电阻R0的阻值
R0＝ ＝10 Ω
电阻
(2)求滑动变阻器的最大阻值；
(2)根据题意，当滑动变阻器滑片移至中点时
滑动变阻器两端的电压
U滑＝U－U0＝18 V－3.6 V＝14.4 V
通过滑动变阻器的电流即电路中的电流I＝0.36 A
所以滑动变阻器一半的阻值
则滑动变阻器的最大阻值R滑＝2×40 Ω＝80 Ω
已知U、U0、I
求出UR
求出R
串联电路分压原理
(3)在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为P1；将电压表改接在R两端，电路消耗的最小功率为P2.求P1∶P2.
最大功率P1＝UImax→
Imax＝0.6 A
将电压表改接在R两端
→UR最大为15 V时，功率最小
求出Imin、R
比较R与R滑的大小
代入数据求解
R>R滑，则取R滑
R(3)当电流表示数最大为0.6 A时
定值电阻R0两端的电压U0′＝ImaxR0＝0.6 A×10 Ω＝6 V＜15 V
电压表可以正常工作
所以电路消耗的最大功率P1＝UImax＝18 V×0.6 A＝10.8 W
当电压表改接在R两端，R两端的电压最大为15 V时，
R接入电路的电阻最大，此时电路中的功率最小
R0两端的电压U0″＝U－U滑′＝18 V－15 V＝3 V
(3)在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为P1；将电压表改接在R两端，电路消耗的最小功率为P2.求P1∶P2.
此时电路中的电流Imin＝ ＝0.3 A
所以电路中的最小功率P2＝UImin＝18 V×0.3 A＝5.4 W
P1∶P2＝10.8 W∶5.4 W＝2∶1
R接入电路的电阻R滑′＝ ＝50 Ω(3)在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为P1；将电压表改接在R两端，电路消耗的最小功率为P2.求P1∶P2.
2.(2023河北预测卷)如图所示，电源电压为12 V且保持不变，小灯泡L标有“6 V　3 W”字样，滑动变阻器的规格为“20 Ω　1 A”，电压表的量程为0～15 V，电流表的量程为0～0.6 A.求：
(1)小灯泡正常发光时的电阻；
解：(1)小灯泡正常发光时的电阻
RL＝ ＝12 Ω
电阻
代入数据求解
(2)为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围；
求出I
小灯泡规格为“6 V　3 W”
:最大电流
求出Rmin
RL＝12 Ω
电压表的量程为0～15 V，电源电压为12 V
Rmax＝20 Ω
(2)为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围；
(2)电流表的量程为0～0.6 A，小灯泡规格为“6 V　3 W”，所以，电路中
滑动变阻器接入电路中的最小阻值R小＝R总－RL＝24 Ω－12 Ω＝12 Ω
电压表的量程为0～15 V，电源电压为12 V，所以滑动变阻器
接入电路的阻值可以达到最大值，即为20 Ω
故滑动变阻器R接入电路的阻值范围为12～20 Ω
此时电路中的总电阻：R总＝ ＝24 Ω
的最大电流：I大＝IL＝ ＝0.5 A
(3)调节滑片，当小灯泡正常发光时，保持滑片的位置不变，用定值电阻R0替换小灯泡L，替换前后，电路的总功率变化了1.2 W.求R0可能的电阻值.
求出R
替换前：已知U、U额、I
求出R0
替换后：ΔP＝1.2 W
ΔP＝UΔI
求出ΔI
分类讨论：
①减小I0；②增大I0
(3)用定值电阻R0替换小灯泡L，替换之前，小灯泡正常发光
通过电路的电流：I＝0.5 A
由串联电路中各部分两端电压之和等于总电压可得：
U滑＝U－U额＝12 V－6 V＝6 V，所以R滑＝RL＝12 Ω
由题知，用电阻R0替换L，R滑保持不变，总功率的变化量为1.2 W
则由P＝UI可得串联电路电流的变化量：
ΔI＝ ＝0.1 A
(3)调节滑片，当小灯泡正常发光时，保持滑片的位置不变，用定值电阻R0替换小灯泡L，替换前后，电路的总功率变化了1.2 W.求R0可能的电阻值.
若电流减小0.1 A，则此时通过电路的电流：I0＝I－ΔI＝0.5 A－0.1 A＝0.4 A
R0＝R总′－R滑＝30 Ω－12 Ω＝18 Ω
若电流增大0.1 A，则此时通过电路的电流：I0′＝I＋ΔI＝0.5 A＋0.1 A＝0.6A
R0′＝R总″－R滑＝20 Ω－12 Ω＝8 Ω
综上所述：电阻R0可能的电阻值为18 Ω或8 Ω
则电路中的总电阻为：R总′＝ ＝30 Ω
则电路中的总电阻为：R总″＝ ＝20 Ω
(3)调节滑片，当小灯泡正常发光时，保持滑片的位置不变，用定值电阻R0替换小灯泡L，替换前后，电路的总功率变化了1.2 W.求R0可能的电阻值.