2024年中考物理总复习课件：专题五第五节 电学综合计算(共34张PPT)

(共34张PPT)
专题五 电
第五节 电学综合计算
江西省物理学考试卷对电学综合计算的考查以计算题形式出现，一般考查动态
电路的分析、多状态电路的计算、滑动变阻器的取值范围等，要求同学们具有综合
运用欧姆定律、电功率计算公式及串、并联电路的特点等分析解决实际问题的能力，
一般在物理学考试卷中占7分左右。通过分析历年此类计算题的得分率可以发现，
考生们对本节知识点的掌握情况一般。因此，同学们复习时要多在动态电路的分析
以及保障电路安全情况分析上下功夫。
考点1 动态电路的相关计算
（一）解题流程
1.四个弄清：①用电器的连接方式；②各电表分别测哪个元件的电学量；③滑
动变阻器接入电路的部分；④题中的已知条件和提供的物理过程。
2.画等效电路图：解答动态电路计算题时画等效电路图非常重要，特别是不同
的物理过程对应的等效电路图，在图中尽可能地标出已知量的符号、数据和未知量
的符号。
3.分析电路：寻找已知量与未知量的关系，分析电路时要找准电路中不变的量
（如恒定的电源电压，定值电阻的阻值）和变化的量。
4.列式求解：根据电路特点正确选用公式，或列等式，或列比例式，或列方程
式求解。
（二）解题方法
1.滑动变阻器型
（1）根据滑动变阻器滑片位置的不同分别画出各状态下的等效电路图，明确
电路的连接形式；
（2）在每个图上标出已知量、待求量；
（3）利用欧姆定律，结合串、并联电路特点分别列式求解。
2.开关通断型
（1）根据开关的通断分析有无断路和短路部分，若有，都去掉，再分别画出
各状态下的等效电路图；
（2）在每个图上标出已知量、待求量；
（3）利用欧姆定律，结合串、并联电路特点分别列式求解。
3.半导体材料型
（1）明确电路的连接方式；
（2）明确电表的测量对象；
（3）在图中对应位置标出已知量、待求量；
（4）分析半导体材料如光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻、气敏电阻、巨磁电
阻等敏感电阻阻值变化对电路造成的影响，利用欧姆定律，结合串、并联电路特点
列式求解。
考点加油站
1.电流规律
串联： ，串联电路电流处处相等。
并联： ，并联电路干路电流等于各支路电流之和。
2.电压规律
串联： ，串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。
并联： ，并联电路各支路两端电压相等，等于总电压。
3.电阻规律
串联： ，串联电路总电阻等于各分电阻之和。
并联： ，并联电路总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和。
4.欧姆定律
公式为 ，即导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。
例1 如图甲，阻值为 ，图乙为小灯泡的图像。闭合开关、 ，断
开，电流表示数为，再闭合开关，电流表示数变为 。求：
甲
乙
（1）电源电压；
【尝试解答】解:闭合开关、，断开，灯泡被短路，只有 接入电路，电流表
示数为，由 可得，电源电压
（2） 的阻值；
[答案] 再闭合开关，与并联，根据并联电路支路互不影响可知，通过 的
电流不变。根据并联电路的电流规律可知，通过 的电流
由可得， 的阻值
（3）若只闭合，内电阻 产生的热量。
[答案] 若只闭合，灯泡与串联，结合图乙可知，当通过小灯泡的电流为
时，灯泡两端的电压为，则根据串联电路电流处处相等可知，通过 的电流
，的电压 ，恰好满足电源电压
，所以内电阻 产生的热量
【满分笔记】熟练掌握各物理量的计算公式及各物理量在串、并联电路中的关
系是解题的关键。
例2 如图所示，电源电压保持不变，小灯泡标有“ ”字样，
定值电阻阻值为 ，滑动变阻器最大阻值为 。（不
考虑温度对灯丝电阻的影响）
（1）求小灯泡 的电阻；
【尝试解答】解:不考虑温度对灯丝电阻的影响，根据可知，小灯泡 的电阻
（2）当开关、都闭合，滑动变阻器的滑片移到端时，小灯泡 恰好正常发
光，求电流表的示数；
[答案] 当开关、都闭合，滑动变阻器的滑片移到 端时，滑动变阻器接入电
路的阻值为 ，定值电阻和灯泡并联，电流表测量干路电流。小灯泡 恰好正常
发光，则电源电压，通过灯泡的电流
通过定值电阻的电流
电流表的示数
（3）当开关断开，闭合，滑动变阻器的滑片移到端时，求小灯泡 的电功率。
[答案] 当开关断开，闭合，滑动变阻器的滑片移到 端时，灯泡和滑动变阻
器串联，滑动变阻器全部接入电路，根据欧姆定律可知电路电流
小灯泡 的电功率
【满分笔记】若碰到稍微复杂的电路图，可先根据开关的通断画出等效电路图，
再利用欧姆定律、电热、电功、电功率公式，结合串、并联电路特点列式求解。
考点2 保障电路安全的极值问题的相关计算
1.电功计算公式： （适用于所有电路）
（1）对于纯电阻电路可推导出： 。
（2）串联电路中常用公式： 。
（3）并联电路中常用公式： 。
2.电功率计算公式：， （适用于所有电路）。
对于纯电阻电路可推导出：， 。
考点加油站
解题方法：
1.明确“电路安全”和铭牌上的“电压、电流、电功率”的含义。为保证安全，通
过用电器的电流不能超过其额定电流，用电器两端的电压不能超过其额定电压。
2.若将两用电器串联，因串联电路中电流处处相等，故串联电路中允许通过的
最大电流为两用电器中的最小额定电流值；若将两电阻并联，因并联电路中各支路
两端电压相等，故并联电路中各支路两端允许加的最大电压为两用电器中的最小额
定电压。
3.若是电表类，为保证各电表安全，通过电流表的电流和加在电压表上的电压
均不能超过题干中已知的各电表量程的最大值。
4.选择合适的公式求解。
例3 如图所示，电源电压为且保持不变，小灯泡 的规
格为“”，滑动变阻器的最大阻值为 ，电流表
的量程为 。
（1）当开关、都断开时，小灯泡恰能正常发光，求 的阻值；
【尝试解答】当开关、都断开时，与串联，灯 正常发光时的电压
，功率，通过灯 的电流
因为串联电路电流处处相等，所以通过 的电流
因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以 两端的电压
的阻值
（2）当开关、 都闭合时，要保证电路各元件安全，求整个电路电功率的变化范围。
[答案] 当开关、均闭合时，被短路，、 并联，电流表测量的是干路中的
电流，因为电流表的量程为，所以电路中允许通过的最大电流为 。因为
并联电路中各支路两端的电压相等，所以整个电路的最大电功率
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路的总电阻最大，电路的总功率最小，由
并联电路总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和可知，电路的总电阻
电路消耗的最小总功率
整个电路电功率的变化范围是 。
【满分笔记】
1.电流最小值的确定
2.电流最大值的确定
1.如图1所示，电源两端的电压保持不变， 为定值电阻，闭合开关后，在滑动变阻
器的滑片从端滑到端的过程中，电压表示数与电流表示数 的变化关系如图2
所示。求：
图1
图2
（1）电源电压；
解：在端时，滑动变阻器接入电路的阻值为零，电路中只有 接入，电阻最小，
电流最大，由图2可知，此时，电压表示数。此时电源电压等于
两端的电压，所以
（2）电阻 的阻值；
[答案] 电阻 的阻值
图1
图2
（3）滑动变阻器的最大阻值。
[答案] 当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，其在电路中与 串联，此时电路中电
流最小。由图2可知，电路电流，两端的电压 。所以
滑动变阻器的最大阻值
图1
图2
2.是一个随推力变化而变化的电阻，与 的关系如图甲所示。现有如图乙、丙
的两个电路，为定值电阻，阻值为 ，电源电压恒为 ，电流表的量程为
。
甲
乙
丙
（1）当推力为时，求电阻 的阻值；
解:由图甲可知，当推力为时，电阻的阻值为 。
（2）如图乙，当推力为时，求 的电功率；
[答案] 如图乙，用的力推电阻时，电阻的阻值为 ，电路中的电流
的电功率
甲
乙
（3）图丙中，当干路电流不超过电流表量程时，求推力 的最大值。
[答案] 图丙电路中，通过 的电流
电流表允许通过的最大电流为，因为与并联，
所以通过 的最大电流
根据欧姆定律可得， 的最小阻值
由图甲可知，此时的推力为，随着推力的增大， 的阻值减小，故最大推力
为 。
丙
3.如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器 上
标有“”的字样，电压表的量程为 ，
灯泡和上分别标有“ ”和“
”的字样，忽略温度对灯丝电阻的影
响。闭合开关、，调节滑动变阻器的滑片 ，
当电压表的示数为时，灯泡 恰好正常发光。
（1）请根据实物图画出开关、 都闭合状态下的电路图；
解:电路图如下:
（2）求电源电压；
[答案] 闭合开关、，灯泡被短路，灯泡 与滑动变阻器串联，电压表测滑动
变阻器两端电压。调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为时，灯泡 恰
好正常发光，灯泡两端的电压，则 。
（3）当开关、都闭合时，在确保电路安全的情况下，求滑动变阻器 接入电路
的阻值范围；
[答案] 当开关、 闭合时，在确保电路安全的情况下，由串联电路的分压原理可
知，滑动变阻器接入电路中阻值越大，电压表示数越大;因灯泡 的额定电压为
，故灯泡两端电压最大为 ，故由串联电路的电压规律可知，滑
动变阻器两端最小电压
由 可得，此时电路中的电流
由欧姆定律可知，滑动变阻器 接入电路中的最小阻值
因电压表量程为，故滑动变阻器两端最大电压，此时灯泡 两端
电压
根据得，灯泡 的电阻
由欧姆定律可得，此时流过灯泡 的电流
此时滑动变阻器接入电路中的最大阻值
故滑动变阻器接入电路的阻值范围为
（4）只闭合开关时，计算电路在 最多消耗的电能。
[答案] 只闭合开关时，灯泡、与滑动变阻器串联，根据得，灯泡 的电阻
又因 ，故灯泡、的电压最大都为
由欧姆定律可得，此时流过灯泡 的电流
电路在 内最多消耗的电能
4.为检测空气污染的指数，张彬同学设计了图甲所示的电路， 为气敏电阻，其电
阻的倒数与空气污染指数的关系如图乙所示，已知电源电压为 且保持不
变， 。
甲
乙
（1）当电压表示数为时，求通过 的电流。
解：该电路是简单的串联电路，电压表测两端的电压，当电压表示数为 时，
通过 的电流
（2）求（1）中电路的总电阻。
[答案] 串联电路电流处处相等，电路电流 ，总电阻
（3）当电路中电流为 时，空气污染指数是多少？
[答案] 当电路中电流 时
气敏电阻的阻值
其倒数 ，查图乙可知，空气污染指数是50。