2020_2021学年九年级物理上学期期末复习讲义第13讲电学综合计算一含解析

13 1 第13讲电学综合计算一

教学目标 1．电学计算范围问题 2．电学综合计算 一．选择题(共7小题） 1．如图，电源电压恒为9V，R1＝9Ω，滑动变阻器的规格为“50Ω0。5A”，电流表的量程为“0～3A”，电压表的量程为“0～15V”，小灯泡上标有“6V？”字样，通过灯泡的电流随电压变化关系如图乙。在保证电路安全的情况下。则下列说法错误的是（ ）

A．由图可知，灯泡正常发光时的电阻为7。5Ω B．当S1、S2都断开,滑动变阻器接入电路的阻值范围是14Ω~50Ω C．S1、S2都闭合时，10s的时间内R1产生的热量为90J D．S1、S2都闭合时，电路消耗功率的范围是10.62W~27W 【解答】解： A、灯泡正常发光时的电压UL＝6V，由乙图可知灯泡正常发光13 2 时的电流IL＝0.8A，

由欧姆定律可得灯泡正常发光时的电阻： RL＝＝＝7.5Ω，故A正确。

B、由电路图可知，当S1、S2都断开，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流； 由题意和A的解答可知,滑动变阻器允许通过的最大电流为0。5A，灯泡正常发光时的电流为0.8A，电流表的量程为0~3A， 因串联电路中电流处处相等，所以在保证电路安全的情况下，电路中的最大电流I大＝0。5A， 由图乙可知，此时灯泡两端的电压UL′＝2V, 由串联电路的电压特点可得,滑动变阻器R2两端的电压：U2＝U﹣UL′＝9V﹣2V＝7V, 则滑动变阻器接入电路中的最小阻值： R2小＝＝＝14Ω；

当滑动变阻器接入电路中的阻值最大为50Ω时，电路中的电流最小，电压表示数最小，各元件是安全的， 所以，滑动变阻器接入电路的阻值范围是14Ω～50Ω,故B正确。 C、当S1、S2都闭合时，灯泡被短路，R1与R2并联, 由并联电路的特点可知R1两端的电压U＝9V， 则10s内R1产生的热量： 13 3 Q1＝W1＝t＝×10s＝90J，故C正确;

D、当S1、S2都闭合时，灯泡被短路,R1与R2并联，电流表测干路中的电流; 由欧姆定律可得通过定值电阻R1的电流: I1＝＝＝1A,

当滑动变阻器R2接入电路中的阻值最大时，通过变阻器的电流最小, 则通过R2的最小电流: I2小＝＝＝0。18A，

由并联电路的电流特点可得最小总电流： I总小＝I1+I2小＝1A+0。18A＝1。18A,

则电路消耗的最小功率: P总小＝UI总小＝9V×1.18A＝10.62W；

滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,且由并联电路的特点可知通过R1的电流为1A不变， 所以，电路中的最大总电流： I总大＝I1+I2大＝1A+0.5A＝1。5A＜3A，

则电路消耗的最大功率： P总大＝UI总大＝9V×1。5A＝13.5W;

所以，电路消耗功率的范围为10.62W~13。5W,故D错误. 故选：D。 13 4 2．如图所示电路,电源两端电压为 4.5V 且保持不变。电阻 R1

为 10Ω，滑动变阻器 R2的铭牌上标有“20Ω,1A"的字样，

电流表的量程为 0~0。6A，两块电压表的量程均为 0～3V，在保证电路安全的条件下，下列说法中正确的是（ )

A．滑动变阻器 R2 的阻值取值范围为 5Ω～15Ω B．电流表 A 的示数变化范围为 0。15A～0。45A C．滑动变阻器 R2的最大功率为 0.45W D．总功率的变化范围为 0.675W～1。35W 【解答】解:由电路图可知，R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。 (1）当电压表V1的示数U1max＝3V时，电路中的电流最大，变阻器接入电路中的电阻最小，R1的功率最大， 串联电路中各处的电流相等,所以电路中的最大电流： Imax＝＝＝0.3A，

串联电路中总电压等于各分电压之和，所以R2两端的最小电压： U2min＝U﹣U1max＝4。5V﹣3V＝1。5V， 此时变阻器连入电路的阻值最小值： R2min＝＝＝5Ω， 13 5 电路消耗的最大电功率:

Pmax＝UImax＝4.5V×0。3A＝1.35W; （2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小, 即Imin＝＝＝0.15A，

此时电压表V2的示数： U2＝IminR2＝0.15A×20Ω＝3V，不超过量程； 电路消耗的最小电功率： Pmin＝UImin＝4.5V×0.15A＝0.675W; 所以电流表A的示数范围为0。15A～0。3A，故B不正确； 滑动变阻器R2的阻值取值范围为5Ω～20Ω，故A不正确； 总功率的变化范围为 0。675W～1.35W,故D正确； （3）由欧姆定律以及电功率公式可得变阻器的功率: P2＝I2R2＝（）2•R2＝•R2,

因为R2的最大值大于R1,所以当R1＝R2＝10Ω时P2有最大值, P2max＝×10Ω≈0。51W，故C错误。

故选：D。 3．如图甲所示电路中，电源电压不变，电流表的量程为0～0。6A，电压表的量程为0～15V，小灯泡参数“？V？W”模糊不清。第一次只闭合开关S、S1，滑片P从a端移到b端；第二次只闭合开关S、S2，保证电路中所有元件都安全的前提下，最大范围内移动滑片P．图乙是这两次实验过程绘制13 6 的电压表与电流表示数的关系图象。下列判断正确的是（ ）

A．定值电阻R0的阻值为15Ω B．小灯泡的参数为“5V 2W” C．只闭合开关S、S2，电路的总功率最大时,灯与滑动变阻器的功率之比为4：3 D．只闭合开关S、S2，为保证电路安全，滑动变阻器的阻值范围为7。5～30Ω 【解答】解： 第一次只闭合开关S、S1，变阻器R与电阻R0串联,电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流； 第二次只闭合开关S、S2，变阻器R与灯泡L串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流； 图乙是这两次实验过程绘制的电压表与电流表示数的关系图象，即滑动变阻器的U﹣I图象， 由题知,第一次只闭合开关S、S1，滑片P从a端移到b端，当滑片移到b端时，变阻器接入的阻值为0，其分得的电压为0（即电压表示数为0),所以图乙中直线为滑动变阻器与R0串联时的图象，曲线为滑动变阻器与灯泡串联时的图象； A、只闭合开关S、S1，滑片P移到b端时，电路中只有R0，13 7 此时电路中电流最大为：I大＝0.6A，

在a端时,滑动变阻器与定值电阻串联，电路中的电流最小，最小为0.2A， 由欧姆定律得,电源电压为:U＝I大R0＝I小R0+4V， 即：0.4A×R0＝0.2A×R0+4V 解得：R0＝20Ω, 电源电压：U＝I大R0＝0.4A×20Ω＝8V,故A错误; B、图乙中曲线为滑动变阻器与灯泡串联时的图象，由图象可知，当电压表示数最小为3V时，灯泡正常发光, 则灯泡的额定电压：U额＝U﹣UV小＝8V﹣3V＝5V； 此时电路中的电流I额＝0.4A,则小灯泡的额定功率: P额＝U额I额＝5V×0.4A＝2W；

则小灯泡的参数为“5V 2W”，故B正确； C、只闭合开关S、S2，变阻器R与灯泡L串联，电路的总功率最大时，电流最大为0。4A，此时电压表示数U1＝3V； 此时灯泡两端电压UL＝U﹣U1＝8V﹣3V＝5V; 则灯与变阻器的功率之比为PL:P1＝ULI:U1I＝UL：U1＝5V:3V＝5：3，故C错误； D、因保证电路中所有元件都安全的前提下,最大范围内移动滑片P, 由图乙知，当电压表示数最大为6。4V时，变阻器连入电路中的电阻最大，由图知，此时的电流为I滑＝0。32A， 由欧姆定律可得，变阻器连入电路的最大电阻: 13 8 R滑大＝＝＝20Ω;

因为电流表的量程为0～0。6A，小灯泡的额定电流为0.4A,所以电路的最大电流为0。4A，此时滑动变阻器的电阻最小， 此时小灯泡两端的电压为5V， 根据串联电路电压的规律知，滑动变阻器两端的电压为：U滑

＝U﹣UL＝8V﹣5V＝3V,

滑动变阻器的最小电阻为: R滑小＝＝＝7.5Ω,

所以滑动变阻器的阻值范围为7。5～20Ω，故D错误。 故选：B。 4．如图所示，电源电压恒为9V，滑动变阻器R1的规格为“50Ω 2A”,定值电阻R2＝30Ω，电流表的量程为0～3A,电压表的量程为0～3V，小灯泡L标有“5V 2.5W”字样。不考虑灯丝电阻的变化,并保证电路安全，则下列说法正确的是（ ）

A．只闭合S2，断开S1、S3，R1接入电路的阻值范围是8Ω～50Ω B．只闭合S2，断开S1、S3，调节R1，小灯泡L功率的变化13 9 范围是0.225W~2。5W

C．S1、S2、S3都闭合，调节R1，电流表示数的变化范围是0。48A~3A D．S1、S2、S3都闭合,调节R1,电路的总功率的变化范围是4。32W～20.7W 【解答】解:（1）只闭合S2，断开S1、S3，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量灯泡两端的电压,不能超过其量程，即灯泡两端的最大电压为UL＝3V, 灯泡的阻值RL＝＝＝10Ω，

电流I＝＝＝0。3A, 滑动变阻器两端的最小电压U滑＝U﹣UL＝9V﹣3V＝6V， 滑动变阻器的最小阻值R滑＝＝＝20Ω，故A错误; 灯泡的最大电功率PL大＝ULI＝3V×0。3A＝0.9W,故B错误； (2）S1、S2、S3都闭合,灯泡被短路，R1和R2并联， R1中的最小电流I1＝＝＝0.18A,

R2中的电流I2＝＝＝0。3A， 电路中的最小电流I小＝I1+I2＝0。18A+0.3A＝0。48A; 为了不损坏滑动变阻器,电路中的最大电流为I大＝I1大+I2＝2A+0.3A＝2。3A＜3A; 所以电流表示数的变化范围是0。48A～2。3A，故C错误； 电路中的最大电功率P大＝UI大＝9V×2.3A＝20。7W，