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初中物理:中考(学业水平考试)物理复习—-常见电学综合题解题方法和技巧

中考物理复习:常见电学综合题解题方法和技巧物理综合题是指包含两个或两个以上物理现象或者物理过程的试题,它将物理课程中各部分知识通过试题的形式有机地联系起来,其涉及的知识点一般在物理学科之内,但是创设的情景也可以超出物理本学科之外,既可以是物理学科内综合,也可以是物理学科与其它学科之间的综合。

学科内的综合题又可分为单独的知识体系内的综合,比如电学综合题、热学综合题、光学综合题;也可以是学科内的大综合,比如电学与热学的综合、电学与力学的综合等等。

在八年级下学期,我们学习的内容主要是电学内容,由于知识的局限性,本文仅仅探谜电学综合题的特点、解题方法和技巧。

一、电学综合题概述电学综合题涉及的主要知识点:电流、电压、电阻、电功以及电功率。

其中欧姆定律是联系电流、电压、电阻三个基本物理量的纽带,也是分析和计算电功、电功率的重要工具。

常见电学综合题类型:电路结构和欧姆定律的综合;电路变化和欧姆定律的综合;欧姆定律、电功和电功率的综合;电路故障的分析、电路参数的变化与计算等。

在解答综合类试题时,首先要根据题意分析物理过程,建立各物理现象之间、物理现象与其他自然现象之间的联系,要在物理现象发生变化时抓住不变的物理量,抓住同一物理过程中各方面相同的物理量,选择所需要的物理规律、定律、公式来建立题设条件中各物理量之间的关系,以求出正确的答案。

具体到电学综合题,解题时首先要认真读题,分析题中涉及的电学知识点有哪几个,彼此之间是什么关系,如何通过有关公式联系起来,从而找准“切入点”。

下面以两类常见电学综合题为例进行说明。

二、电路参数变化类的综合题电路结构或者参数的变化一般由三种情况造成:一是由滑动变阻器滑片的移动引起的变化;二是由开关的断开和闭合引起的变化;三是由电路故障(短路或者断路)引起的变化。

(一)例题剖析例1:小宇同学设计了一盏可调亮度的简易台灯。

下图为电路原理图,其中L为小灯泡,R为滑动变阻器,电源电压保持不变且低于安全电压的电源,S为开关。

关于这盏台灯,下列说法中正确的是()。

A.滑片P 由a 滑向b的过程中,灯泡变亮,电路消耗的总功率变大B.滑片P由a滑向b的过程中,灯泡变亮,电路消耗的总功率变小C.滑片P由b滑向a的过程中,灯泡变亮,电路消耗的总功率变大D.滑片P由b滑向a的过程中,灯泡变亮,电路消耗的总功率变小分析:这是一个由滑动变阻器和灯泡组成的串联电路,当滑片P由a 滑向b 的过程中,滑动变阻器连入电路中的电阻增大,由于灯泡的电阻一定,根据串联电路分压的情况,滑动变阻器两端的电压增大,灯泡两端分得的电压变小,根据P=UI=U2/R,可以得出灯泡的实际电功率变小,故灯泡逐渐变暗;对于A、B选项,看完前半句叙述即可排除。

当滑片P由b滑向a的过程中,滑动变阻器连入电路中的电阻值逐渐减小,灯泡上分得电压逐渐增大,在灯泡电阻一定的条件下,灯泡的实际电功率增大,灯泡变亮。

而电路中的总电阻在减小,在电源电压一定的条件下,根据P=UI=U2/R,可以得出整个电路的总实际电功率变大。

答案:C点评:这是一道由于滑动变阻器的滑片移动改变电路结构,从而改变电路中各元件上物理技术参数的试题,需要综合运用滑动变阻器的作用、串联电路分压、串联电路中电阻的关系、欧姆定律及电功率等方面的知识进行解答。

(二)解题指导1.在解答电路变化的试题时,关键在于要把“动态电路”变成“静态电路”,即只考虑变化前和变化后的电路,变化过程当中的电路不作考虑。

2.处理问题的前奏是分析电路结构类型,即判断电路是串联还是并联,只有这样,才能正确利用串、并联电路的电流、电压、电阻的关系和规律。

3.分析过程中要把握两个不变:一是电源电压始终保持不变;二是,如果有灯泡在工作,则认为灯泡的电阻值保持不变。

4.解题的一般分析顺序是:电源电压不变——局部电阻的变化——引起总电阻的变化——根据欧姆定律判断总电流的变化——根据串、并联电路的电流和电压特点判断电阻不变部分的电流、电压变化——再分析电阻变化部分的电流、电压的变化——将各电表依次接入,观察各表测量的物理量,从而得出各电表示数的变化——最后将各元件上的电流、电压等根据公式计算得出电功率的变化等。

(三)练习1.如下图甲所示的电路中,电源电压保持4.5V不变,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”,灯泡上标有“6V 3W”字样。

闭合开关,将滑片P滑到某—位置时,电压表和电流表的示数如图乙所示。

则下列说法错误的是( )。

A.灯泡正常发光时的电阻为12ΩB.此时灯泡的电阻为8.75ΩC.此时灯泡的电阻为 10ΩD.灯丝的电阻随温度的升高而增大2. 下图是探究并联电路电流特点的一种实用电路,闭合开关S,灯泡L1、L 2都发光。

过一会儿,由于灯泡L1的质量问题,灯丝被烧断了。

则下列说法正确的是()。

A.滑动变阻器实际功率变小B.灯泡L2额定功率变大C.灯泡L2亮度不变 D.灯泡L2亮度变亮3.如下图所示,电源电压不变,当开关S 闭合时,电压表和电流表示数的变化情况是( )。

A .电压表、电流表的示数均变小B .电压表、电流表示数均变大C .电压表示数不变,电流表示数变大D .电压表示数变大,电流表示数不变参考答案:1.B 2.AD 3.D三、电路参数计算类的综合题关于电学物理量的计算题一般不会单独要求某个物理量,往往是将欧姆定律、电功、电功率以及焦耳定律等知识点综合在一起,要求计算多个物理量,因此其起点较高,变化较大,历年来都是各地中考的压轴题,其难度常常让学生望而却步,束手无册,不知道从哪里入手。

其实只要克服畏难情绪,掌握一定规律,加上细心,这类题也不难解答。

(一)例题剖析:例2.小红学了电路知识之后,对电路很有兴趣。

看到家里的电吹风,便把它拆开来研究,并画出了如下电路图(为电吹风中带动风扇的电动机)。

她认为当只闭合开关S 1时,电吹风吹冷风;当S 1和S 2都闭合时,电吹风吹热风。

小芬看了她画的电路图觉得有问题:如果仅闭合S 2,会出现电热丝R 工作而电动机不工作的现象,从而使电吹风的塑料外壳过热造成损坏。

小芬认为只要把其中一个开关移到干路上,就能做到电热丝R 工作时,电动机就一定在工作,从而保证塑料外壳不会因操作失误而损坏。

请分析回答下列问题:MR S 2S 1220V ··(1)你认为小芬应该把开关移到干路上,才能符合安全要求。

(2)请根据电吹风铭牌上提供的有关数据,计算当电吹风正常工作并且吹热风时,1分钟消耗多少电能?电热丝R的电功率为多大?通过电热丝R的电流为多大?分析:这是一道考查电路连接和电路中电功、电功率和电流的综合性计算题。

(1)从电路图中可以看出这是一个并联电路,当S1断开、闭合S2时,电热丝能够独立工作,产生的热量可能会造成电吹风的塑料外壳过热而损坏,因此电热丝不能独立工作,在电热丝之前还应该加一个开关,只有移动S1了。

(2)第1问要求电吹风正常工作1分钟消耗的电能,电功率和工作时间题目中都已经给出了,根据公式W=Pt可以直接求出;第2问求电热丝R的电功率,因为在并联电路中,电路的总功率等于各支路电功率之和,故要求其中一条支路电功率,用总功率减去其中一条支路上的电功率即可得出。

第3问中,因为支路上的电功率已经求出,根据公式P=UI变形即可求出电流。

解:(1)S1(2)电吹风吹热风时,1分钟消耗的电能:W=Pt=460W×60t=27600J电热丝R的电功率:PR =P热-P冷=460W-20W=440W通过电热丝R的电流:IR =PR/U=440W/220V=2A答:电吹风吹热风时,一分钟消耗27600焦耳的电能;电热丝R的电功率为440瓦;通过电热丝R的电流为2安。

(二)解题指导1.电学综合计算题的解题依据有:串联和并联电路中电流、电压、电阻的关系及特点、欧姆定律、电功、电功率的公式、焦耳定律等,其中串并联电路中I、U、R的关系及欧姆定律是分析和解题的基础。

2.电学计算题解答的关键是审题:即仔细通读全题,了解题目中所叙述的物理现象或物理事实,明确已知量、待求量、关键词,挖掘题目中的隐含条件,排除干扰信息,强化有用信息。

审题时可把已知量、关键词、待求量和隐含条件写在草纸上,以备分析时应用。

3.电学综合题的解题方法:(1)识别电路,即将不规范的电路画成规范的电路,识别电路的串、并联关系;(2)根据题意简化电路,只要电路的有关部分,能简略的,都简略掉;(3)在简化的电路图上标明已知量和需要求的物理量,分析电路;(4)运用串、并联电路的特点和欧姆定律等列出方程;(5)解方程求出结果。

(三)练习:1.如图所示,小灯泡L标有25V 的字样,闭合开关S 后灯泡L 正常发光,电流表、电压表的示数分别为0.14A 和6V,试求:(1)电阻R的阻值。

(2)此时灯泡L消耗的电功率。

(3) 若将乙换成一个“2.5V,0.2A”的小灯泡L'时,则L'能正常发光吗?此时L'的实际功率是多大?2.小明看到他家5月份的电费缴费通知单,这个月的用电量是116kW·h,过去他家每个月的用电量在90kW·h~100kW·h之间,家里没有增添新的电器且用电器工作的时间与过去基本相同,5月份为什么会用这么多电呢?于是,小明将一个标准的灯泡(220V 100W)单独连入了家庭电路中,用调节好的电压表测出了其两端电压为198V,观察到电能表(3000转/千瓦时)的铝盘在10min 内转过了50转。

(灯丝电阻不变)求:(1)灯泡的灯丝电阻多大?(2)灯泡消耗的实际功率多大?(3)10min灯泡消耗多少电能?(4)请通过计算分析小明家的电能表是否存在问题。

3. 如下图所示,是学校某科技小组设计的一种电路中,R1=4Ω,R2=2Ω,R3=2.8Ω,电源电压和灯泡正常工作时的电阻恒定,当S与触点1、2分别接触时,电流表示数分别为0.8A和1.2A;当S与触点3接触时,灯泡恰能正常发光,求灯泡的额定电压及额定功率。

参考答案:1.解:①当S 闭合时,L 与R 串联,且正常发光V U 5.21=V V V U U U L R 5.35.26=-=-=∴A I I I 14.021===Ω===2514.05.2AV I U R R ②因为L 正常发光,所以灯泡消耗的功率:W A V I U P L 35.014.05.2=⨯==∴③L ′灯的电阻:Ω===5.122.05.2'''AV I U R 串联与’L R ∴R 总=R+R'=25Ω+12.5Ω=37.5Ω则由欧姆定律得电路中电流U L '=I 总R'=0.16A×12.5Ω=2VP=U'I 总=2V×0.16A=0.32W因实际电流小于额定电流,故不能正常发光.实际电功率为0.32W 。

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