1、更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：专题06 电学计算知识导航类型一：电学图像相关计算1如图甲所示的电路中，电源电压保持不变。闭合S1断开S2，S3接a，将滑动变阻器R1的滑片从最右端滑动到最左端时，灯泡L正常发光。再闭合S2断开S1，S3接b，将滑动变阻器R2的滑片从最右端向左滑动到某一位置。两次实验中，分别绘制出电流表与电压表示数变化关系的图象如图乙所示。下列说法正确的是（）A电源电压为12VB灯泡的额定功率为24WC闭合S1断开S2，S3接a时，灯泡L的最小功率为6WD滑动变阻器R2的最大阻值为24【分析】闭合S1断开S2，S3接a，此时灯泡与R1串联，电
2、压表测灯泡L的电压，滑动变阻器R1的滑片滑动过程中电压表与电流表示数均发生改变。故电流表电压表变化关系是图乙中的曲线；根据曲线的信息，可以进行求解。当滑动变阻器R1的滑片滑动滑到最左端时，R1的电阻为0，灯泡电压达到最大值等于电源电压；灯泡正常发光，可以根据图象中的电流电压值算出灯泡的额定功率，从而判断A、B是否正确；此时，灯泡的最小功率可以根据公式PUI求得，而最小电压与最小电流图乙可以找到分别为 3V、0.75A；闭合S2断开S1，S3接b时，电路只有滑动变阻器R2工作，电压表测它的电压，电流表测电流。由于电路只有R2工作，所以电压表示数始终不变，当滑动变阻器R2的滑片滑到最右端，电阻最大
3、，电流最小，由图乙可知最小电流为0.5A，由此可知滑动变阻器R2的最大电阻，从而判断D是否正确；【解答】解：闭合S1断开S2，S3接a，此时灯泡与R1串联，电压表测灯泡L的电压，滑动变阻器R1的滑片滑动过程中电压表与电流表示数均发生改变。故电流表电压表变化关系是图乙中的曲线；当滑动变阻器R1的滑片滑动滑到最左端时，R1的电阻为0，灯泡电压达到最大值U12V，等于电源电压；灯泡正常发光，可以根据图象中的电流电压值算出灯泡的额定功率PUI12V2A24W，从而判断A、B都正确；灯泡最小电压与对应的最小电流图乙可以找到，分别为 3V、0.75A；灯泡的最小功率可以根据公式PUI3V0.75A2.25
4、W，故C错误；闭合S2断开S1，S3接b时，电路只有滑动变阻器R2工作，电压表测它的电压，电流表测电流。由于电路只有R2工作，所以电压表示数始终不变，当滑动变阻器R2的滑片滑到最右端，电阻最大，电流最小，由图乙可知最小电流为0.5A，由此可知滑动变阻器R2的最大电阻，故D正确；故选：ABD。2如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡上标有4v“字样，电流表的量程为00.6A图乙是小灯泡的电流随其电压变化的图象。滑动变阻器R1的最大阻值为20，定值电阻R2的阻值为10当闭合S和S2，断开S1，滑片移到中点时，小灯泡L恰好正常发光则下列说法正确的是（）A电源电压为5VB闭合s和S2，断开S1，滑片移到
5、中点时，用一个“4V 0.5W“的灯泡L替换L，则将正常发光C闭合S和S2，断开S1，当小灯泡的功率为0.8w时，滑动变阻器的阻值是17.5D闭合S和S1，断开S2，为保证电路安全，电阻R2的最大功率为8.1W【分析】分析电路图时，先简化电路，把电流表看作导线，把电压表看作开路，只分析用电器的连接方式。（1）闭合s和S2，断开S1，此时小灯泡和滑动变阻器是串联的。（2）闭合S和S1，断开S2，此时定值电阻和滑动变阻器是串联的。最后根据串联电路中电压、电阻、电流的特点进行计算。【解答】解：A、闭合S和S2，断开S1，此时小灯泡和滑动变阻器是串联的，此时灯泡正常发光，可以从图象上得到灯泡的额定电流
6、是0.5A，灯泡电阻是：RL8，所以，串联电路的电阻：RR1+RL10+818所以电源电压为：UIR0.5A189V，选项A错误。B、“4V 0.5W”灯泡的电阻为：R32，在滑动变阻器的滑片在中点时，原来灯的电阻是8，现在灯的电阻是32，灯的电阻变大，分担的电压就变大，电压会超过4V，所以灯不能正常工作。选项B错误。C、闭合S和S2，断开S1，当小灯泡的功率为0.8w时，由图乙知，电灯两端的电压是2V，电灯的电流是0.4A，所以电路电阻为：R总22.5，此时灯的电阻为：RL5，滑动变阻器的阻值是：R滑22.5517.5，D、闭合S和S1，断开S2，此时定值电阻和滑动变阻器是串联的，电路最大电
7、流是0.6A，电阻R2的最大功率为：PI2R（0.6A）2103.6W故选项D错误。故选：C。3额定电压均为6V的甲、乙两灯，IU图线如图所示。下列说法正确的是（）A甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小B甲、乙两灯的额定功率之比为4：1C甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，电阻之比为3：2D甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，实际功率之比为1：3【分析】（1）通过曲线图可知小灯泡的电阻随电压的增大而增大；（2）甲灯正常工作时的电压和额定电压相等，根据图象读出通过甲、乙的电流，根据PUI求额定功率之比；（3）甲、乙两灯并联在2V的电源两端时，根据图象读出通过甲、乙的电流，再根据欧姆定律
8、求出电阻之比；（4）当把两灯串联在8V电源上时，根据串联电路的电流特点和串联电路电压的特点确定甲、乙两灯两端的实际电压，利用PUI即可得出实际功率之比。【解答】解：A由甲、乙曲线图可知，灯泡的电阻随电压的增大而增大。故A错误；B由于甲、乙两灯的额定电压均为6V，由图象可知：I甲额0.6A，I乙额0.3A，则：，故B错误；C、甲、乙两灯并联在2V的电源两端时，由图象可知：I甲0.3A，I乙0.2A，根据I可得电阻之比；，故C错误；D把甲、乙两灯串联接在8V的电源上时，通过它们的电流相等，且电源的电压等于两灯泡两端的电压之和，由图象可知，当电路中的电流为0.3A，甲灯的实际电压为2V，乙灯的实际电
9、压为6V时满足电源电压为8V，所以实际功率之比：P甲：P乙U甲I：U乙I2V：6V1：3，故D正确。故选：D。4（2021广东T22）如图甲电路，电源电压不变，闭合开关S，将滑动变阻器R的滑片P由a移动到b时，R0的电功率和电流的P-I关系图像如图乙所示，求：（1）电源电压；（2）滑动变阻器的最大阻值。【解析】解：（1）当滑片P在b端时，只有R0工作，电流最大为电源电压为（2）R0的阻值为当滑片P在a端时，电阻最大，电流最小，此时总电阻为滑动变阻器最大电阻为答：（1）电源电压为9V；（2）滑动变阻器的最大阻值为72。5（2021海南T22）为了庆祝中国共产党成立100周年，某校开展了科技竞赛活
10、动，物理兴趣小组设计了车速提醒简化电路，如图甲所示，电源电压保持不变，定值电阻R的阻值为10，Rv为可变电阻，当电压表的示数达到某一数值时提醒驾驶员车速过快，需要减速。当车速从0加速到120km/h的过程中，Rv消耗的电功率随电流变化的图像如图乙所示；图丙是Rv的阻值与车速关系的图像。求：（1）由图丙可知，车速越大，Rv的阻值越_（选填“大”或“小”）；（2）当车速为120km/h时，电流表示数为0.2A，求此时电压表的示数和Rv的阻值_。（3）电源电压的大小_；（4）当车速是60km/h时，电压表的示数_。【解析】（1）1由丙图可知，车速越快Rv的阻值越大。（2）2图甲的电路中，R与Rv串联
11、，电压表测Rv的电压由图乙可知，电流为0.2A时,Rv的功率为2.0W，此时电压表的示数Rv的阻值为（3）3定值电阻R两端电压为根据串联电路的电压规律可得，电源电压为（4）4由图内可知，当车速达到60km/h时，Rv的电阻记为Rv,根据数学相似三角形的知识可得解得阻值为30，由串联电路的电阻规律可得，此时电路的总电阻根据欧姆定律可得，电流为此时电压表的示数为类型二：一般电学基础计算1如图所示电路图中，已知定值电阻R1R25，滑动变阻器R3的最大阻值为10，电源电压为12V，电路中a处可能是电压表也可能是电流表。（1）若只闭合开关S1，将滑动变阻器的触片滑至最左端，则电流表A2的示数为多大？（2
12、）若同时闭合开关S1、S2，将滑动变阻器触片滑至其中点，此时滑动变阻器消耗的电功率为多大？【解析】解：（1）若只闭合开关S1，将滑动变阻器的触片滑至最左端，变阻器接入电路的阻值最大为10；若a为电压表，此时R1、R2与变阻器的最大电阻串联，电流表A2测电路的电流，由欧姆定律和电阻的串联可得，电流表A2的示数为：I0.6A；若a为电流表，此时R1、R2短路，为变阻器最大电阻的简单电路，由欧姆定律可得，电流表A2的示数为：I1.2A；（2）若同时闭合开关S1、S2，将滑动变阻器触片滑至其中点，变阻器接入电路的阻值为5欧，若a为电流表，则R1、R2与变阻器并联，滑动变阻器消耗的电功率为：P328.8
13、W；若a为电压表，则R2与变阻器短路，此时变阻器的功率为0W。答：（1）电流表A2的示数为0.6A或1.2A；（2）若同时闭合开关S1、S2，将滑动变阻器触片滑至其中点，此时滑动变阻器消耗的电功率为28.8W或0W。2. 在如图所示的电路中，电源电压为6V，电阻的阻值为10，滑动变阻器上标有“30 2.5A”字样。闭合开关S，电流表A的示数为0.9A求：（1）此时通过电阻的电流；（2）此时滑动变阻器消耗的电功率。【解析】(1)由电路图知，与并联，电流表测干路的电流；由欧姆定律可得，通过的电流(2)根据并联电路电流的规律可得通过的电流消耗的电功率为答：(1)此时通过电阻的电流为0.6A；(2)此
14、时滑动变阻器消耗的电功率为1.8W。3. 一个标有“3V3W”小灯泡L（灯丝电阻不随温度变化），滑动变阻器（06），电流表A连接成如图所示的电路，滑片P正处在滑动变阻器正中间o点位置，电源电压恒定。（1）闭合S1、S2、S3，断开S4，电流表的读数为2.0A，求此时灯泡实际消耗的电功率；（2）闭合S1，断开S2、S3、S4，求此时电流表A的读数；（3）闭合S1、S3、S4，断开S2，将滑片P由o滑到a点过程中，电流表A的读数最大值为2.25A，求滑动变阻器oa之间的电阻值，并求出电流表读数为2.25A时，滑动变阻器消耗的总功率。【解析】(1)闭合S1、S2、S3，断开S4时，滑动变阻器的下半部
15、分与灯泡并联接入电路，则滑动变阻器下半部分的电阻为3，又因为小灯泡L标有“3V3W”，可知灯泡的电阻为则电路总电阻为则电源电压为即小灯泡两端电压为3V，则小灯泡正常发光，故小灯泡此时的实际功率等于额定功率3W。(2)闭合S1，断开S2、S3、S4时，滑动变阻器上半部分与灯泡串联，则此时电路中的电流为(3)闭合S1、S3、S4，断开S2时，滑动变阻器的下半部分与上半部分并联接入电路，滑片P由o滑到a点过程中，上部分电阻设为Ra，则总电阻的函数关系为由函数知识可知，P由o滑到a点过程中，总电阻不断减小，即在a点时，电流最大。总电阻为则有可得或上半部分电阻不超过3，所以，则滑动变阻器oa之间的电阻值
16、为电流表读数为2.25A时，滑动变阻器消耗的总功率，即电路总功率答：(1)闭合S1、S2、S3，断开S4，电流表的读数为2.0A，此时灯泡实际消耗的电功率为3W；(2)闭合S1，断开S2、S3、S4，此时电流表A的读数0.5A；(3)闭合S1、S3、S4，断开S2，将滑片P由o滑到a点过程中，电流表A的读数最大值为2.25A时，滑动变阻器oa之间的电阻值为1，滑动变阻器消耗的总功率为6.75W。 4如图所示的电路中，电源电压恒定不变，电压表的量程为015V，电流表的量程为00.6A，灯L上标有“6V 3W”字样（不考虑灯丝电阻随温度的变化），定值电阻R230当只闭合开关S1、S2，调节滑片P至
17、距B端一处时，灯L正常工作；当只闭合开关S1、S3，调节滑片P至中点处时，电流表示数为0.3A，求：（1）灯泡的电阻；（2）电源电压；（3）在保证电路各元件安全的情况下，只闭合开关S1、S2时，灯L消耗的电功率范围。【解析】解：（1）由PUI可得，灯泡的电阻：RL12；（2）当只闭合开关S1、S2，调节滑片P至距B端一处时，R1与L串联，因串联电路中各处的电流相等，所以，由PUI可得，电路中的电流：I1IL0.5A，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由I可得，电源的电压：UI1（RL+R1）0.5A（12+R1）当只闭合开关S1、S3，调节滑片P至中点处时，R2与R1串联，电流表测电路
18、中的电流，则电源的电压：UI2（R2+R1）0.3A（30+R1）由可得：U18V，R160；（3）只闭合开关S1、S2时，R1与L串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，此时灯泡可以正常发光，其最大功率为3W，当电压表的示数U115V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，灯泡的功率最小，此时灯泡两端的电压：ULUU118V15V3V，灯L消耗的最小电功率：PL0.75W，所以，灯L消耗的电功率范围为0.75W3W。答：（1）灯泡的电阻为12；（2）电源电压为18V；（3）在保证电路各元件安全的情况下，只闭合开关S1、S2时，灯L消耗的电功率范围为0.75W3W。5
19、如图所示，电源的电压恒定R1、R2为定值电阻。R2的阻值为60只闭合开关S0时，电流表的示数为0.2A，再闭合开关Sl时，电流表的示数为0.6A求：（1）电源的电压；（2）电阻R1的阻值；（3）开关S0、Sl均闭合后，通电l0s电路消耗的总电能。【解析】解：（1）只闭合开关S0时，电路为R2的简单电路，电流表测电路中的电流，由I可得，电源的电压：UI2R20.2A6012V；（2）闭合S0、Sl时，R1与R2并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过R2的电流不变，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R1的电流：I1II20.6A0.2A0.4A，因
20、并联电路中各支路两端的电压相等，所以，电阻R1的阻值：R130；（3）开关S0、Sl均闭合后，通电l0s电路消耗的总电能：WUIt12V0.6A10s72J。答：（1）电源的电压为12V；（2）电阻R1的阻值为30；（3）开关S0、Sl均闭合后，通电l0s电路消耗的总电能为72J。类型三：档位类相关计算1初（17001）班教室里有一款饮水机，其工作电路可简化为如图甲所示的电路。S是温度控制开关，根据饮水机内水杯中水温的变化自动切换加热和保温两种工作状态，R1、R2是加热管的电阻（不考虑阻值受温度变化影响），它的部分技术参数如表所示、试回答下列问题：额定电压220V加热功率900W保温功率20W
21、水杯容量0.6kg（1）S闭合时，饮水机处于 工作状态。R2的阻值是 。（2）水杯中装满20水时，饮水机正常工作，加热多长时间可将水烧开？水的比热容为4.2103J/（kg），当时气压设定为1标准大气压，不考虑热损失（3）最近一次使用时，加热管R1损坏了，物理兴趣小组的同学们利用电位器（相当于滑动变阻器，以下称为变阻器）设计了如图乙所示的电路来控制加热管R2的发热功率，在老师的指导下进行模拟实验，将滑片从变阻器的一端滑到另一端的过程中，同学们通过实验测量，得出变阻器消耗的电功率P随电流I关系的图象如图丙所示，则：求R2的发热功率范围。变阻器的最大功率多大？简述：这种设计方案有什么不妥之处（指出
22、一种合理的不妥情况即可）。【解析】解：（1）S闭合时，两电阻并联，S断开时，为R1的简单电路，由并联电路小于其中任一电阻，根据P=U2R可知，S闭合时，饮水机处于加热工作状态，功率为900W；S断开时，饮水机处于保温工作状态，功率为20W；根据并联电路各支路互不影响，故加热时R2的功率为：P2900W20W880W，R2=U2P2=(220V)2880W=55。（2）一标标准大气压水的沸点为100，水杯中装满20水加热到沸点吸热：Q吸cm（tt0）4.2103J/（kg）0.6kg（10020）2.016105J，不考虑热损失，消耗的电能WQ吸2.016105J，由P=Wt得，将水烧开的时间：
23、t=WP加热=2.016105J900W=224s；（3）变阻器与R2串联，当变阻器连入电路的电阻为0时，R2的电压为220V，其最大功率为880W；当变阻器最大电阻连入电路中时，由图知电路的最小电流为0.5A，R2的最小功率为：P 2小I小2 R2（0.5A）25513.75W；R2的发热功率范围为13.75W880W；变阻器的功率：P变I2R变（UR变+R2）2R变=U2(R变+R2)2R变=U2(R变-R2)2+4R变R2R变，当R变R2时，变阻器的最大功率为：变阻器的最大功率：P变大=U24R2=(220V)2455=220W；因变阻器与R2串联，若其中任一电阻损坏，将导致整个电路不能
24、工作（或变阻器产生的热量没有被利用）。答：（1）加热；55；（2）加热224s可将水烧开；（3）R2的发热功率范围为13.75W880W；变阻器的最大功率为220W；因变阻器与R2串联，若其中任一电阻损坏，将导致整个电路不能工作（或变阻器产生的热量没有被利用）。2. 小明的爸爸给自家的小汽车安装了电加热座椅垫如图甲小明研究发现该座椅垫有“高温”、“低温”、“关”三个挡位，其电路示意图如图乙，电源电压为12 V，高温功率为20 W，低温功率为9 W求：（1）座椅垫处于“低温”挡时，电路中的电流是多少？（2）R1的阻值是多少？（3）座椅垫处于“高温”挡时 ，5 min就可以将质量为0.5 kg的加
25、热片从10 加热到35 .若不计热量损失，求加热片一共吸收了多少热量？加热片材料的比热容是多少？ 甲 乙【解析】解：（1）由PUI可得I低0.75 A（2）由PUI和I可知R27.2 低温挡时R1与R2串联，串联时总电阻R串16 则R1的电阻R1R串R216 7.2 8.8 （3）消耗的电能WP高t20 W560 s6 000 J由题可知，不计热量损失，则Q吸W6 000 J由Qcmt可得c480 J/（kg）3. 如图甲是小明家厨房用的电热水龙头，能够即开即热、冷热兼用，非常方便图乙是它的电路原理图R1、R2为电热丝，其中R2242 .通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水、温水
26、、热水之间切换不考虑温度对电阻丝的影响，请回答下列问题：（1）电热丝是利用电流的_效应工作的，分析电路图，开关与_（选填 “1、2”或“2、3”）接触时，水龙头放出的是热水（2）水龙头放温水时，正常工作功率为1 100 W，求R1的电阻是多大？（3）水龙头放热水时，电路消耗的总电功率是多少W? 甲 乙【解析】（1）热2、3解：（2）由电路图可知，开关与1、2接触时，电路为R1的简单电路，水龙头放出的是温水，由PUI可得，R1的阻值为R144 （3）水龙头放热水时，R1与R2并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，且电路的总功率等于各用电器功率之和，所以电路消耗的总电功率P热P1P2P温1 10
27、0 W1 300 W3. 图甲是小明家电热水壶内部的简化电路图，其中R1为加热管，R2为限流电阻，只有加热管放出的热量能被水吸收S1是温控开关（也叫防干烧开关），S、S2是手动开关，调节S、S2可以使电热水壶分别处于加热和保温状态，下表是该电热水壶的铭牌请解答下列问题：（1）若要使电热水壶处于加热状态，开关的状态应为_（2）水烧开后，让电热水壶处于保温状态，若R2170 ，则电热水壶在保温状态时加热管的保温功率是多少？（3）小明发现在晚上用电高峰时烧开一壶水比白天用时长，他猜想晚上的电压不足220 V为了测量加在电热水壶两端的实际电压，晚上他关掉家里其他电器，仅让电热水壶工作，他观察到家里电能
28、表（如图乙）1 min转盘转了40转，则晚上烧水时加在电热水壶两端的实际电压为多少？ 甲 乙XX牌电热水壶额定电压220 V额定加热功率968 W保温功率最大容量1.5 L【解析】（1）S、S1、S2都闭合解：（2）加热管电阻R150 当开S、S1闭合、S2断开时，两电阻串联，电路处于保温状态，此时电路的总电阻：R串联R2R1170 50 220 ，由欧姆定律，此时电路中的电流：I1 A加热管R1的保温功率：P1保I2R1（1 A）250 50 W（3）如图乙电能表上标有3 000 r/（kWh），表示电能表转盘每转3 000转消耗1度电，则转40转消耗的电能为：W kWh3.6106 J4.
29、8104 J1 min转盘转了40转，晚上烧水时电热水壶的实际功率为：P实800 W由P得，电热水壶两端的实际电压：U实200 V4. 如图甲为一款全自动炒菜机，工作电路简化如图乙所示，S1为手动开关，S2为温控开关（温度高到一定时可自动断开），R1、R2为阻值恒定的发热电阻电路正常工作时，搅拌电动机的功率为44 W，高温挡和低温挡时R1的功率分别为2 200 W和352 W请解答下列问题：（1）R1的阻值是多少欧？（2）图丙是炒菜机正常工作做一次可乐鸡翅的过程中的“Pt”图像，P2的功率是多少瓦？（3）该炒菜机的搅拌电动机线圈电阻为220 且阻值不变，则正常工作时通过线圈电流为_A，若电动机出现故障卡住不动，则此时电流通过线圈1 s产生的热量是正常转动时电流通过线圈1 s产生热量的_倍，所以此时电动机易烧坏 甲 乙
