電學(xué)計(jì)算題的基本解題步驟

1、電學(xué)計(jì)算題的基本解題步驟一是審題：審題是我們解答習(xí)題的基礎(chǔ)，審題過程中首先要熟悉題目的背景，要審出題意中的已知條件，要審出題意中的變量與恒量，找出變量與已知條件、恒量之間的聯(lián)系。二是畫出等效電路圖：畫等效電路圖時(shí)要注意電路元件的連接方式，將復(fù)雜電路簡(jiǎn)單化，分辨出電流表、電壓表所測(cè)量的物理量，對(duì)于由開關(guān)、滑動(dòng)變阻器引起的動(dòng)態(tài)電路，要畫出不同情況下的等效電路圖，這樣能夠使問題更直觀、更具體。三是物理規(guī)律的運(yùn)用：初中階段我們只學(xué)習(xí)了簡(jiǎn)單的串聯(lián)、并聯(lián)電路，且大部分電路是純電阻電路，因此在掌握了電學(xué)基本規(guī)律的基礎(chǔ)上，還必須掌握串聯(lián)、并聯(lián)電路中各物理量之間關(guān)系的特點(diǎn)。四是熟練運(yùn)用數(shù)學(xué)手段解答物理習(xí)題：電學(xué)

2、計(jì)算題對(duì)于數(shù)學(xué)運(yùn)算要求較高，解題過程中，熟練運(yùn)用數(shù)學(xué)中的二元一次方程組、一元二次方程、比例等，可以簡(jiǎn)化解題步驟，加快解題速度。五充分了解電路習(xí)題中的約定內(nèi)容：1、導(dǎo)線的電阻只要不提線損都認(rèn)為是零；2、開關(guān)是通斷電路的特殊導(dǎo)線，電阻為零；3、電流表的電阻為零；4、電壓表的電阻無限大，它所串聯(lián)在的電路認(rèn)為是斷路。（探究題除外）三、實(shí)驗(yàn)探究（一）電能表測(cè)功率（二）伏安法測(cè)功率1電路設(shè)計(jì)（電路圖、實(shí)驗(yàn)步驟等）；2實(shí)物圖（連接、改錯(cuò)等）；3儀器的選擇（待測(cè)電阻、電源、滑變、電流表和電壓表量程的選擇等）；4電路故障；5收集數(shù)據(jù)（表格、圖象等）；6讀數(shù)與計(jì)算；7分析與評(píng)估。（三）焦耳定律中考物理專題輔導(dǎo)電功

3、、電功率一、電功率復(fù)習(xí)提綱（梳理知識(shí)）（一）電功：1、定義：電流通過某段電路所做的功叫電功。2、實(shí)質(zhì)：電流做功的過程，實(shí)際就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能（消耗電能）的過程；電流做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，就消耗了多少電能。白熾燈電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能電動(dòng)機(jī)大部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能電 解部分電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 電流做功的形式：電流通過各種用電器使其轉(zhuǎn)動(dòng)、發(fā)熱、發(fā)光、發(fā)聲等都是電流做功的表現(xiàn)。例：電流用電器3、規(guī)定：電流在某段電路上所做的功，等于這段電路兩端的電壓，電路中的電流和通電時(shí)間的乘積。4、計(jì)算公式：W=UIt =Pt（適用于所有電路） 對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出：W= I2Rt= U2t

4、/R串聯(lián)電路中常用公式：W= I2Rt W1:W2:W3:Wn=R1:R2:R3:Rn 并聯(lián)電路中常用公式：W= U2t/R W1:W2= R2:R1無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)。計(jì)算在一定時(shí)間所做的總功 常用公式W= W1+W2+Wn 5、單位：國(guó)際單位是焦耳（J）常用單位：度（kwh） 1度=1千瓦時(shí)=1 kwh=3.6×106J6、電功測(cè)量電能表：電能表：是測(cè)量用戶用電器在某一段時(shí)間內(nèi)所做電功（某一段時(shí)間內(nèi)消耗電能）的儀器。重要參數(shù)的意義：電能表上“220V”、“5A（20A）”、“3000R/kwh”等字樣，分別表示：“220V”表示：電能表額定電壓220V；“5A（20A）”表示：

5、電能表的額定電流為5A，在短時(shí)間內(nèi)允許通過的最大電流是20A；“3000R/kwh”表示：每消耗一度電電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)。（閃爍imp）讀數(shù)：電能表前后兩次讀數(shù)之差，就是這段時(shí)間內(nèi)用電的度數(shù)。3246832654例：電能表月初讀數(shù) 月底讀數(shù)是這個(gè)月用電 度合 J （二）電功率：1、定義：電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功。2、物理意義：表示電流做功快慢的物理量。3、電功率計(jì)算公式：P= W/t = UI（適用于所有電路） 對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出：P= I2R= U2/R串聯(lián)電路中常用公式：P= I2R P1:P2:P3:Pn=R1:R2:R3:Rn 并聯(lián)電路中常用公式：P= U2/R P1:P2=

6、R2:R1無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)。計(jì)算總功率 常用公式P= P1+P2+Pn 4、單位：國(guó)際單位：瓦特（W） 常用單位：千瓦（kw）5、額定功率和實(shí)際功率： 額定電壓：用電器正常工作時(shí)的電壓。額定功率：用電器在額定電壓下的功率。注：用電器上標(biāo)有“220V 10A”字樣，表示用電器正常工作時(shí)的電壓和當(dāng)用電器兩端加上額定電壓時(shí)通過它的電流。實(shí)際功率：是用電器在非額定電壓下實(shí)際消耗的功率。由公式P=UI可知，實(shí)際功率的大小隨用電器兩端電壓的變化而變化。(3)實(shí)際功率與額定功率的關(guān)系：當(dāng)U實(shí)=U額時(shí)，P實(shí)=P額 用電器正常工作； 當(dāng)U實(shí)U額 時(shí)，P實(shí)P額 用電器不能正常工作；當(dāng)U實(shí) > U額 時(shí)，

7、P實(shí) > P額 可能會(huì)損壞用電器。（實(shí)驗(yàn)過程除外）注：當(dāng)用電器電阻一定時(shí)，電壓為原來的“n”倍，用電器消耗的實(shí)際功率為原來的“n2”倍。例：加在用電器兩端的實(shí)際電壓為額定電壓的一半，則用電器消耗的實(shí)際功率為額定功率的1/4。應(yīng)特別注意電阻是連接額定與實(shí)際的“橋梁”。6、測(cè)量：RVA R、 伏安法測(cè)燈泡的額定功率： 原理：P=UI 電路圖： 選擇和連接實(shí)物時(shí)須注意：電源：其電壓高于燈泡的額定電壓滑動(dòng)變阻器：接入電路時(shí)要變阻，且調(diào)到最大值。根據(jù)能否調(diào)到燈泡的額定電壓選擇滑動(dòng)變阻器。電壓表：并聯(lián)在燈泡的兩端“+”接線柱流入，“”接線柱流出。根據(jù)額定電壓選擇電壓表量程。電流表：串聯(lián)在電路里“+”

8、接線柱流入，“”接線柱流出。根據(jù)I額=P額/U額 或I額=U額/R 選擇量程。 測(cè)量家用電器的電功率：器材：電能表 秒表 原理：P=W/t（三） 電熱1、實(shí)驗(yàn)：研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟那些因素有關(guān)？ 2、焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量：跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。 3、計(jì)算公式：Q=I2Rt (適用于所有電路)對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出：Q=W=UIt= U2t/R= Pt串聯(lián)電路中常用公式：Q= I2Rt 。Q1:Q2:Q3:Qn=R1:R2:R3:Rn 并聯(lián)電路中常用公式：Q= U2t/R Q1:Q2= R2:R1無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)。計(jì)算在一定時(shí)間所產(chǎn)生的

9、總熱量 常用公式Q= Q1+Q2+Qn分析電燈、電爐等電熱器問題時(shí)往往使用：Q= U2t/R=Pt4、應(yīng)用電熱器：定義：利用電流的熱效應(yīng)而制成的發(fā)熱設(shè)備。原理：焦耳定律組成：電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是由電阻率大、熔點(diǎn)高的合金制成。優(yōu)點(diǎn)：清潔衛(wèi)生沒有污染、熱效率高、方便控制和調(diào)節(jié)溫度。考點(diǎn)分析：有關(guān)電功率的習(xí)題是中考命題的熱點(diǎn)，中考部分壓軸題都在此出現(xiàn)。對(duì)此部分知識(shí)的考查所涉及的內(nèi)容有：電功、電功率、電熱等概念的意義及與其它電學(xué)物理量（電路）之間的相互關(guān)系，每個(gè)概念在各電路中的應(yīng)用及延伸（如由電功率延伸到額定功率和實(shí)際功率，由電熱延伸到熱學(xué)中熱量、溫度等的數(shù)量關(guān)系），特別是由電表、用

10、電器銘牌引出相關(guān)計(jì)算等問題；測(cè)量燈泡的功率具有開放性，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和思維能力的考查提出了更高的要求。二、例題精析：由淺入深、分門別類、有機(jī)綜合。（一）電路類：是基礎(chǔ)（1）單一用電器例一、有一標(biāo)有“6V12W”的小燈光，當(dāng)小燈炮正常發(fā)光時(shí)，電流通過小燈泡1min做的功是_J若接在電壓為1.5V的電源上，通過小燈泡的電流為0.5A，此時(shí)小燈泡的功率是_W（2）兩個(gè)用電器的串聯(lián)或并聯(lián)例二、把標(biāo)有“12伏12瓦”的燈L1和“12伏6瓦”的燈L2串聯(lián)起來接在電源電壓為12伏的電路中，正確的說法是（ ）AL1、L2兩燈均能正常發(fā)光BL1、L2兩燈均不能正常發(fā)光，但L2為較亮CL1、L2兩端均不能正

11、常發(fā)光，但L1燈較亮D把電源電壓提高到24伏，L1、L2兩燈都能正常發(fā)光例三、如圖所示，電源電壓是6伏，燈泡L的電阻是12歐（其阻值不隨溫度變化），滑動(dòng)變阻器的最大阻值是12歐當(dāng)滑片P移到最左端時(shí)，燈泡L正常發(fā)光，則燈泡L的額定功率是_瓦若滑片P移到最右端時(shí)，通過燈泡的電流是_安例四、L1、L2兩盞電燈的額定電壓相同，均為U，額定功率P額1>P額2，把它們接入電源電壓為U的電路中，下列說法中正確的是（ ）A兩燈串聯(lián)使用時(shí)，實(shí)際工率P1P2B兩燈并聯(lián)使用時(shí)，實(shí)際工率PlP2，C串聯(lián)時(shí)兩燈消耗的總功率P總P額2D并聯(lián)時(shí)兩燈消耗的總功率P總P額1（3）動(dòng)態(tài)電路例五、如圖，電源電壓為6 V，且保

12、持不變，燈L1上標(biāo)有“8 V，8 W”字樣，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20 .（1）當(dāng)滑片P移至b端，開關(guān)S1閉合，S2斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2 A，求電壓表的示數(shù)和L2的電阻.（2）當(dāng)滑片P移至a端，開關(guān)S1、S2均閉合時(shí)求燈L1消耗的實(shí)際功率和電流表的示數(shù).解答此類題的關(guān)鍵是要畫出不同狀態(tài)下的電路圖，考查學(xué)生分析電路的能力。變化為多擋位電熱器：例六、小明設(shè)計(jì)了一個(gè)電加熱器，有加熱狀態(tài)和保溫狀態(tài)，如圖5，發(fā)熱體AB是一根阻值500的電阻絲，C、D是電阻絲AB上的兩點(diǎn)，S是一個(gè)溫度控制控制開關(guān)當(dāng)開關(guān)S閉合，開關(guān)S接通C點(diǎn)時(shí)，電阻絲每分鐘放出的熱量是Q1；當(dāng)S閉合，S接通D點(diǎn)時(shí)，電阻絲每分鐘放出

13、的熱量是Q2；當(dāng)S斷開時(shí)，電阻絲每分鐘放出的熱量是Q3，此時(shí)測(cè)得C、D兩點(diǎn)間的電壓是33V。（1）按大小排列出Q1、Q2和Q3的順序是:_ _ _（2）將上述熱量由大到小的順序排列，其比值是20103，求電源電壓U和電熱器處于保溫狀態(tài)時(shí)，每分鐘放出的熱量（4）輸電線路例七、下圖是供電設(shè)備向居民樓用戶輸電的示意圖，為保證居民樓內(nèi)的用戶所有用電器都能正常工作，居民樓的輸入導(dǎo)線間的電壓必須保證為220V，當(dāng)居民樓內(nèi)消耗的功率為44 kW時(shí)。（1）通過輸電線的電流為多少安?（2）若輸電線的總電阻為0.1，供電設(shè)備的輸出電壓是多少伏？（3）居民樓內(nèi)由于家用電器的增加，將向供電部分申請(qǐng)“增容”，即增加用電

14、功率當(dāng)居民的用電器的額定功率由44 kW增加到88kW，所有用電器均在正常工作時(shí)，輸電線路損失的功率比“增容”前增加了多少?（4）若要求減小輸電線損失的功率，用學(xué)過的公式及知識(shí)說明應(yīng)采取的措施。 解答此類題的關(guān)鍵是：1.將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為電路圖2.（4）與高壓輸電的區(qū)別。（二）電表類（1）電能表例八、某家用電能表上標(biāo)有“220V5A3000R/kWh”的字樣，當(dāng)家中用電器全部工作時(shí)，電能表1分鐘轉(zhuǎn)了45轉(zhuǎn)由此可估算出該家所有用電器的總功率為_瓦；若該家全部用電器工作時(shí)的總電流不超過電能表的額定電流，還可以再增加_瓦以下的用電器例九、小宇從商場(chǎng)買回一個(gè)銘牌上規(guī)格為“220V 1000W”的電爐。由

15、于目前市場(chǎng)上某些商品存在的質(zhì)量問題，小宇在家中對(duì)這個(gè)電爐進(jìn)行檢驗(yàn)，看看它是否能達(dá)到額定功率。請(qǐng)你幫他想一個(gè)簡(jiǎn)便的方法，盡快地作出判斷。給你提供的器材是小宇家中的電能表（見右圖）、電源插座（電壓220V）和計(jì)時(shí)器。 （2）電流表、電壓表例十、如圖，R1=10 的電阻和變阻器R2串聯(lián)，AB接到6 V的電路中，將滑片P移到a點(diǎn)，變阻器左側(cè)電阻Ra，Ra=R2，將量程為0.6 A的電流表或量程為3 V的電壓表接到電路中C處，電表的指針恰好指示滿量程.（1）接在C處的是_表.（2）保持原電路不變，如果將C處的電表換成另一塊電表，那么此刻電表示數(shù)是多少？（3）換成另一塊電表后，若移動(dòng)滑片P到某一點(diǎn)，使變阻

16、器消耗的電動(dòng)率為0.8 W，通過R1的電流可能是多少？此類題考查的重點(diǎn)是電流表和電壓表量程問題（三）信息（表格、圖象等）類（1）表格類LG微波爐MG5021MN額定電壓：220V輸出功率：700W微波輸入功率：1 050W燒烤輸入功率：900W內(nèi)腔容積：20L振蕩頻率：2 450MHZ例11、右表是LG微波爐的部分技術(shù)參數(shù)請(qǐng)根據(jù)表中信息完成下列問題（計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）（1）求該微波爐在使用微波檔工作時(shí)的額定電流。（2）若使用微波檔工作時(shí)，做一道菜需用15min，則消耗的電能是多少kWh?(3)該微波爐在使用燒烤檔工作時(shí)的效率是 .（4）使用微波檔和燒烤檔工作都可以用來加熱食物，但他們加熱的

17、方式是不同的，前者采用微波加熱，后者采用熱傳遞的方式（紅外線）加熱。請(qǐng)猜測(cè)“振蕩頻率”是針對(duì)微波爐哪種工作狀態(tài)而言的？如何提取有用信息（2）圖象類例12、在某一溫度下，兩個(gè)電路元件A和B中的電流與兩端電壓的關(guān)系如圖18所示（1）由圖可知，元件_中的電流與它兩端電壓之間的關(guān)系遵循歐姆定律（2）將A和B并聯(lián)后接在電壓為2.0V的電源兩端，求元件A的電功率及通過A和B的總電流充分熟練運(yùn)用數(shù)學(xué)手段（函數(shù)圖象、比例、二元一次方程組、不等式、一元二次方程等）（四）生活綜合類（1）電學(xué)內(nèi)綜合例13、圖515是小雨家的用電器和電路布線圖： 下面是小雨家?guī)着_(tái)家用電器的銘牌：電風(fēng)扇規(guī)格（mm）風(fēng)量（m3/min）

18、電源（V/HZ）噪音（dB）功率（W）40060220/506766XPB36-S洗衣機(jī)容量（Kg）功率（w）電源（V/HZ）外型（mm）洗脫洗脫220/50875×770×4453.63300136T297901電視機(jī)顯像管（cm）電源（V/HZ）功率（W）尺寸（mm）質(zhì)量（Kg）74220/50180761×552×60047BCD-103C電冰箱總?cè)萘浚↙）冷凍室容積（L）電源（V/HZ）功率（W）質(zhì)量（Kg）8032220/5012038（1）小雨發(fā)現(xiàn)洗手間的燈不亮了，而燈泡沒壞，于是他閉合開關(guān)，用試電筆分別測(cè)試a、b、c、d、e、f各點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)測(cè)

19、試a、b、c三點(diǎn)時(shí)試電筆發(fā)光，而測(cè)試d、e、f時(shí)不發(fā)光。這說明 兩點(diǎn)間發(fā)生了 。（2）夏天的夜晚，小雨洗完衣服正在用洗衣機(jī)脫水，三只“220V 60W”的燈和其它的用電器都正常工作，這時(shí)，通過保險(xiǎn)絲的電流是 A.（3）這一天物業(yè)公司的工作人員來收電費(fèi)了，他觀察了現(xiàn)在的電能表盤（圖516），然后從筆記本上查出上個(gè)月的示數(shù)是106.7度，若按每度0.6元計(jì)算，小雨家應(yīng)該繳電費(fèi) 元。圖517是去年一年小雨家耗電情況的圖像，可見 月份用電最多。 圖516 圖517（4）在電阻一定時(shí)，電流越大，導(dǎo)體在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量 .根據(jù)這一原理，小雨家的電路中加入了保險(xiǎn)絲.保險(xiǎn)絲是由電阻比較 、熔點(diǎn)比較 的鉛銻

20、合金制成。當(dāng)電流過大時(shí)，溫度升高到一定程度，保險(xiǎn)絲自動(dòng) ，可保護(hù)電路.（5）小雨在臥室安裝一個(gè)照明電燈和一個(gè)紅色電源指示燈。要求：只要有電，紅色電源指示燈一直亮著，照明電燈由開關(guān)控制。請(qǐng)你在圖515中臥室的位置幫他畫好電路圖。（6）小雨作了一個(gè)可以調(diào)節(jié)亮度的迷你型夜燈，已知小燈泡銘牌是“6V 3.6W”，電池電壓為9V，變阻器的變阻范圍是020，燈泡的發(fā)光效率為30%， 如圖518 變阻器的電阻調(diào)至多大時(shí)，小燈泡實(shí)際功率是2.5W（如圖518），此時(shí)小燈泡的發(fā)光功率為多大？此類題能夠較全面地考查電學(xué)知識(shí)，在時(shí)間緊的情況下，通過對(duì)此類題的精心講評(píng)，可使學(xué)生較全面的掌握電學(xué)知識(shí)。（2）電熱綜合例1

21、4、小明家的新房子想裝一臺(tái)電熱水器，小明發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)上的電熱水器分為儲(chǔ)水式和無水箱式兩種。儲(chǔ)水式電熱水器 要用較長(zhǎng)時(shí)間把水箱中的水加熱，待水溫達(dá)到要求后用水箱中的熱水淋浴。無水箱式電熱水器使冷水流過電熱器就達(dá)到要求的溫度而立即從噴頭流出供淋浴。已知：冷水溫度為15；淋浴所需熱水溫度為40，電熱水器一分鐘流出熱水的質(zhì)量約為4kg；水的比熱容為 c水4.2×103 J/（kg·），求：（1）將質(zhì)量為4kg、溫度為15的冷水；加熱到淋浴所需要的溫度，水吸收的熱量是多少？（2）如果不考慮熱量的損失，無水箱式電熱水器的電功率至少應(yīng)該是多大才能滿足淋浴的要求？（3）小明家新房子的電路允許通

22、過的最大電流約為20A，問他家能不能使用無水箱式電熱水器？（3）燈泡例15、如圖4（a）所示電路中，燈L1的電阻R2的（不考慮燈絲隨溫度的變化）電源電壓為10V，并保持不變S1、S2為開關(guān)當(dāng)閉合S1，斷開S2時(shí)，燈L1正常發(fā)光，電阻R3消耗的電功率為2W，電壓表示數(shù)U1；當(dāng)閉合S2，斷開S1時(shí)，電阻R4消耗的電功率為W，電壓表示數(shù)為U1求（1）燈L1的額定功率；（2）電阻R4的阻值（a）（b）（c）圖4例16、右圖電路中，電源電壓不變，燈L上標(biāo)有“18V18W”的字樣，電壓表所選量程為015V，電流表所選量程為03A。當(dāng)開關(guān)S閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P移到a端時(shí)，燈L正常發(fā)光，電流表示數(shù)為2.5

23、A。當(dāng)開關(guān)S斷開、滑動(dòng)變阻器的滑片P移到距a端3/4ab長(zhǎng)度時(shí)，電壓表示數(shù)為15V。則在保證電路各元件安全的情況下，斷開開關(guān)S，移動(dòng)滑片P的過程中，燈L的最小功率為（ ）A0.5W B3.75W C5W D6.48W（五）習(xí)題講評(píng)圖7例1、圖7所示電路，電源電壓不變，燈泡L標(biāo)有“6V 3W”字樣。當(dāng)S閉合，S1、S2斷開，滑片P從b端滑到中點(diǎn)時(shí)，電流表的示數(shù)變化了0.1A，此時(shí)電壓表的示數(shù)為6V；保持滑片P的位置不變，閉合S1、S2，電流表的示數(shù)又變化了2A。則電源電壓和定值電阻R0的阻值分別為A8V 16B8V 4C10V 16D10V 8此題主要考查了電壓表、電流表及滑動(dòng)變阻器的使用，串、

24、并聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律、電功率及通過開關(guān)的通斷來改變電路連接的動(dòng)態(tài)電路等。是一道綜合性非常強(qiáng)的電學(xué)題，難度較大。 本題的特點(diǎn)：一是：由開關(guān)的通斷改變電路的連接方式，串聯(lián)轉(zhuǎn)化為并聯(lián)從而要求學(xué)生熟練掌握串并聯(lián)電路的特點(diǎn)。二是：滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)時(shí)電壓表、電流表示數(shù)如何變化確定不同狀態(tài)對(duì)應(yīng)的電流大小關(guān)系，對(duì)“電流變化了0.1A”的含義就有了明確的認(rèn)識(shí)。然后由電壓表示數(shù)為6V，確定小燈泡正常發(fā)光從而得出不同狀態(tài)的電流值，三是：由開關(guān)的閉合造成電路局部短路。短路是老師教學(xué)中的難點(diǎn)，也是學(xué)生分不清電路連接方式的主要原因。所有這些，都要求學(xué)生要具備較高的思辨能力，靈活運(yùn)用物理規(guī)律分析問題和解決問題的能力

25、。建議教師在電學(xué)的教學(xué)中要注重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電路的認(rèn)識(shí)，尤其是電路中不僅有開關(guān)的通斷還有變阻器滑片的移動(dòng)引起的電路變化；培養(yǎng)學(xué)生從題目中獲取有用信息及數(shù)據(jù)處理問題的能力。電熱毯R0L220V圖22例2、某電熱毯只有一個(gè)擋位，使用不方便。小明想用一電阻絲作發(fā)熱體與其串聯(lián)，將它改造成有兩個(gè)擋位的電熱毯。已知原電熱毯的額定電壓為220V，為了測(cè)定它的額定功率，小明把它與一個(gè)標(biāo)有“220V 25W”燈泡串聯(lián)在家庭電路中（如圖22所示），電壓表的示數(shù)為176V。（電源電壓恒為220V，不考慮溫度對(duì)電阻阻值的影響）求：（1）原電熱毯的額定功率多大？220VR0Rx改造后的電熱毯圖23（2）為了使改造后的電熱毯

26、（如圖23所示）在低溫?fù)跷粫r(shí)的總發(fā)熱功率為原電熱毯額定功率的五分之三，小明需一個(gè)阻值多大的電阻絲？（保留一位小數(shù)）（3）改造后的電熱毯，在低溫?fù)跷粫r(shí)工作10min，R0消耗多少電能？解答本題，要有正確的解題思路 （1）第一問：根據(jù)燈泡的額定電壓、額定功率算出燈泡的電阻再由串聯(lián)電路的分壓原理（這里的電壓是實(shí)際電壓）可求得電熱毯的電阻，然后已知燈泡的額定電壓根據(jù)P=U/R求出其額定功率。這里有三個(gè)思維過程，對(duì)學(xué)生來說思維梯度較大，實(shí)際電壓與額定電壓分不清分壓原理使用不習(xí)慣電熱毯的實(shí)際電壓已知（44v）而要求的是額定功率。這就要求學(xué)生概念非常清楚，能靈活的把知識(shí)的聯(lián)系起來。（2）第二問學(xué)生會(huì)出現(xiàn)以下

27、思維低溫?fù)鯇?duì)應(yīng)的是什么狀態(tài)？（兩個(gè)電阻一塊發(fā)熱怎么會(huì)是低溫?fù)酰?）總發(fā)熱功率怎么會(huì)比原電熱毯額定功率還?。浚热皇强偘l(fā)熱功率應(yīng)該發(fā)熱較多怎么反而少了）。正是這兩個(gè)疑問使學(xué)生思維一片混亂。要正確完成此問學(xué)生需有較高的解決物理問題的能力 （3） 第三問 ：解題的關(guān)鍵是從圖上觀察R0對(duì)應(yīng)的是哪一部分電阻絲， 如果審題正確會(huì)順利解答。本題是一道綜合性很強(qiáng)的試題，不僅涉及到電學(xué)中基礎(chǔ)知識(shí)的綜合運(yùn)用（電路分析，串聯(lián)電路的特點(diǎn)，電功率中的額定功率及實(shí)際功率的區(qū)別，分壓作用等），更對(duì)考生的綜合能力進(jìn)行了較為全面的考察，如對(duì)問題的分析能力，推理能力，對(duì)試題所提供的信息的處理與整合能力，另外本題對(duì)運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決

28、物理問題的能力的要求有所提高、解答本題除了要熟悉公式的變換方法，還要具備熟練的數(shù)值運(yùn)算能力。例3：在如圖所示電路中，燈泡L1上標(biāo)有“3V 1.5W”字樣，電源電壓恒為18V，開關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，電路總電阻為4；開關(guān)S1閉合，S2、S3斷開，滑動(dòng)變阻器R的滑片P位于變阻器的中點(diǎn)時(shí)，燈泡L1正常發(fā)光；開關(guān)S2閉合S1S3斷開，滑動(dòng)變阻器的片P位于右端時(shí)，燈泡L2消耗電功率正好是其額定功率的，求燈泡L2的電阻及額定功率。錯(cuò)解：當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，燈L1 與L2并聯(lián)（圖略）R1= 則R2=6當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2、S3斷開，滑動(dòng)變阻器R的滑片P位于變阻器的中點(diǎn)時(shí)，燈泡L1與串聯(lián)且L

29、1正常發(fā)光（圖略），0.5A, UR=U-U1=15V所以，即R=60當(dāng)開關(guān)S2閉合S1S3斷開，滑動(dòng)變阻器的片P位于右端時(shí)，燈L2與R串聯(lián)，（圖略）R總= R 2- R =72 =0.25A P2實(shí)=I2R2=0.75W P2額=4P2實(shí)=3W解析：當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，燈L1 與L2并聯(lián)時(shí)（圖略），U1=U2=U=18V，此時(shí)U1>U1額，燈L1燒壞，連入電路的只有L2，同學(xué)們沒有看到這一點(diǎn)造成了錯(cuò)誤，實(shí)際上燈L2阻值這時(shí)就是總電阻4。在求的額定功率時(shí)思路正確。正確答案是燈泡L2的電阻是4，額定功率是1.26W.由此題可以看出造成錯(cuò)誤的主要原因是審題不仔細(xì)。例2一定值電阻R

30、0和一滑動(dòng)變阻器R連接，與R0和R組成的電路相接的還有量程均為0-15V的電壓表V1和V2，設(shè)通過兩電阻的電流I恒定不變，當(dāng)移動(dòng)滑片使滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為其最大值的1/3時(shí)，電壓表V1的示數(shù)U1=8V，V2的示數(shù)U2=10V。再移動(dòng)滑片使滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻增加10時(shí)，電壓表的示數(shù)U1=12V，V2的示數(shù)U2=14V.求該電路中兩電阻總功率的最小值和最大值。學(xué)生錯(cuò)解1.不能理解“電流恒定”的物理意義，以致不能正確判斷兩電阻的連接方式。解析：當(dāng)通過兩電阻的“電流恒定”時(shí)，電路中的兩端總電壓與總電阻成正比，在這樣的條件的電路中，電路兩端的總電壓和總電阻都是同時(shí)要改變的變量。此題中因改變滑

31、動(dòng)變阻器的電阻來改變電路的總電阻，所以同時(shí)要改變電路兩端的總電壓，則兩電阻應(yīng)串聯(lián)。學(xué)生錯(cuò)解2.因沒有考慮電壓表的量程，導(dǎo)致算錯(cuò)兩電阻組成電路的最大功率。正解：解答此題第一要素：分析兩電阻的連接方式，由于不能確定兩電阻的連接方式，因此無法確定兩電壓表對(duì)應(yīng)測(cè)量的哪段電路兩端電壓。第二要素：第一次移動(dòng)滑片時(shí)，依據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)，列二元一次方程組求得R12R0 第二次移動(dòng)滑片時(shí)，依據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)及“電流恒定”，列二元一次方程組求得R18R030 再列二元一次方程組求得R60R05第三要素：求恒定電流I0.4A第四要素：由于電流恒定，依據(jù)公式PI2R當(dāng)滑片移至最左端時(shí)，電路中總功率最小值為P0.8W第五要素：錯(cuò)解：當(dāng)滑片移至最右端時(shí)，電路中總功率最大。PI2（R0R）10.4W 沒有考慮電壓表的量程當(dāng)滑片移至最右端時(shí)，電壓表V2的示數(shù)U2I（R0R）26V大于15V   正解：當(dāng)滑片移至某一位置時(shí)電壓表V2的示數(shù)為15V時(shí)，P最大UI6W例3有一定值電阻R，當(dāng)它兩端的電壓由6V增加到8V時(shí)，通過它的電流增加了100mA，求