中考备考——电学列方程及电路安全典型题

职场   2024-11-18 09:09   河北  
例: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R130Ω。当只闭合开关S1S2,调节滑片P至距B端处时,灯L正常工作;当只闭合开关S1S3,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S1S2时,灯L消耗的电功率范围。
试题知识:此题是河北中考模拟题,难度适中,此题涉及的知识有列方程,极值加安全。
试题解析:物理计算题的解法分三步;
第一,熟记公式或变形公式;
第二,分析电路,知道电路工作情况;
第三,审题,分析,此题分为三段,两个句号,非常清晰,审题时一定要勾划关键字,并从未知条件开始进行分析,第一段可以求解第一问,第二段和第三段利用电源电压相等列方程,注意数学过程写在草稿纸上,第三问,是极值安全问题,此类习题出发点就是电流。
试题答案:
解:(1)由PUI可得,灯泡的电阻:
RL12Ω
2)当只闭合开关S1S2,调节滑片P至距B时,R2L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:
UI1RL+R2)=0.5A×(12Ω+R2)﹣﹣﹣﹣﹣﹣
当只闭合开关S1S3,调节滑片P至中点处时,R1R2串联,电流表测电路中的电流,
则电源的电压:
UI2×(R1+R2)=0.3A×(30Ω+R2)﹣﹣﹣﹣﹣﹣
①②可得:U18VR260Ω
3)只闭合开关S1S2时,R2L串联,电压表测R2两端的电压,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:
UL′=UU118V15V3V
L消耗的最小电功率:
PL′=0.75W
所以,灯L消耗的电功率范围为0.75W3W


小结:当题中有两个未知量,而且能找出等量关系时,此题列方程,或等式的可能性较大,电路安全问题的核心是电流,求解物理题时,多分析,分析时间占做题的二分之一到三分之一是非常正常的,分析清楚后,再进行解答,物理的计算一般不会太难,物理的核心就是物理思维(分析,对比,抽象等)。

思源物理
劣势变优势;失分点变得分点,;短板变跳板。
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