电学计算题范文

电学计算题范文（精选8篇）

电学计算题 第1篇

一、电器铭牌类计算题

这类题涉及的家用电器有:热水器、电能表、电功率、电水壶、电冰箱、洗衣机等, 要正确解答此类试题, 不仅要正确理解各种器具的铭牌的有关性能指标, 注意挖掘各种器具中蕴含的物理知识, 而且要会根据有关数据, 灵活运用所学的物理知识解决实际问题.

【例1】 (2008年盐城市中考题) 小明家的电热水壶的铭牌如图1所示, 在一标准大气压下, 该水壶正常工作时, 用10 min能将2 kg、10℃的水烧开.水的比热容c=4.2×103 J/ (kg·℃) .

(1) 计算水吸收的热量;

(2) 计算消耗的电能;

(3) 水增加的内能比消耗的电能小多少?请结合物理知识, 从节能的角度提一个合理化的建议.

解析: (1) 水吸收的热量:Q=cm (t-t0) =4.2×103 J/ (kg·℃) ×2 kg×90℃=7.56×105 J

(2) 消耗的电能:W=Pt=1500 W×10×60 s=9.0×105 J

(3) 水增加的内能与消耗电能的差值:Q′=W-Q=9.0×105 J-7.56×105 J

=1.44×105 J

合理化建议:只要答出与减少热量损失相关的合理措施即可.

二、实验数据表格类计算题

这类题要求对实验原理和过程有比较清晰的认识, 能有效分析表格中的数据, 并根据相应的物理规律和公式列出相应的方程.要正确解答此类试题, 同学们在平时学习过程中一定要亲自动手做实验, 通过对物理问题的探究, 亲身体验实验过程, 学会研究问题的方法, 经历从物理现象和实验中归纳科学规律的过程, 尝试对科学探究结果进行描述, 从而培养观察、判断、分析、归纳等能力.

【例2】 (2008年扬州市中考题) 在测量“小灯泡的功率”中, 所用小灯泡的额定电压是3.8 V.

(1) 图2是小岗同学没有连接完的实物电路,

请你用笔画线代替导线帮他将电路连接完整.

(2) 闭合开关, 小岗发现灯泡发光很亮, 其操作存在的问题是____.

(3) 纠正上述操作后, 小岗测出三组数据, 记录在下表中, 第二次功率数据忘记处理了, 请你帮他把数值填入表中的空格内.

(4) 该实验测出三组数据的目的是____.

(5) 小岗根据测出的三组数据求出各次电阻, 发现灯泡在不同电压下的电阻值不同, 这是因为灯泡的电阻值与____的变化有关.

解析:该题充分利用了课本资源, 是把课本实验“用电流表和电压表测小灯泡的功率”模拟创设了科学探究的过程.

(1) 电流表串联在电路中, 滑动变阻器应“一上一下”接入电路中 (电路图如图3所示) .

(2) 灯泡发光很亮, 说明电路中的电流很大, 电阻很小, 由此知滑动变阻器的电阻阻值没有调到最大.

(3) 第二次的功率P=UI=3.8 V×0.30 A=1.14 W.

(4) 为了测定小灯泡在不同亮度时的功率, 该实验测出三组数据.

(5) 灯泡在不同电压下温度不同, 而灯丝的电阻与温度有关, 所以不同电压下的电阻值不同.

三、图像分析类计算题

这类题将某些解题所必需的条件隐藏在图像中, 考生需对题给的图像进行认真细致的分析才得到相应的条件, 要求考生具有相应的读图能力.

【例3】 (2008年宿迁中考题) 半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间, 其电阻受温度影响较大.如图4甲是某种半导体材料的电阻随温度变化的关系图像.根据这种半导体材料电阻的特性, 小明和他的同学设计了一个电路 (如图4乙) , 可以测定某一空间的温度, 使用的器材如下:半导体电阻、电源、电流表 (0～0.6 A) 、开关、定值电阻R0 (10 Ω) 、导线若干.

(1) 定值电阻R0的作用是什么?

(2) 当环境温度为20℃时, 电流表的读数为0.2 A, 求电源的电压.

(3) 电流表的读数为0.4 A时, 求当时环境温度.

(4) 当环境温度为100℃时, 求半导体电阻的电功率.

甲

解析: (1) 从图乙可看出定值电阻R0起限流作用; (2) 由电路图R和R0串联, 当t=20℃时, 半导体电阻R=50 Ω, U=I (R+R0) =0.2× (50+10) =12 (V) ; (3) 电流表的读数为0.4 A时, U0=IR0=0.4×10=4 (V) , R= (U-U0) /I=8/0.4=20 (Ω) , 从图甲知环境温度是40℃; (4) 当环境温度为100℃时, R=10 Ω, I=U/ (R+R0) =12/ (10+10) =0.6 (A) ,

P=I2R= (0.6) 2×10=3.6 (W) .

四、绿色节能类计算题

这类题常用相应的公式规律, 对题目中给出的新旧设备 (或器材) 的能耗进行分析计算, 再做出判断.

【例4】 (2008年山东烟台中考题) 我们生活在电的时代, 电能的广泛使用促使电能的社会需求日趋紧张.节约能源, 提高能源利用率是一个在国民经济中具有重大战略意义的问题.改造和淘汰陈旧设备、采用高压输电是节约能源的重要措施.研究推广节能技术项目, 其节能潜力也是很大的.

(1) 试从理论上分析说明采用高压输电的科学道理.

(2) 在220 V的用电电路上, 一只功率为11 W的节能型日光灯的亮度相当于60 W的白炽灯泡.如果小明家用4只11 W的日光灯代替4只60 W的白炽灯, 按每月30天、每天用电5小时计算, 一个月可以节省多少电能?

解析: (1) 由公式P=UI可知, 输电线上的电流${\rm I}=\frac{{\rm P}}{U}$, 输电线消耗的功率:P线$={\rm I}{}^{2}R=(\frac{{\rm P}}{U}){}^{2}R.$

在输送功率不变的情况下, 输电电压越高, 线路上损耗的功率越小, 能源的利用率越高.

(2) 由W=Pt得:W1=4P1t, W2=4P2t.

这道电学题不宜这样解 第2篇

这道电学题不宜这样解

安全用电问题非常重要,怎样才能做到安全用电呢?这里向大家介绍一种电学方面的新观点,新方法.

作 者：李建成  作者单位：广西钦州市钦北区大直镇中,广西钦州,535032 刊 名：中国科教创新导刊 英文刊名：CHINA EDUCATION INNOVATION HERALD 年，卷(期)：2009 “”(5) 分类号：G642 关键词：电学题   不宜   至多   允许通过   最大电流  

电学计算题 第3篇

关键词：电能；效率；节能减排

中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1673-9132（2016）32-0184-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2016.32.118

STS试题近年来成为了中考试题发展的一个方向，这种题有时候是在一定的情境下分析做的，如果离开了当时的情境就无法完成；有的时候跨学科性很强，如果仅仅利用物理知识，没有办法计算；有的时候还带有问题性，是让学生自己去观察、研究，问题和实践要结合起来，只依靠书本理论，是无法获得准确数据的；有的时候这种题型很开放，如果学生平时不认真训练，很难掌握方法，因为这种试题的答案不是唯一的，是多种多样的，可以说非常的灵活。最近几年，STS试题在中考试卷里的比例在加大，花样在翻新，鉴于此种情况，本文对近年各省中考电学综合计算题中出现的部分STS试题进行解析，以期帮助学生更好地把握这类题型。

一、电能及其效率问题的教学

电能是初中物理课本内容的重点，也是难点，因为电能看不见摸不着，讲起来抽象，学生理解起来也是一样的抽象难懂。为了说明这个问题，我举例来说。比如：当前城镇化建设进程中，在一些场馆和楼房建设工地上，常见到一种“塔吊”的起重设备，其主要组成为电动机和机械两部分。假设某“塔吊”配置的电动机铭牌上标有：额定电压380V，额定功率38kW，线圈电阻0.5Ω。在一次起吊中，该“塔吊”电动机正常工作25s，把质量为3t的重物吊起22m（g取10N/kg）。在这道题里，出卷人的目的只有三个，即电功的计算、机械效率、焦耳定律。就以电动机吊起重物过程中消耗的电能来说，就是对电能的基本概念理解的一次具体运用。具体怎么让学生解答，根据公式W=Pt，消耗的电能就轻而易举的计算出来，无需要很多的步骤。如果测试卷里在问：电动机正常工作过程中线圈产生的热量是多少，可以根据公式I=可求电动机正常工作时的电流，线圈产生的热量根据公式Q=I2Rt就能计算出。假如进一步问：该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率是多少？教师就要详细讲解了，已知电动机消耗的电能和产生的热量，二者之差就是对电能转化成的机械能，利用W有=Gh可求克服物体重力做的有用功，最后利用公式η=求出机械效率。线圈电流产生热量即该“塔吊”本身消耗的电能为W1=Q=1.25×105J，所以“塔吊”电能转化为机械能的总量，即机械部分所做的总功为：

W总=W﹣W1=9.5×105J﹣1.25×105J=8.25×105J

该次起吊过程中“塔吊”机械部分机械效率：

η=×100%=×100%=×100%=80%

通过以上的分析我们可以看出，此题考查的内容十分详细，如果学生对公式不能熟练掌握就没有办法去解答考卷中的问题。所以教师在平时的训练中，要将消耗电能、产生热量、物体的质量一定要一一讲清楚，不然学生在计算的时候就把他们之间的关系搞混了。问题的关键还是要把公式及其变形后的含义弄明白，只有明白了方能灵活运用，否则就是机械的学习。在这众多的问题中求物体做的总功是难点，也是本题的重点，因为不光要求计算准确，还要及时将单位换算过来。很多学生就是因为没有将单位及时换算过来，到了这一步就计算错了，是很可惜的。

二、电功与热量的综合计算的教学

电功在我们的生活中常见的一个知识问题，大大小小的电器都在使用，家里的电灯、电饭煲、电视机等，但是很多人对这些电器的工作原理知之甚少。物理课本就讲这方面的知识，因此这方面的知识实用性非常强，学生一定会感兴趣。比如有这样一道题：自动饮水机已经普遍用于车站、学校等公共场所，它的简化电路图（略去），电热丝电阻分别为R1、R2，请根据说明书提供的信息计算（水的密度ρ水=1×103kg/m3，水的比热容C水=4.2×103J/kg℃）。如果我们要计算这样一个问题：如果饮水机处在“加热”状态下正常工作，电热丝所产生的热量有80%被水吸收，饮水机的热胆装满水，水温由20℃加热到90℃，需用多长时间？那么该如何解答呢？首先要理清思路，那就是把电能转化为热能的能量，水在这一过程中吸收热量，因此他们之间的关系是“等价”的，即以此为依据列出两者的关系式，关系式列出来了，就好计算了。所以要给学生讲清楚问题的关键所在。

本题是有关电和热的综合计算题，要告诉学生根据电功和热量的计算公式进行综合计算，不能分割开来计算。教学中我发现很多学生。对这一类的习题，往往是开头还是对的，计算到中间或者是最后的一步就错了。出现这样的错误的关键还是对计算公式的理解不是很透彻，对相关概念的理解马马虎虎，所以在教学中反复强调，才能熟练掌握。

三、电能与新能源及节能减排的教学

节能减排是当今世界的难题，也是头等大事，是世界各国亟需解决的问题。我们在教学中要给学生及时灌输环保的理念，以保护我们的家园，保护我们生存的环境。还是举例来说。某环保局研究表明：“PM2.5来源中，机动车的排放占33.1%，排第一位，燃煤污染排放占第二位”。“减少污染排放，还我一片蓝天”成为每一个公民的责任。那么我们怎么应对这一问题呢？我们高台县当地政府积极引进太阳能发电，前后引进5家公司，在高崖子滩上建设起了东西80千米南北5千米的光伏发电基地，就是最好的例子。在环保的同时，我们也看到，离光伏发电基地不远的地方，还有高污染高排放的焦炭厂在大量的排放污染物，烟尘滚滚遮天罩地。在每个村社，都架设有太阳能路灯，县城的主干道都是太阳能路灯。到底环保不环保，让学生通过实际计算调查研究，自己得出答案，是最好的办法。

从理论上说，高台城里的路灯用新型环保（无汞）LED节能灯，将电能直接转化为光能，所以从能的转化角度可分析LED灯较白炽灯节能的原理。太阳能光电板的转换效率16%；照明时间12小时。那么从中可以看出，转化的电能是太阳能光电板接受的太阳能的16%。而白炽灯发光时，电能转化为内能，内能一部分转化为光能，一部分散失。由于灯丝温度很高，损失的内能较多；而LED灯发光时，电能直接转化为光能，没有内能损失，所以，LED灯比白炽灯节能。

STS综合计算题的教学，涉及的内容比较广泛，所以在教学中务必要引起大家的重视，以提高学生的综合能力的运用，提高教育教学的质量。

电学计算题 第4篇

一、电能及其效率问题的教学

电能是初中物理课本内容的重点, 也是难点, 因为电能看不见摸不着, 讲起来抽象, 学生理解起来也是一样的抽象难懂。为了说明这个问题, 我举例来说。比如:当前城镇化建设进程中, 在一些场馆和楼房建设工地上, 常见到一种“塔吊”的起重设备, 其主要组成为电动机和机械两部分。假设某“塔吊”配置的电动机铭牌上标有:额定电压380V, 额定功率38k W, 线圈电阻0.5Ω。在一次起吊中, 该“塔吊”电动机正常工作25s, 把质量为3t的重物吊起22m (g取10N/kg) 。在这道题里, 出卷人的目的只有三个, 即电功的计算、机械效率、焦耳定律。就以电动机吊起重物过程中消耗的电能来说, 就是对电能的基本概念理解的一次具体运用。具体怎么让学生解答, 根据公式W=Pt, 消耗的电能就轻而易举的计算出来, 无需要很多的步骤。如果测试卷里在问:电动机正常工作过程中线圈产生的热量是多少, 可以根据公式I=可求电动机正常工作时的电流, 线圈产生的热量根据公式Q=I2Rt就能计算出。假如进一步问:该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率是多少?教师就要详细讲解了, 已知电动机消耗的电能和产生的热量, 二者之差就是对电能转化成的机械能, 利用W有=Gh可求克服物体重力做的有用功, 最后利用公式η=求出机械效率。线圈电流产生热量即该“塔吊”本身消耗的电能为W1=Q=1.25×105J, 所以“塔吊”电能转化为机械能的总量, 即机械部分所做的总功为:

W总=W-W1=9.5×105J-1.25×105J=8.25×105J

该次起吊过程中“塔吊”机械部分机械效率:

η=×100%=×100%=×100%=80%

通过以上的分析我们可以看出, 此题考查的内容十分详细, 如果学生对公式不能熟练掌握就没有办法去解答考卷中的问题。所以教师在平时的训练中, 要将消耗电能、产生热量、物体的质量一定要一一讲清楚, 不然学生在计算的时候就把他们之间的关系搞混了。问题的关键还是要把公式及其变形后的含义弄明白, 只有明白了方能灵活运用, 否则就是机械的学习。在这众多的问题中求物体做的总功是难点, 也是本题的重点, 因为不光要求计算准确, 还要及时将单位换算过来。很多学生就是因为没有将单位及时换算过来, 到了这一步就计算错了, 是很可惜的。

二、电功与热量的综合计算的教学

电功在我们的生活中常见的一个知识问题, 大大小小的电器都在使用, 家里的电灯、电饭煲、电视机等, 但是很多人对这些电器的工作原理知之甚少。物理课本就讲这方面的知识, 因此这方面的知识实用性非常强, 学生一定会感兴趣。比如有这样一道题:自动饮水机已经普遍用于车站、学校等公共场所, 它的简化电路图 (略去) , 电热丝电阻分别为R1、R2, 请根据说明书提供的信息计算 (水的密度ρ水=1×103kg/m3, 水的比热容C水=4.2×103J/kg℃) 。如果我们要计算这样一个问题:如果饮水机处在“加热”状态下正常工作, 电热丝所产生的热量有80%被水吸收, 饮水机的热胆装满水, 水温由20℃加热到90℃, 需用多长时间?那么该如何解答呢?首先要理清思路, 那就是把电能转化为热能的能量, 水在这一过程中吸收热量, 因此他们之间的关系是“等价”的, 即以此为依据列出两者的关系式, 关系式列出来了, 就好计算了。所以要给学生讲清楚问题的关键所在。

本题是有关电和热的综合计算题, 要告诉学生根据电功和热量的计算公式进行综合计算, 不能分割开来计算。教学中我发现很多学生。对这一类的习题, 往往是开头还是对的, 计算到中间或者是最后的一步就错了。出现这样的错误的关键还是对计算公式的理解不是很透彻, 对相关概念的理解马马虎虎, 所以在教学中反复强调, 才能熟练掌握。

三、电能与新能源及节能减排的教学

节能减排是当今世界的难题, 也是头等大事, 是世界各国亟需解决的问题。我们在教学中要给学生及时灌输环保的理念, 以保护我们的家园, 保护我们生存的环境。还是举例来说。某环保局研究表明:“PM2.5来源中, 机动车的排放占33.1%, 排第一位, 燃煤污染排放占第二位”。“减少污染排放, 还我一片蓝天”成为每一个公民的责任。那么我们怎么应对这一问题呢?我们高台县当地政府积极引进太阳能发电, 前后引进5家公司, 在高崖子滩上建设起了东西80千米南北5千米的光伏发电基地, 就是最好的例子。在环保的同时, 我们也看到, 离光伏发电基地不远的地方, 还有高污染高排放的焦炭厂在大量的排放污染物, 烟尘滚滚遮天罩地。在每个村社, 都架设有太阳能路灯, 县城的主干道都是太阳能路灯。到底环保不环保, 让学生通过实际计算调查研究, 自己得出答案, 是最好的办法。

从理论上说, 高台城里的路灯用新型环保 (无汞) LED节能灯, 将电能直接转化为光能, 所以从能的转化角度可分析LED灯较白炽灯节能的原理。太阳能光电板的转换效率16%;照明时间12小时。那么从中可以看出, 转化的电能是太阳能光电板接受的太阳能的16%。而白炽灯发光时, 电能转化为内能, 内能一部分转化为光能, 一部分散失。由于灯丝温度很高, 损失的内能较多;而LED灯发光时, 电能直接转化为光能, 没有内能损失, 所以, LED灯比白炽灯节能。

巧解中考电学题 第5篇

【关键词】电学 电路 用电器 电流 电压

电学知识是初中物理的重点和难点，中考物理所占大比重大，学生在这部分上失分比较多。原因在于这类题用常规方法很难解决，若利用一些巧妙的方法，就可以让我们很容易的解答出这些题来。笔者就自己的教学经历和所学，对电学部分一些易错、较难的典型电学题进行汇总，得到了以下较为方便快捷的解题方法，希望能够对“电学难”起到一定的帮助作用。

1.拆除法判断电路类型

原理：利用串联电路中各用电器互相影响，并联电路中的各用电器互不影响的特点——即在串联电路中，拆除任何一个用电器，其它用电器中就没有电流；在并联电路中，拆除任何一个用电器，其它用电器仍有电流通过。

方法是：逐个拆除用电器，根据电路中其它用电器有无电流通过来识别电路类型的方法。

例1 ：判断如图1-1所示的灯L1、L2、L3的连接方式[1]。

分析：当拆除L1时，电路如图1-2所示，开关S闭合时，L2、L3仍是通路，且二者并联；同理，当拆除L2时，电路如图1-3所示，开关S闭合时，L1、L3仍是通路，且二者并联：同理，当拆除L3时，电路如图1-4所示，开关S闭合時，L1、L2仍是通路，且二者并联。因此画出等效电路图1-4。

解：L1、L2、L3连接方式为并联电路。

2.断表法判断电流表的测量对象

原理：电流表与用电器串联。

具体方法：断开电流表，用电器不能正常工作（断路或短路），断开的电流表就是测量这部分用电器的电流。

例2：如图2-1所示，当开关闭合时， 、 、 电流表分别为1.2A、0.6A和0.9A，则通过灯L1、L2、L3的电流分别为多少？

分析：首先利用拆除法判断出L1、L2、L3三个灯泡是并联的，再依次断开各电流表判断其所测电流。

当断开 时三灯断路，所以 测的三灯并联后的电流和；

当断开 时，如2-2所示，L1、L2被短路，所以 测的是L1、L2两灯并联时的电流和；

当断开 时，如2-3所示，L2、L3被短路，所以 测的是L2、L3两灯并联时的电流和。

因此，I1+ I2 +I3=1.2A，I1+ I2=0.6A， I2 +I3=0.9A；

解得：I1=0.3A， I2=0.3A， I3=0.6A

3.去源法判断电压表的测量对象

原理：电压表与用电器并联，没有电源时也是一个闭合的环路。

具体方法：去掉电源，电压表与用电器处于闭合的环路。电压表测量的就是该用电器两端的电压[2]。

例3：如图3-1所示，电源电压4V，电压表表示数为2.5V，则R1两端电压是伏，R2两端电压是伏[3]。

分析：断表法判断该电路为L1、L2串联电路，去掉电源后如图3-2电压表与L2处于闭合的回路，所以电压表测量的是L2是两端的电压。

解：∵ U=4V，U2=2.5V； ∴U1=U -U2=4V-2.5V=1.5V

4.等效法解电路电路动态计算题

方法：把电路图进行简化，断路（短路）的用电器、元件去掉，画出等效电路图[4]。

例4. 如图4-1所示，R1=10?，R2=20 ?，R3=30 ?，电源电压恒定不变。S1闭合，S2断开时电流表的读数为0.3A。问：

（1）电源电压是多少？

（2）当S1与S2均断开时，电流表的读数是多少？R1两端的电压是多少？

（3）当S1与S2均闭合时，电流表的读数又是多少？通过R3的电流是多少？

分析：这是电路变换类型题，关键是识别电路的连接方式，而后画出等效电路图，再计算。

解答：（1）S1闭合、S2断开时 ，电路图如4-2 所示，

U=IR2=0.3A×20Ω=6V

（2）S1与S2均断开时，电路图如4-3所示。

（3）S1与S2均闭合时，电路图如4-4所示

【参考文献】

[1]清华北大学子高效学习法.九年级物理. 上：沪科版/薛金星，2006

[2]初中物理竞赛解题方法大全.童吉烔. 浙江大学出版社.2012

[3]直达高中名校中考物理是这样考好的.钟朝光.浙江大学出版社. 2015

电学实验题的应对策略 第6篇

一、做题前一定要明确实验目的、原理、方法

常见的实验目的:①测定值电阻;②测电表内阻;③测金属丝的电阻率;④研究灯泡的伏安特性曲线;⑤测灯泡的额定功率;⑥测电源的电动势和内阻等。常用的实验原理:①部分电路欧姆定律和R=U/I;②全电路欧姆定律E=U+Ir,E=I(R+r),E=U+Ur/R。实验方法:怎样准确合理地找到U、I,所有的工作都是围绕这个展开的。

在阅卷时发现,有些考生没看清实验目的,误认为是伏安法测电阻,设计的电路如图1所示。而正确的实验原理是E=U+Ir,因此就很容易求出E和r。

[温馨提示]实验目的不明确,既影响电路的设计,也影响器材的选择。

二、两只电表同时使用时的具体做法

①电表内阻要看清,是“等于”还是“约为”。②当电表内阻已知时,电压表与电流表的功能是一样的,两表无须区分。③当有两只电表同时使用时,其指针偏转要匹配。若直接相连时指针偏转不能匹配,则需调换电表或将小量程电表改装扩大量程。④不论电压表还是电流表均需标出“三参量”(U、I、r),满足U=Ir;“两表串联使用时看电流,两表并联使用时看电压”。

例1:请从下列器材中选出适当的器材设计一个电路来测量一根金属丝的电阻率。要求方法简便,有较高的测量精度。

待测金属丝Rx(约5Ω);电流表A1(量程10mA,内阻r1=40Ω);电流表A2(量程500μA,内阻r2=750Ω);电压表V(量程10V,内阻r=10kΩ);保护电阻R0(约为100Ω);滑动变阻器R(总阻值约20Ω);电源E(电动势约为1.5V,内阻很小)。

[解析]由于电源的电动势约1.5V,如果用“电压表V(量程10V,内阻r=10kΩ)”,会带来较大的读数误差,因此排除常规的伏安法测电阻。而“电流表A1(量程10mA,内阻r1=40Ω)”和“电流表A2(量程500μA,内阻r2=750Ω)”的内阻都是已知的,可以算出满偏电压分别为0.4V、0.375V。可采用如图2所示的测量电路进行实验。

当然为了实验的安全性,还需在干路上串接保护电阻;为了提高实验的精确度,滑动变阻器应采用分压接法。

[温馨提示]如果已知电表的内阻,应考虑电表的三重身份:①定值电阻;②电流表;③电压表。

三、实验电路的选择

一个完整的电路是由“局部”和“主干”组成的。“局部”是体现实验目的部分,也就是测量电路部分;“主干”是完成实验目的部分,也就是控制电路部分,常考滑动变阻器的接法选择。分压电路和限流电路的选择方法是:①看有无特殊信号暗示。要求负载电压(电流)能从零开始连续可调;多测几组数据便于准确画出“U-I”图线。②比较“R变阻器与R负载”的阻值。当滑动变阻器的阻值远小于负载阻值时,采用分压电路。③排除法。先用限流电路连接,算出Imin,若Imin>电流表量程或负载额定电流时,不可使用限流电路,只能采用分压电路。

例2:用伏安法测某金属丝电阻Rx(约5Ω),现提供如下器材,请设计电路。电流表:0～0.6A、1Ω;电压表:0～3V、10KΩ;电压表:0～10V、10KΩ;滑动变阻器:10Ω、5A;电源:9V、1Ω;电键;导线。

[解析]题目中没有特殊的信号暗示,金属丝的电阻与滑动变阻器的阻值差不多,好像均可使用。(如图2)按照习惯性思维,接成分压式,接成限流式是否可行?这需要进行粗略的计算:Imin=9/(5+10+1+1)=0.53A,Imax=9/(5+0+1+1)=1.3A。有人认为:0.53A<0.6A,限流可以;有人认为:1.3A>0.6A,限流不可。但是用限流式测量电流表的读数范围小,读数误差大。当然很容易判断电流表应采用外接法。

[温馨提示]若Imin<电流表量程或负载额定电流时,还要看电表的读数变化范围是否显著,显著可用,不显著不可用。

电学计算题 第7篇

根据电路图将实物图补充完整

例1: (重庆市) 在“测定小灯泡的额定功率”实验中, 张超同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、电压为6V的电源、额定电压为3.8V额定功率小于2W的小灯泡和一个标有“20Ω1.5A”的滑动变阻器, 设计了如右图甲所示的电路图。请用笔画线代替导线, 按照下图甲所示的电路图, 将下图乙的实物电路连接完整 (连线不得交叉) 。

分析:这是一道根据电路图, 实物电路部分连接, 需要根据给定的实验电路图将实物电路补充完整的题。依据电路图, 从电源的正极出发将电路中的元件顺次连接:电源正极→开关→滑动变阻器→小灯泡→电流表→电源负极顺次连接, 最后将电压表并联在小灯泡的两端。

连接电路时注意 (1) 电流要从电流表的正接线柱流入, 负接线柱流出。 (2) 电压表并联在小灯泡的两端。 (3) 在补充电路实物连接时注意电流表量程的选择。由于小灯泡的额定电压为3.8V, 额定功率小于2W, 根据P=IU可得小灯泡正常发光时电路中电流小于0.526A, 所以电流表的量程选择0～0.6A。 (4) 滑动变阻器接入电路时选择“一上一下”两个接线柱。由于滑动变阻器已有上边一个接线柱D与小灯泡连接, 所以与开关相连接选择滑动变阻器下边的接线柱A或B。

解答如上图丙所示。

例2: (山西省) 如下图甲是小明画出的实验电路图, 请你根据电路图用笔画线代替导线, 帮他将下图乙中未完成的电路连接好, 要求:电流表、电压表选择合适的量程;滑动变阻器的滑片P向右滑动时, 连入电路的阻值变小;导线不能交叉。

分析:这是一道给出电路图, 并将实物电路部分连接, 要求将实物电路连接补充完整的题。由于电源是两节干电池, 所以电压表的量程选择0～3V;电路中串联着滑动变阻器, 电压表的量程又选择0～3V, 所以电流表的量程选择0～0.6A。依据电路图从电源正极出发:电源正极→开关→滑动变阻器→小灯泡→电流表→电源负极, 将电路元件依次串联到电路中, 最后将电压表并联在小灯泡的两端。

连接滑动变阻器时注意, 依据滑动变阻器连入电路中的两个接线柱“一上一下”的原则, 由于图中已经连接了滑动变阻器上边的一个接线柱C, 如果题目没有特殊要求, 滑动变阻器的另一端连接下边的两个接线柱A、B中的任意一个都可以, 但题目要求滑动变阻器的滑片P向右滑动时, 连入电路的阻值变小, 就应该选择滑动变阻器右下端的接线柱B接入电路。

解答如上图丙所示。

根据电路图连接实物图

例3: (甘肃省兰州市) 根据如下图甲所示电路图, 用笔画线代替导线, 连接实物电路图 (要求导线不能交叉) 。

分析:这是一道给出电路图, 给定实验器材, 根据电路图和实验器材连接实物电路的题目。连接实物电路时, 从电源的正极开始按电路图顺次将电路元件连接到电路中。电源正极连接开关S1, 开关S1的另一端连接电流表的正接线柱, 电流表的负接线柱与灯L2连接, 灯L2的另一端与开关S2相连, S2的另一端与电源的负极相连, 最后将L1并联在L2与S2串联后的两端, 电路连接完成。注意:由于电源是蓄电池, 不好判断电路中电流的大小, 所以电流表的量程选择0～3A, 连接好电路后, 闭合开关, 看电流表的指针偏转情况, 若电流小于0.6A, 再换用0～0.6A量程。

解答如下图丙所示。

例4: (天津市) 在“测量小灯泡电阻R的阻值”实验中, 请你用笔画线代替导线把下页上图甲中的器材连接成实验电路。

分析:这是一道给定实验器材, 按照实验要求设计电路, 并将实物连接的题。根据题目要求设计的电路如下页上图乙所示。从电源的正极出发按照电路图将电路元件:开关、电流表、小灯泡、滑动变阻器顺次串联在电路中, 最后将电压表并联在小灯泡的两端。连接电路时注意电流从电流表的正接线柱流入, 负接线柱流出;滑动变阻器接线柱“一上一下”接入电路中。由于电源为两节干电池, 并且电路中串联着滑动变阻器, 所以电压表的量程选择0～3V, 电流表的量程选择0～0.6A。

解答如下图丙所示。

根据实物图画电路图

例5: (山东省青岛市) 小雨连接了如下图所示的电路, 请在虚线框内画出它的电路图。

分析:这属于一道给出实物电路画电路图的题。观察电路, 开关S2与灯泡L2串联后与灯泡L1并联, (开关S2制控制灯泡L2) , 然后与开关S1串联。根据实物画电路图, 首先要明确各电路元件的表示符号, 然后观察电路的连接情况。作图时注意电源的正负极。

解答如图乙所示。

根据题目要求纠正实物连接错误, 并画出正确电路图

例6: (广西壮族自治区百色市) 在进行“测量小灯泡的电功率”实验时, 实验室所提供的器材有:电压为6V的电源1个, 额定电压是3.8V、灯丝电阻约为10Ω的小灯泡1个, 电流表 (0～0.6A、0～3A) 、电压表 (0～3V、0～15V) 、滑动变阻器、开关各1个, 导线若干。

(1) 如下图甲所示, 是小明同学在实验室连接的实验电路, 此电路中存在的错误之处是＿＿＿＿＿, 如果此时闭合开关, 看到的现象是＿＿＿＿＿＿。

(2) 请在虚线框中画出该实验正确的电路图。

分析:这是一道根据实验要求纠正实物电路连接错误, 并在纠正后画出正确的电路图的题。观察电路, 电压表串联在电路中, 电流表与小灯泡并联, 并且此时滑动变阻器接入电路中的阻值较大。由于电压表的内阻很大, 根据欧姆定律I=RU, 此时电路中的电流几乎为零, 所以电流表的指针不偏转, 电流表没有示数, 小灯泡不亮。此时电压表测量的是电源电压, 所以电压表的示数为电源电压6V。

电路的错误在将电压表串联在电路中, 将电流表并联在电路中。由于小灯泡的额定电压为3.8V, 灯丝电阻约为10Ω, 根据欧姆定律所以电流表的量程选择0～0.6A;由于电源电压为6V, 所以电压表的量程选择0～15V。所以实物电路连接中电流表、电压表的量程选择是正确的。纠正方法是将电流表与电压表的位置互换即可。

正确电路图如下图乙所示。

解答: (1) 电压表 (或电流表) 位置接错, 电流表没有示数 (或电压表示数与电源电压接近或灯不亮) 。

纠正实物电路连接错误

例7: (江苏省) 小丽做测量小灯泡电功率的实验 (小灯泡标有“2.5V”字样) 如下图甲所示电路。小丽所接的实验电路存在连接错误, 但只需要改动一根导线, 即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上画“×”, 并用笔画线代替导线画出正确接法。

分析:这属于一道给实验电路 (实物) 改错并纠正的题。测量小灯泡电功率是根据P=IU, 用电流表测出通过小灯泡的电流, 用电压表测出小灯泡两端的电压。所以电压表应并联在小灯泡的两端, 电流表与小灯泡串联。

观察实物电路可以发现, 这是一个串联电路 (小灯泡与滑动变阻器串联) , 电流表串联在电路中, 测量的是通过小灯泡的电流, 符合要求。电压表并联在小灯泡和滑动变阻器的两端, 测量的是小灯泡和滑动变阻器串联后两端的电压, 所以不符合要求。正确的连接方法是:电压表并联在小灯泡的两端, 所以电压表与滑动变阻器之间的连接线接滑动变阻器的一端调接到小灯泡右端的接线柱上 (或滑动变阻器左上端接线柱上) 。

纠正后的电路连接如下图乙所示。

根据题目提供的电阻组成新的阻值的电阻

例8: (四川省成都市) 维修电器需要一个4Ω的电阻, 而维修工手边共有四只电阻, 它们的代号和阻值分别是R1=1Ω、R2=3Ω、R3=6Ω、R4=12Ω。请你设计一种方案, 只选用其中两只电阻, 通过电阻串联或并联的方式, 得到“一个”阻值为4Ω的“等效”电阻。 (要求画出电阻的连接图并标出电阻的代号, 无需做任何说明。)

分析:这是根据手边现有电阻通过电阻的串联或并联获得新阻值的“等效”电阻的题, 这也是在实际中经常遇到的问题。首先根据给定阻值的电阻, 通过计算获得电阻的组合, 然后进行连接。通过计算可知, R1与R2串联后的电阻为4Ω, R3与R4并联后可以获得阻值为4Ω的“等效”电阻。

解答如下图甲、乙所示。

黑盒子问题

例9: (山东省) 如图所示, 黑盒内是由一节干电池和两个等值电阻连接成的部分电路, a、b、c是由电路的不同位置引出的三根导线。将电流表与a、b试触后相连, 示数是1;将电流表与a、c试触后相连, 示数也是1;将电流表与b、c试触后相连示数是零。由此可判断出黑盒内电路的连接情况。请在虚线框内画出盒内各元件的连接情况。

分析:由于黑盒内是由一节干电池和两个等值电阻连接成的部分电路, a、b、c是由电路的不同位置引出的三根导线。两个等值电阻的连接方式只有两种:一种是两个等值电阻串联, 另一种是两个等值电阻并联。题目已知将电流表与a、b试触后相连, 示数是1;将电流表与a、c试触后相连, 示数也是1;说明a连接着电源, 如果两个等值电阻串联, 则将电流表与b、c试触后相连示数也应该是1, 而实际是将电流表与b、c试触后相连示数是零, 可以判断两个等值电阻是并联的。

解答如下图乙所示。

家庭电路连接问题

例10: (云南省昆明市) 请在下图中将灯泡和控制灯泡的开关正确连入家庭电路中。

分析:这是一道最基本的家庭电路连接问题。只涉及到家庭电路的一部分。只要掌握了灯泡和控制灯泡的开关串联, 开关接在火线上, 灯接在零线上就可以了。吉林省、江苏省、海南省、陕西省、大连市、南昌市、成都市等地也都有类似的题目。

解答如下图乙所示。

例11: (吉林省长春市) 如下图甲所示, 教室中有两盏照明灯, 由一个开关控制, 两盏灯之间互不影响, 请你用笔画线代替导线, 将电路图连接完整。

分析:这是一道稍复杂的家庭电路连接问题, 题目要求一个开关控制, 两盏灯之间互不影响, 可以判断两盏灯之间是并联的, 开关在干路上, 两盏灯并联后一端接在零线上, 另一端接开关, 开关的另一端接在火线上。

解答如下图乙所示。

例12: (广东省) 请将如下图甲所示原件, 连接成符合安全用电要求的家庭电路。

分析:这是道比较完整的家庭电路连接问题。涉及到保险丝需要接在火线上, 三孔插座需要接地线, 开关接火线, 灯泡接零线等知识。要求比较全面掌握家庭电路的知识。

在家庭电路中, 三孔插座与灯之间是并联的, 与三孔插座的一孔相连的保险丝的另一端需要接在火线上, 三孔插座的中间孔需要接地线, 三孔插座的另一孔接零线。拉线开关与灯串联, 拉线开关接在火线上, 灯接在零线上。

一道值得商榷的电学题 第8篇

电荷量为q=1×10-4C的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向的匀强电场，场强E与时间t的关系及物块速度v与时间t的关系分别如图1、图2所示。若重力加速度g取10m/s2，求：

（1）物块的质量m。

（2）物块与水平面之间的动摩擦因数。

（3）物块运动2s过程中，其电势能的改变量。

解析：

（1）由图1可得：E1=3×104N/C，E2=2×104N/C

由图2可知，第1s物块做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有qE1-μmg =ma，由图象知a=2m/s2

1s后物块做匀速运动，由平衡条件有qE2=μmg

联立解得q（E1-E2）=ma

代入数据解得：m=0.5kg

（2）由qE2=μmg，可得μ=qE2/mg =0.4

（3）由图2可知：

物块在第1s的位移为l1=（v/2）t1=1m

物块在第2s的位移为l2=vt2=2m

电场力做正功W=qE1l1+qEl2=7J

所以，电势能的改变量△Ep=-W=-7J

笔者对题中第（3）小题电势能改变量的求法提出疑义。题中的解法粗看并没什么问题，因为静电力做的功等于电势能的减少量，只要算出静电力做的功，自然也就可以求得电势能的改变量。但笔者还是对题中1s末电场的突变提出质疑，因为电场有变化，就不好看作静电场了。

为了帮助学生更清晰地认识到电场的变化对电势能的影响，笔者设计了这样一道题：

平行的带电金属板A、B间是匀强电场，如图3所示，两板间距离是2cm，B板接地，P点位于两板正中央。若两板间的电压U1=600V，板间电场E1= 3×104N/C，此时P点的电势为φ1=300V，将一个电荷量为q=1×10-4C的带正电点电荷固定在P点处，易求得其电势能为： Ep1=qφ1=3×10-2J。再将两板间的电压改为U2=400V，板间电场E2=2×104N/C，P点的电势变为φ2=200V，不难求出，点电荷q的电势能变为： Ep2=qφ2=2×10-2J。

因为点电荷q是固定不动的，所以电场力并不对它做功。也就是说，电场力不做功，电势能却发生了变化。这是为什么呢？

这得从势能的特点说起，势能是系统所共有的。在人教版物理必修2“重力势能”一节中，编写者最后写道：“必须指出的是，重力势能跟重力做功密切相关，而重力是地球与物体之间的相互作用力。也就是说，倘若没有地球，就谈不上重力。所以，严格说来，重力势能是地球与物体所组成的物体‘系统所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。”