初中物理電學(xué)六大專題

初中物理電學(xué)六大專題物理專題《電學(xué)》題型一電路計(jì)算例一、（2010?南京）如如圖所示，電源電壓恒定．閉合開關(guān)S1、S2，電壓表示數(shù)為9V，電流表示數(shù)為1.5A；斷開開關(guān)S2，電壓表示數(shù)為6V．則Rl和R2的阻值分別是（）A、6Ω，2Ω B、6Ω，3ΩC、4Ω，2Ω D、4Ω，3Ω解題思路：第一步：仔細(xì)審題，弄清四個(gè)問題。弄清電路結(jié)構(gòu)（串聯(lián)、并聯(lián)）；弄清各表（電流表、電壓表）測(cè)量對(duì)象；弄清滑動(dòng)變阻器接入電路部分（一上一下）；弄清題目已知條件和物理過程（開關(guān)通斷和滑片移動(dòng)）。第二步；畫出等效電路。首先將因短路或開路等不工作的用電器刪除；進(jìn)一步方便判斷，可以將電壓表看做開路，電流表看做導(dǎo)線；明確電路結(jié)構(gòu)后，將對(duì)面的電表還原到位置，確定其測(cè)量對(duì)象。第三步：進(jìn)行電路分析：根據(jù)相應(yīng)電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析（串聯(lián)電路電流處處相等、并聯(lián)各支路電壓相等）；利用歐姆定律計(jì)算已知量和未知量的關(guān)系。例二、如圖所示，當(dāng)開關(guān)S閉合后，滑動(dòng)變阻器的滑片在b端時(shí)，電壓表示數(shù)為9V，電流表示數(shù)為0.15A；滑片P在中點(diǎn)c時(shí)電壓表的示數(shù)為6V。求：（1）滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值；（2）電源電壓和R2的阻值。R0ASRV例三、某同學(xué)做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)電路如圖所示，已知他所用的電流表量程為0至0.6A，電壓表的量程為0至3V，電源電壓為6V保持不變，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為50R0ASRVA、電流表最大示數(shù)0.6AB、滑動(dòng)變阻器消耗的最小功率為0C、電壓表的最小示數(shù)為1V初中物理電學(xué)六大專題全文共9頁，當(dāng)前為第1頁。D、電阻R0消耗的最大功率為1.8W初中物理電學(xué)六大專題全文共9頁，當(dāng)前為第1頁。解題思路：電學(xué)計(jì)算題中常常遇到一些電路保護(hù)問題，這類問題往往涉及到電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、燈泡等的保護(hù)。碰到這類問題時(shí)，充分運(yùn)用電學(xué)規(guī)律和數(shù)學(xué)中的不等式，一般會(huì)使問題得到解決。題型二電路動(dòng)態(tài)變化例四、如圖所示，閉合電鍵S，當(dāng)滑片向右移動(dòng)時(shí)，請(qǐng)判斷電流表和電壓表的示數(shù)變化:電流表的示數(shù)；電壓表的示數(shù)。(均選填“變大”、“不變”或“變小”)解題思路（串聯(lián)）：1、先判斷電流表、電壓表所測(cè)的對(duì)象；2、根據(jù)滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)情況及串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)R總=R1+R2，判斷總電阻變化情況；3、根據(jù)I總=U總/R總，判斷電流的變化情況；4、先根據(jù)U1=I1R1判斷定值電阻（小燈泡）兩端電壓的變化情況；5、最后根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)U總=U1+U2，判斷滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變化情況。例五、如圖所示，閉合電鍵S，當(dāng)滑片向右移動(dòng)時(shí)，請(qǐng)判斷電流表和電壓表的示數(shù)變化：電流表A1的示數(shù)；電流表A2的示數(shù)；電流表A3的示數(shù)；電壓表V1的示數(shù)；電壓表V2的示數(shù)。（均選填“變大”、“不變”或“變小”）解題思路（并聯(lián)）：在并聯(lián)電路中分析電表示數(shù)變化時(shí)，由于并聯(lián)電路各支路兩端的電壓和電源電壓相等，所以應(yīng)先考慮電壓表的示數(shù)不變。又因?yàn)椴⒙?lián)電路各支路相互獨(dú)立，互不影響，可根據(jù)歐姆定律分別判斷各支路中電流的變化，再根據(jù)I總=I1+I2分析得出干路中電流的變化，關(guān)鍵之處要畫出等效電路圖分清電表所測(cè)的對(duì)象。題型三電路故障判斷電路故障----是指電路連接完成通電時(shí)，整個(gè)電路或部分電路不能正常工作。產(chǎn)生電路故障的主要原因有：①元件本身存在問題，如元件內(nèi)部開路、短路；②電路導(dǎo)線接觸不良或斷開等；③連接錯(cuò)誤（導(dǎo)線接用電器兩端短路）。做題思路：確定電路故障的性質(zhì)，即斷路還短路；確定電路故障發(fā)生的位置電燈故障分析方法初中物理電學(xué)六大專題全文共9頁，當(dāng)前為第2頁。先分析電路連接方式，再根據(jù)題給條件確定故障是斷路還是短路。兩燈串聯(lián)時(shí)，如果只有一個(gè)燈不亮，則此燈一定是短路了；如果兩燈都不亮，則電路一定是斷路了；兩燈并聯(lián)，如果只有一燈不亮，則一定是這條支路斷路；如果兩燈都不亮，則一定是干路斷路。初中物理電學(xué)六大專題全文共9頁，當(dāng)前為第2頁。電表示數(shù)變化故障分析方法首先正確分析電路中電壓表，電流表的測(cè)量對(duì)象，根據(jù)電表示數(shù)變化情況并結(jié)合串并聯(lián)電路的特點(diǎn)分析電路故障原因。電壓表串聯(lián)接入電路中時(shí)，該部分電路斷路，但電壓表有示數(shù)。此時(shí)與電壓表串聯(lián)的用電器視為導(dǎo)線（測(cè)電源電壓）。位置確定a.開路故障區(qū)域判斷方法：①導(dǎo)線法②電流表法③燈泡法④電壓表法b.局部短路故障區(qū)域的判斷方法：①燈泡法②電壓表法例六、如圖，閉合開關(guān)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表的指針都沒有偏轉(zhuǎn)；將燈L1和L2的位置互換后，發(fā)現(xiàn)電流表指針仍不動(dòng)，但電壓表卻有明顯偏轉(zhuǎn)。則該電路故障是（）只有L1開路

B、只有L2開路C、L2和電流表都開路

D、L1和電壓表都開路例七、如圖所示電路中，電源電壓不變，閉合開關(guān)S后，L1，L2都發(fā)光，一段時(shí)間后，其中一燈突然熄滅，而電流表電壓表的示數(shù)都不變，產(chǎn)生這現(xiàn)象的原因是：（）A、燈L1知路；B、燈L2短路；C、燈L1開路；D、燈L2開路。【題目變式】如圖所示電路中，電源電壓保持不變，當(dāng)開關(guān)S閉合后，電路正常工作。一段時(shí)間后，其中一盞燈突然熄滅，兩只電表中一只電表示數(shù)變小，另一只電表示數(shù)不變。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的可能原因是：（）A．L1開路B．L2開路C．L1短路D．L2短路故障分析：并聯(lián)電路，既然有一燈亮，說明這一燈亮的電路是通路的，那盞不亮的燈一定是開路。（因?yàn)槿绻搪罚瑫?huì)燒壞電源所有燈都不亮了）題型四電路設(shè)計(jì)例八、現(xiàn)有電源、開關(guān)、導(dǎo)線、電表（2只）和燈泡（2只）．請(qǐng)你設(shè)計(jì)兩只燈泡并聯(lián)使用的電路，要求開關(guān)閉合能測(cè)出通過燈L1的電流和電壓，以及電路的總電流和總電壓．要求：①畫出電路圖；②用筆畫線代替導(dǎo)線連接好下圖實(shí)物電路．初中物理電學(xué)六大專題全文共9頁，當(dāng)前為第3頁。初中物理電學(xué)六大專題全文共9頁，當(dāng)前為第3頁。做題思路：通常情況下只要對(duì)照電路圖，從電源正極出發(fā)，逐個(gè)順次地將實(shí)物圖中的各元件連接起來即可，而對(duì)于復(fù)雜的實(shí)物圖的連接，我們可以分以下幾步完成：在電路圖中任選一條單一的回路，并對(duì)照這個(gè)回路在實(shí)物圖中將相應(yīng)的元件連接好。對(duì)照電路圖，把所選回路以外的元件分別補(bǔ)連到實(shí)物圖的相應(yīng)位置，在連入回路以外的元件時(shí)，要找出電路中電流的分流點(diǎn)和匯合點(diǎn)，將回路以外的元件連接在兩點(diǎn)之間。這里要特別注意實(shí)物圖中元件的連接順序必須與電路圖中各元件的順序一致。（3）一般情況下，電壓表最后接入電路。小結(jié)：以上連接實(shí)物圖的方法，我們可以用一句話來概括：先找路、后連圖、再補(bǔ)漏。連接實(shí)物圖時(shí)，導(dǎo)線不要交叉，導(dǎo)線的端點(diǎn)必須接在各元件的接線柱上。例九、某醫(yī)院要安裝一種呼喚電鈴，使各病床的病人均可單獨(dú)呼叫，只要一按床頭的開關(guān)，值班室的電鈴就響，且與該病床相對(duì)應(yīng)的指示燈亮，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出正確的連接方法。做題思路：根據(jù)給定的器材和題目要求，確定符合要求的電路連接方式的用電器位置。（按照要求，例如甲床頭只要按自己的開關(guān)，則值班電鈴就響，與甲床對(duì)應(yīng)的指示燈就亮，可見，電源、開關(guān)、電鈴和指示燈四者應(yīng)連接成一閉合電路．而乙床按其所對(duì)應(yīng)的開關(guān)時(shí)，則應(yīng)該同樣有電鈴響，乙床的指示燈亮而甲床的指示燈不亮．可見在總的電路中，應(yīng)該是將每個(gè)病床的開關(guān)與其對(duì)應(yīng)的指示燈連接起來組成一條支路，將所有這些支路關(guān)聯(lián)起來再與電源和電鈴串聯(lián)起來。）題型五測(cè)量未知電阻值伏安法測(cè)電阻伏安法測(cè)電阻是初中物理中一個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)可以利用電壓表和電流表分別測(cè)出未知電阻Ｒx的電壓、電流，再用歐姆定律的變形公式求出Ｒx的阻值。由于電壓表也叫伏特表，電流表也叫安培表，所以這種用電壓表、電流表測(cè)電阻的方法叫“伏安法”。1．原理：由歐姆定律推出電路圖：（見圖1）器材：小燈泡（2.5V）、電流表、電壓表、開關(guān)、電池阻（3V）、定值電阻（10Ω）、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線。注意點(diǎn)：初中物理電學(xué)六大專題全文共9頁，當(dāng)前為第4頁。ⅰ連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開，滑動(dòng)變阻器應(yīng)調(diào)到最大阻值處。

ⅱ滑動(dòng)變阻器的作用：

（1）保護(hù)電路；

（2）改變小燈泡兩端的電壓和通過的電流。

ⅲ本實(shí)驗(yàn)中多次測(cè)量的目的是：測(cè)出小燈泡在不同情況（亮度）下的電阻。初中物理電學(xué)六大專題全文共9頁，當(dāng)前為第4頁。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）根據(jù)電路圖把實(shí)驗(yàn)器材擺好。

（2）按電路圖連接電路。

（在連接電路中應(yīng)注意的事項(xiàng)：①在連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開。②注意電壓表和電流表量程的選擇，“+”、“-”接線柱。③滑動(dòng)變阻器采用“一上一下”接法，閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)位于阻值最大處。）

（3）檢查無誤后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片（注意事項(xiàng)：移動(dòng)要慢），分別使燈泡暗紅（燈泡兩端電壓1V）、微弱發(fā)光（燈泡兩端電壓1.5V）、正常發(fā)光（燈泡兩端電壓2.5V），測(cè)出對(duì)應(yīng)的電壓值和電流值，填入下面的表格中。實(shí)驗(yàn)次數(shù)燈泡亮度電壓U/V電流I/A電阻R/Ω1燈絲暗紅2微弱發(fā)光3正常發(fā)光同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)過程中，用手感受燈泡在不同亮度下的溫度。隨著燈泡亮度的增加，燈泡的溫度升高。算出燈絲在不同亮度時(shí)的電阻。分析與論證：展示的幾組實(shí)驗(yàn)表格，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：燈泡的電阻不是定值，是變化的。

是什么原因使燈絲的電阻發(fā)生變化的呢？是電壓與電流嗎？

難點(diǎn)突破：（我們對(duì)比一個(gè)實(shí)驗(yàn)如圖2：用電壓表、電流表測(cè)定值電阻的阻值R）發(fā)現(xiàn)：R是定值，不隨電壓、電流的變化而變化。通過論證，表明燈絲的電阻發(fā)生改變的原因不在于電壓與電流，那是什么原因造成的呢？我們?cè)谇懊鎸W(xué)過，影響電阻大小的因素有哪些？（材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度。）那是什么因素影響了燈絲的電阻呢？（是溫度。）溫度越高，燈絲電阻越大。這個(gè)實(shí)驗(yàn)再一次驗(yàn)證了這一點(diǎn)。測(cè)電阻的幾種特殊方法只用電壓表，不用電流表方法一：如果只用一只電壓表，用圖3所示的電路可以測(cè)出未知Ｒｘ的阻值。具體的作法是先用電壓表測(cè)出Ｒx兩端的電壓為Ｕx；再用這只電壓表測(cè)出定值電阻Ｒ0兩端的電壓為Ｕ0。據(jù)測(cè)得的電壓值Ｕx、Ｕ0和定值電阻的阻值Ｒ0，可計(jì)算出Ｒｘ的值為：初中物理電學(xué)六大專題全文共9頁，當(dāng)前為第5頁。用這種方法測(cè)電阻時(shí)一只電壓表要連接兩次。初中物理電學(xué)六大專題全文共9頁，當(dāng)前為第5頁。方法二：如果只用一個(gè)電壓表，并且要求只能連接一次電路，用圖4所示的電路可以測(cè)出未知Ｒｘ的阻值。具體的作法是先閉合Ｓ1，讀出電壓表的示數(shù)為Ｕ1，再同時(shí)閉合Ｓ1和Ｓ2，讀出這時(shí)電壓表的示數(shù)為Ｕ２。根據(jù)測(cè)得的電壓值Ｕ1、Ｕ2和定值電阻的阻值Ｒ0。根據(jù)分壓公式可計(jì)算出Ｒｘ的值：方法三：如果只用一個(gè)電壓表，并且要求只能連接一次電路，用圖5所示的電路可以測(cè)出未知Ｒｘ的阻值。具體的作法是先把滑動(dòng)變阻器的滑片P調(diào)至B端，閉合開關(guān)，記下電壓表示數(shù)Ｕ1；把滑動(dòng)變阻器的滑片P調(diào)至A端，記下電壓表示數(shù)Ｕ2。根據(jù)測(cè)得的電壓值Ｕ1、Ｕ2和定值電阻的阻值Ｒ0，可計(jì)算出Ｒｘ的值：

以上方法，需要測(cè)量?jī)纱坞妷?，所以也叫“伏伏法”；根?jù)所給器材有電壓表和一個(gè)已知阻值的電阻Ｒ0，所以又叫“伏阻法”。只用電流表，不用電壓表方法一：如果只用一只電流表，用圖6所示的電路可以測(cè)出未知Ｒｘ的阻值。先后用電流表測(cè)出通過Ｒ0和Ｒｘ的電流分別為Ｉ0、Ｉx，根據(jù)測(cè)得的電流值Ｉ0、Ｉx和定值電阻的阻值Ｒ0，根據(jù)分流公式可計(jì)算出Ｒｘ的值為：

初中物理電學(xué)六大專題全文共9頁，當(dāng)前為第6頁。方法二：用圖7所示的實(shí)驗(yàn)電路也可以測(cè)出未知Ｒｘ的阻值。先閉合開關(guān)Ｓ１，讀出電流表的示數(shù)為I1，再斷開Ｓ１閉合Ｓ２，讀出這時(shí)電流表的示數(shù)為I2。根據(jù)測(cè)得的電流值I1、I2和定值電阻的阻值Ｒ0。初中物理電學(xué)六大專題全文共9頁，當(dāng)前為第6頁。根據(jù)分流公式可計(jì)算出Ｒｘ的值：方法三：如果只用一個(gè)電流表，并且要求只能連接一次電路，用圖8所示的電路也可以測(cè)出未知Ｒx的阻值。具體的作法：是先閉合開關(guān)S1，讀出電流表的示數(shù)為I１，再同時(shí)閉合S1、S2，讀出這時(shí)電流表的示數(shù)為I2。根據(jù)測(cè)得的電流值I１、I2和定值電阻的阻值Ｒ0。計(jì)算過程如下：設(shè)電源電壓為Ｕ，當(dāng)只閉合S1時(shí)，根據(jù)歐姆定律的變形公式Ｕ＝Ｉ(Ｒx+Ｒ),可得Ｕ＝I１（Ｒx＋Ｒ0）①；當(dāng)再同時(shí)閉合S1、S2，Ｒ0被短路，這時(shí)有：Ｕ＝I2Ｒx②。聯(lián)立①②解方程組得：方法四：如果只用一個(gè)電流表，并且要求只能連接一次電路，用圖9所示的電路也可以測(cè)出未知Ｒｘ的阻值。具體的作法：把滑動(dòng)變阻器的滑片P調(diào)至A端，讀出電流表的示數(shù)為IA，再把滑動(dòng)變阻器的滑片P調(diào)至B端，讀出這時(shí)電流表的示數(shù)為IB。根據(jù)測(cè)得的電流值IA、IB和定值電阻的阻值ＲAB。同樣可計(jì)算出Ｒｘ的值：以上方法，需要測(cè)量?jī)纱坞娏?，所以也叫“安安法”；根?jù)所給器材有電流表和一個(gè)已知阻值的電阻Ｒ0，所以又叫“安阻法”?？傊梅卜y(cè)電阻的基本原理是測(cè)定電阻兩端的電壓和流過電阻的電流。在缺少器材（電流表或電壓表）的情況下，我們可用間接的方法得到電壓值或電流值，仍然可以測(cè)量電阻的阻值。因此，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)時(shí)要特別重視原理的理解，這是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

3．等效替代法方法一：用圖10所示的電路也可以測(cè)出未知Ｒｘ的阻值。當(dāng)S扳到A時(shí)電流表的示數(shù)為I，再將S扳到B時(shí)，調(diào)節(jié)R0（電阻箱）的電阻，使電流表示數(shù)仍為I，即RX=R0。初中物理電學(xué)六大專題全文共9頁，當(dāng)前為第7頁。方法二：若只有一只電壓表和電阻箱，則可用替代法測(cè)電阻的阻值，如圖11所示。先合上開關(guān)S1，把單刀雙擲開關(guān)S2打到1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，使電壓表有一合適的示數(shù)U0。再把單刀雙擲開關(guān)S2打到2，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電壓表的示數(shù)仍為U0，則此時(shí)電阻箱的示數(shù)即為待測(cè)電阻Rx的阻值，即RX=R0。初中物理電學(xué)六大專題全文共9頁，當(dāng)前為第7頁。等效法雖然也有一塊電壓表或一塊電流表，但在電路中的作用不是為了測(cè)量出電壓或電流，而是起到標(biāo)志作用。題型六綜合應(yīng)用題例十、如圖甲所示是小華同學(xué)設(shè)計(jì)的一種測(cè)定油箱內(nèi)油量的裝置，其中R。為定值電阻，R為壓敏電阻，其阻值隧所受壓力變化的圖像如圖乙所示．油量表由量程為0～3V的電壓表改裝而成。已知油箱重80N，壓敏電阻R能夠承受的最大壓力為800N。電源電壓保持6V不變．(g取10N／kg).若壓敏電阻與油箱的接觸面積是4×10－4m2，則壓敏電阻能承受的最大壓強(qiáng)為多大?若油箱內(nèi)油的密度為0.8×lO3kg／m3，則此油箱最多可裝多少立方米的油?若壓敏電阻