2021年中考物理电学满分训练营15讲第13讲 电学计算三（综合类、图像、方程）（解析版）

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初中物理电学满分训练营 15 讲
第十三讲 电学计算三--综合类（图像、方程）
教学目标
1．对图像类问题的分析与理解
2．多情况的分析与细化
【经典例题一】
1．如图甲所示电路，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。若滑片 P从最右端移至最左端的过程中，
R2消耗的电功率随电流变化的关系图象如图乙所示，其中 a点是滑片置于最右端时的数据，b点
是滑片移至某位置时的数据。则滑片在最右端时，电压表的示数为　 　 V；当滑动变阻器的电
功率为 1.6W 时，电流表的示数为　 　 A．
【解答】解：
由电路图可知，R1和R2串联，电压表测 R2两端的电压，电流表测电路中的电流，
（1）当滑动变阻器滑片在右端时，变阻器接入电路的阻值最大，电路的总电阻最大时，电路中
的电流最小，
由乙图可知，电路中的最小电流 I最小＝0.15A，此时变阻器 R2消耗的功率为 2.25W，
根据 P＝UI 可得，此时变阻器 R2两端的电压（即电压表的示数）；
UR＝ ＝ ＝15V，
由串联电路特点和欧姆定律可得电源电压：
U＝UR+I 最小 R1＝15V+0.15A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
（2）当滑动变阻器滑片在 b点时，由乙图可知，电路中的电流 I＝0.5A，此时变阻器 R2消耗的
功率为 4W，
根据 P＝UI 可得，滑动变阻器两端的电压：
U′R＝ ＝ ＝8V，
由串联电路特点和欧姆定律可得电源电压：
U＝UR′+IR1＝8V+0.5A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
由①②可得：R1＝20Ω，U＝18V。
（3）设电压表示数为 UV时，滑动变阻器的电功率为 1.6W，
根据串联电路的电压规律，R1的电压为：U1＝U﹣UV，
由欧姆定律可得，电路中的电流：
I＝ ﹣＝ ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，
当滑动变阻器的电功率为 1.6W 时，P＝UI 可得：
1.6W＝UV×，
即：1.6W＝UV×，
解得 UV＝16V 或2V，
因UV＝16V＞15V，不合题意，舍去，
将电压值 UV＝2V 代入③得：
I＝ ＝0.8A。
故答案为：15；0.8。
【变式练习】
1．如图 1所示，L上标有“6V 3W”，电流表量程为 0～0.6A，电压表量程为 0～15V，滑动变阻
器R的最大电阻为 80Ω，只闭合 S1，滑片置于 a点时，变阻器连入电路的电阻为 Ra，电流表示
数为 Ia，只闭合 S2，移动滑片，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图 2所示，当滑片置
于b时，电压表示数 Ub＝8V，电流表示数为 Ib，已知 Ra：R0＝12：5，Ia：Ib＝3：5（灯丝电阻
不随温度变化），则定值电阻 R0的阻值为　 　 Ω．在电表的示数不超过量程，灯泡两端的电压
不超过额定值的情况下，只闭合 S1时，电路消耗的最小功率为　 　 W。
【解答】解：当开关 S1闭合、S2断开，滑片 P置于 a点时，等效电路如图甲所示；
当开关 S2闭合、S1断开，滑片 P置于 b点时，等效电路如图乙所示。
（1）当开关 S2闭合、S1断开，滑片 P置于变阻器上的 b点时，Rb与R0串联，Ub＝8V，
由图 2可知电阻 Rb＝16Ω，则电流：
Ib＝ ＝ ＝0.5A，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电源的电压：
U＝Ib（Rb+R0）＝0.5A×（16Ω+R0）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
只闭合 S1，R与L串联，当滑片 P置于 a点，由于 Ia：Ib＝3：5，则
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