中考物理电学压轴题,老师分享:串并联电路重要知识点和解题思路

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电学比值问题是物理中考的重要题型,题目中给出的条件以比值为主,需要充分利用串并联电路的特点进行求解,本文就例题详细解析这类题型的解题思路,希望能给初三学生的复习备考提供帮助。

例题

如图所示,电路中电源两端电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为R3。将滑动变阻器的滑片P置于A端,只闭合开关S1时,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2;将滑动变阻器的滑片P置于B端,仍只闭合开关S1时,电压表V1的示数为U1′,电压表V2的示数为U2′,R1消耗的电功率为0.72W。已知U1:U1′= 4:7,U2:U2′= 2:1,R2=12Ω。

(1)求R1的阻值;

(2)当滑动变阻器的滑片P置于B端时,闭合开关S1、S2、S3,通过计算说明电流表能否使用0-3A这一量程进行测量。

1、滑动变阻器的滑片P置于A端,只闭合开关S1

滑动变阻器接入电路的阻值为0,电路为R1、R2串联,电压表V1测的是R1两端的电压,电压表V2测的是R2两端的电压。

根据串联电路的特点、欧姆定律和题目中的条件:串联电路中的电流处处相等,I2=U2/R2,I=I1=I2,则干路电流I=I1=I2=U2/R2;

根据欧姆定律和结论:U1=I1R1,I1=U2/R2,则R1两端的电压U1=U2R1/R2。

2、滑动变阻器的滑片P置于B端,只闭合开关S1

滑动变阻器接入电路的阻值为R3,电路为R1、R2、R3串联,电压表V1测的是R1、R3两端的电压,电压表V2测的是R2两端的电压。

根据串联电路的特点、欧姆定律和题目中的条件:串联电路中的电流处处相等,

I2'=U2'/R2,I'=I1'=I2',则I'=I1'=I2'=U2'/R2;

根据欧姆定律和结论:U1'=I1'(R1+R3),I1'=U2'/R2,则R1两端的电压U1'=U2'(R1+R3)/R2。

根据题目中的条件和结论:U2:U2′= 2:1,I=I2=U2/R2,I'=I2'=U2'/R2,则I:I'=I2:I2'=U2:U2'= 2:1;

根据欧姆定律和结论:I=U/(R1+R2),I'=U/(R1+R2+R3),I:I'=2:1,则(R1+R2+R3)/(R1+R2)=2,即R1+R2=R3;

根据结论:R2=12Ω,R1+R2=R3,则R1+12=R3;

根据结论:U1=U2R1/R2,U1'=U2'(R1+R3)/R2,U2:U2′= 2:1,则U1:U1'=2R1/(R1+R3);

根据题目中的条件和结论:U1:U1'=4:7,U1:U1'=2R1/(R1+R3),则R1:R3=2:5;

根据结论:R1:R3=2:5,R1+12=R3,则R1=8Ω,R3=20Ω;

根据电功率的计算公式、题目中的条件和结论:P1=I1'R1,R1=8Ω,P1=0.72W,则R1中的电流I1'=0.3A;

根据结论:I'=I1',I1'=0.3A,则干路电流I'=0.3A;

根据结论:I'=U/(R1+R2+R3),I'=0.3A,R1=8Ω,R2=12Ω,R3=20Ω,则电源电压U=I'(R1+R2+R3)=12V。

3、滑动变阻器的滑片P置于B端,闭合开关S1、S2、S3

电路为R1、R2、R3并联,电流表测量的是流经R1、R3两个支路的电流和

根据欧姆定律和结论:I1''=U/R1,I3''=U/R3,U=12V,R1=8Ω,R3=20Ω,则I1''=1.5A,I3''=0.6A;

根据结论:I1''=1.5A,I3''=0.6A,则I1''+I3''=2.1A

所以,电流表能使用0-3A这一量程进行测量。

结语

欧姆定律和串并联电路的特点是解决电学比值问题的主要解题思路,只有合理分析电路,并根据电学计算公式得到电阻、电流、电压之间的关系,才能轻松应对这类题型,为物理中考取得高分加油助力。

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