初中物理 電學計算 解題方法

初中物理電學計算解題方法

例1、如下圖所示，電源電壓保持不變，Ri=8Q,Rz=7Q,當閉合開關S時，電壓表的示數(shù)為4V,則電源電壓為多少?

、審題

本電路是串聯(lián)電路，閉合開關，電路只有一種狀態(tài)，電壓表測R兩端的電壓。

二、聯(lián)想相關公式及結論

根據(jù)題意用到串聯(lián)電路中I=L=L=l3,U=Ui+Uz+U3的特點和歐姆定律公式（I=U/R）去計算。

三,解答計算

已知：Ri=8Q,R?=7Q,Ui=4V求：電源電壓U=?

解：當開關閉合時：夾在Ri兩端的電壓Ui=4Vo則:

根據(jù)歐姆定律可知：L=Ui/Ri=4V/8Q=0.5A

又因為在串聯(lián)電路中：I=L=L

貝I］：—IMO.5AX7Q=3.5V

根據(jù)串聯(lián)電路中電壓的關系：U=UI+U2=4V+3.5V=7.5V

例2,如下圖所示，當&閉合，S2、S3斷開時，電壓表示數(shù)為3伏，電流表示數(shù)為0.5安；當&斷開，S2、S3閉合時,

電壓表示數(shù)為4.5伏，求此時電流表的示數(shù)及R、兄的阻值。

一、審題

Si閉合時，S2、S3斷開時，電路為一種狀態(tài)；Si斷開，S2>S3閉合時，電路為一種狀態(tài)。因此，本題

必須在電路的兩種狀態(tài)下分別解答。

二、聯(lián)想相關公式及結論

用到串聯(lián)和并聯(lián)電路中U、I、R三者的特點及歐姆定律公式去計算。

三，解答計算

解：Si閉合時，S2、S3斷開時，R、R?是串聯(lián)。則：

R2=UZ/I=3V/0.5A=6Q

SI斷開，&、S3閉合時，Ri、R2是并聯(lián)。貝h

可知電源電壓U=4.5V

則夾在Ri兩端的電壓:Ui=U—U2=4.5V—3V=1.5V

Ri=Ui/I=L5V/0.5A=3Q

則并聯(lián)的總電阻：R=RIR2/RI+R2=3Q6Q/3Q+6Q=2Q

并聯(lián)干路中的電流：I=U/R=4.5V/2Q=2.25A

例3.如右圖所示，當開關S閉合后，滑動變阻器滑片P在B點時，電壓表示數(shù)為4.5V,電流表示數(shù)為0.15A；滑片P

在中點C時電壓表的示數(shù)為3V。求：

(1)滑動變阻器R的最大阻值;

(2)電源的電壓；

(3)電路的最大功率。

、審題

本電路是串聯(lián)電路，閉合開關，電路只有一種狀態(tài)，電壓表測滑動變阻器Ri兩端的電壓，滑動

變阻器的左右滑動改變它接入電路中電阻的大小，進而影響電路中電流的大小變化。

二、聯(lián)想相關公式及結論

根據(jù)題意用到串聯(lián)電路中I=L=L=l3,U=U1+U2+U3的特點和歐姆定律公式(I=U/R)以及電功率

相關計算公式去計算。

三，解答計算

解：(1)滑片P在B點時，滑動變阻器全部接入電路，此時電阻最大。則：

Rg=U"/I=4.5V/0.15A=30Q

(2)當滑片P在中點時，Ri=15Q

則此時電路中的電流是：1=5中/Ri=3V/15Q=0.2A

U=4.5+0.15R2.........?

U=3+0.2R2........②

?②解得：U=9VRz=30Q

(3)要是電路中的電功率最大，則必須是電路中流過的電流最大，只有當滑動變阻器滑片滑到A點是電

阻最小，電流最大。則：

P=UIM9V><(9V/30Q)=2.7W

四、歷年各種常考題型

1.直接復述型

這類題目是填空的起點題，電學主要考查：基本電壓值、導體和絕緣體和區(qū)分常見電路中的串聯(lián)和并聯(lián)。

例1.我國照明電路的電壓為伏，家用電器之間是的(選填“并聯(lián)”或“串聯(lián)”)，家庭消耗的電

能是用表來測量的。

解析本題是2007年中考填空的第1題，主要考查基本電壓：一節(jié)干電池電壓為1.5伏、照明電路電壓為220伏;

照明電路中用電器間的連接是并聯(lián)連接，用電器與電鍵是串聯(lián)連接的；電能表是用來測量用電器所消耗的電能的儀表。

此題又與學生日常生活有著緊密聯(lián)系。

正確答案：220并聯(lián)電能

2.計算型

其特點是要求學生通過定量計算，逐步論證才能確定所填內容。準確、熟練、靈活地運用物理公式、概念和規(guī)律,

是求解此類題目的必要條件。電學主要考查：I=3I=2,W=QU、2Pt等，此類題越來越多地與生活實際相結合。

例2.10秒內通過某導體橫截面的電量為6庫，電流做功36焦,通過導體的電流為,安，導體兩端的電壓

為伏。當通過該導體的電流為0.5安時，它的電阻為___歐。

解析本題是2007年中考填空的第7題，主要考查1=]1=&?歸QU的計算；并要求學生掌握電阻是導體本

J*t

身的屬性，電阻大小與電壓、電流大小無關。

正確答案：0.6610

例3.在家庭電路中，表用來測量用戶消耗的電能。一只標有“220V40W”字樣的白熾燈正常工作10小

時，消耗的電能為度。

解析本題是2005年中考填空的第9題，主要考查W=Pt的計算。

正確答案：電能0.4

3.動態(tài)電路

動態(tài)電路是近幾年填空題考查的難點，主要包括：滑動變阻器滑片P的位置變化或電鍵的斷開或閉合引起的串聯(lián)

電路、并聯(lián)電路中電學物理量的變化。

解動態(tài)電路題的關鍵是電路的識別。我們可以把電流表簡化成導線，將電壓表簡化成斷開的電鍵或干脆拿掉。把

閉合的電鍵看成導線，把被局部短路的用電器拿掉；把電鍵斷開的支路去掉，來簡化電路。

例4.在圖1所示的電路中，電源電壓保持不變。

閉合電鍵S,當滑動變阻器的滑片P向右移動時，電流

表A的示數(shù)將（選填“變小”、“不變”或“變

大”），電壓表V與電壓表出示數(shù)的差值跟電壓表％示

數(shù)的比值______（選填“小于1”、“等于r或“大于1”）。

解析本題是2007年中考填空的第9題，主要考查

串聯(lián)電路中滑動變阻器滑片P的位置變化引起的電路中電學物理量的變化。本題中把電流表簡化成導線，把電壓表去

掉后，很容易看出這是串聯(lián)電路，電壓表V測電源電壓、電壓表L測R兩端電壓、電壓表V2測R?兩端電壓?；琍向

右移動時，R2阻值增大，根據(jù)串聯(lián)電路特點和歐姆定律可知，電路中的電流變小。而根據(jù)串聯(lián)電路特點，電壓表V與

電壓表”示數(shù)的差值就是電壓表Vl示數(shù)，它們的比值當然等于lo

正確答案：變小等于1

例5.在圖2所示的電路中，電源電壓保持不變。

當電鍵S由斷開到閉合時，電流表的示數(shù)將，

電壓表與電流表示數(shù)的比值將o（均選填“變大”、

“不變”或“變小”）

解析本題是2004年中考填空的第9題，主要考查

串聯(lián)電路中電鍵的斷開或閉合引起電路中電學物理量的變化。本題中把電流表簡化成導線，把電壓表去掉后，很容易

看出這是串聯(lián)電路。當電鍵S由斷開到閉合時，燈L被局部短路，我們把燈拿掉后，可以看出這時只有電阻R工作,

串聯(lián)電路總電阻減小，電流變大；而電壓表V測電阻R兩端電壓，所以電壓表與電流表示數(shù)的比值為電阻R的阻值,

保持不變。

正確答案：變大不變

（二）作圖題

電學作圖題是中考作圖題中難度最高的，它的題目類型有電路實物的連接和電表種類的判斷。

例6.在圖3所示電路的O里填上適當?shù)碾姳矸鸒

號，填上后要求燈L和L2并聯(lián)連接，且都能發(fā)光。---1|--|f—O-if.

解析本題是2001年中考作圖的第15題，本題是一道判別電表種類的題目，一般可以用假設的

方法來確定電路中三個。里是填電壓表符號還是電流表符號。由圖3所示，可以先假定在最上面的。里填上電壓表，

那么L和L?就不是并聯(lián)而是串聯(lián)了，所以最上面的。一定要填上電流表符號A。再來看中間那個O,如果填上電流表,

那么將通過上面的電流表造成電源短路，所以中間的。內一定要填上電壓表符號V。最后看下面的O,如果在里面填上

電壓表，電路將斷開而不能構成閉合回路，所以必定是電流表?？紤]到電流表有兩個，在兩個電流表上再標出人和A,

以示區(qū)別，這樣就比較完滿了。本題對學生電路分析能力和識圖能力要求較高，有些學生會感到思路不易理清很難下

筆，于是就憑感覺亂填，因此有相當一部分學生不能全部填對而失分。

例7.在圖4所示的電路中有一根導線尚未連接，請以筆畫線代替導線補上。補上后要求：閉合電鍵S,當滑動變

阻器的滑片P向左移動時，電流表的示數(shù)減小。

解析本題是2004年上海市質量2題，電學作圖題較復雜，沒有一般步驟可遵守。但首先必

須搞清楚電流表、電壓表和滑動變阻器倒峭中的作用及連接方式，電流表應串聯(lián)接入電路中。若把電流表移走，那

么和電流表串聯(lián)的元件會變成斷路，或整條電路不通；電壓表是在電路連接完成后將其并聯(lián)在待測電路或元件的兩端,

所以電壓表是否連接，對整個電路無影響，滑動變阻器可以串聯(lián)，也可以并聯(lián)，且滑片移動方向的不同或連接點的不

同，對整個電路都有影響，所以最復雜，也是最值得引起注意的元件。

本題滑動變阻器的C處已分別連接電燈和滑動變阻器，表明一定是并聯(lián)電路，電流表應測干路電流。且當滑動變

阻器的滑片P向左移動時，電流表的示數(shù)減小，表明滑片P向左移動時電阻變大，即應連接B接線柱，故應補上BE導

線。

（三）計算題

每年的計算題中必有一道電學的計算題，計算題可分為串聯(lián)電路和并聯(lián)電路兩類。串聯(lián)電路的計算大多是含有滑

動變阻器的計算，并聯(lián)電路主要分清電流表示數(shù)的含義。電學的計算題必然帶有電功和電功率的計算。

例8.在圖5所示的電路中，電源電壓保持不變，

電阻R的阻值為20歐。閉合電鍵S,電流表Ai的示數(shù)為

0.3安，電流表A?的示數(shù)為0.2安。求：

⑴電源電壓U。

（2）電阻R2的阻值。

⑶通電10秒，電流通過電阻R?做的功W?。

解析本題是2007年中考的第16題，主要考查并聯(lián)電路的計算。根據(jù)電路可知，電流表Ai測R中的電流，電流

表4測R2中的電流,根據(jù)歐姆定律和并聯(lián)電路特點可以很容易得出電源電壓和電阻R2的阻值。再由電功計算公式W=UIt

計算電流通過電阻R2做的功W20

解：（1）根據(jù)歐姆定律，可得：Ui=IR=0.3安X20歐=6伏

根據(jù)并聯(lián)電路的特點，可得：U=UF6伏

⑵根據(jù)并聯(lián)電路的特點，可得：UZ=UF6伏

根據(jù)歐姆定律，可得:%=行急=3?；?/p>

（3）W2=U2I2t2=6伏X0.2安X10秒=12焦

例9.在圖6所示的電路中，電源電壓為6伏不變，滑動變阻器R2標有“20Q2A”宇樣。閉合電鍵后，電流表A

示數(shù)為0.2安，電壓表V的示數(shù)為2伏。求：（1）電阻R1的阻值。（2）電流表A的最小示數(shù)。（3）電阻Ri消耗的最小功率。

A

-2

解析本題是2005年質量抽查試卷的第16題，主要考查串聯(lián)電路的計算。根據(jù)電路可知，電壓表V測R?兩端的

電壓。

解：（1）根據(jù)串聯(lián)電路的特點，可得：U=U—口=6伏一2伏=4伏

根據(jù)歐姆定律，可得：R3=2=三三=2?；?/p>

Un*京

（2）當滑片P在最右端時，R,阻值最大，電流最小。

根據(jù)歐姆定律，可得：L=、-，一.=0,15安

⑶P最小=I『R'=（0.15安）2X20歐=0.45瓦

（四）實驗題和分叉部分

物理學是一門建立在實驗基礎上的科學，實驗又是考查學生基本技能和理論聯(lián)系實際能力的主要方法，所以實驗

內容在物理中考中越來越受重視。近年來，電學在實驗題和分叉部分的考查內容主要為下面幾個部分：

1.掌握實驗器材

電流表、電壓表、滑動變阻器是電學實驗中的三個重要器材，電流表、電壓表的讀數(shù)和量程的選用是考查的重點,

正確選用滑動變阻器的的接線柱，并能按實驗步驟進行正確操作。

例9.使用電流表時，所測電流不得超過它的,必須使電流從它的接線柱流進（選填“+”或

解析本題是2007年中考的第18題，主要考查電流表和電壓表的正確使用方法。根據(jù)電表的使用原則，所測物

理量均不得超過它的測量范圍，電流必須從電表的正接線柱流進，從負接線柱流出。

正確答案：量程“+”

2.讀取實驗數(shù)據(jù)

例io.在“用電壓表、電流表測電阻”的實驗中，

某一次測量時，小華同學觀察到接在待測電阻兩端電壓表

的示數(shù)如圖7所示，則電阻兩端的電壓為伏。若

此時電流表示數(shù)為0.22安,則電阻的阻值為歐?！?/p>

解析本題是2007年中考的第25題，主要考查電流表和電壓表的讀數(shù)。根據(jù)電表的讀數(shù)方法，應首先觀察電表

的量程和最小分度，電表不要求估讀。

正確答案：2.210

3.把握實驗過程

其要求是理解實驗原理，充分了解實驗的具體方法和過程，并能減小誤差和避免錯誤。

例n.在“用電壓表、電流表測電阻”的實驗中，實驗原理是,電流表應與待測電阻聯(lián)

連接。為了改變待測電阻兩端的電壓，可采用的操作方法是o

解析本題是2005年中考的第19題，主要考查伏安法測電阻和伏安法測電功率的實驗原理，滑動變阻器的操作

要點。

正確答案：歐姆定律串移動滑片，改變滑動變阻器連入電路的電阻

4.電路故障分析

電路故障分析題是初中學生學習物理過程中的一個難點，對學生的分析、推理能力都有較高的要求，故障電路題

亦是近幾年來物理中考的熱點問題，通常以填空題或選擇題的形式出現(xiàn)，只考查兩個用電器的電路，而且只發(fā)生一處

故障的情況。電路故障只有兩種：短路和斷路。

對于兩個用電器的電路只有兩種可能：串聯(lián)和并聯(lián)。

如果是串聯(lián)電路發(fā)生故障，一般應先根據(jù)電流判斷是斷路還是短路，再根據(jù)電壓判斷是何處發(fā)生斷路或短路?？?/p>

以用以下方法判斷：

短路

有（變大）無（變?。?/p>

電流電壓

如果是并聯(lián)電路發(fā)生故障，初中物理只考斷路（短路會導致電源短路，一般不考），有兩種可能：

一般電流減小或用電器不工作的支路就是斷路的位置。

通過以上分析可以得到，對于電路故障分析題，如果題目中所給的是一個復雜電路，先要進行路簡化，看清是串

聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，分清各電表測量的對象，然后再根據(jù)各電學物理量的變化情況，分析、判斷出故障的原因。

例11.在圖8所示的電路中，閉合電鍵S,燈L不亮，電壓表V有示數(shù)。已知電路中各處均接觸良好，除燈L和電阻R

外，其余元件均完好。

（1）請判斷該電路中存在的故P早ZJO（請將兩種可能填寫完整）

（2）為進一步確定故障，小明同學將一個電流表正確串聯(lián)在圖8所示的電路中，閉合電鍵S,觀察電流表的示數(shù)情況。若

電流表有示數(shù)，說明故障是;若電流表無示數(shù)，說明故障是。

（3）為進一步確定故障，小華同學將圖8中的電壓表V正確并聯(lián)在燈L兩端，請判斷他能否查找出電路的故障，并說明

理由。

解析本題是2007年中考的第25題，主要考查電路故障分析能力。這是一個串聯(lián)電路，小燈不亮有三種可能：L

短路、L斷路和R斷路。根據(jù)分析，電壓表有示數(shù)，就可以排除L斷路的可能。而不管L短路還是R斷路，小燈兩端均

沒有電壓。

正確答案：（1兒短路或口斷路（2"短路R斷路⑶不能