电学计算专题： （一）单纯电路计算
例：如图所示，灯泡L和电阻R2的阻值分别为R1=10欧姆和R2=5欧姆，滑动变阻器最大阻值为20欧姆，电源电压为6V，求当S1，S2，S都闭合滑片P在A端时，求R1、R2消耗的电功率。
一变：求当S1，S闭合，S2断开，把滑片移到某一位置，使滑动变阻器连入电路的电阻为其最大值的1/4时，灯泡恰能正常发光，求灯泡L的额定功率?
二变：当S2，S闭合，S1断开，滑片P在b点时，R2消耗的电功率是多少?
三变：当S2，S闭合，S1断开，滑片P从a端滑至b端的过程中，电压表和电流表示数变化的范围分别是多少 ?
四变：当S1，S闭合，S2断开，滑片P从a端向b端滑动时（ ）：当S1，S2，S均闭合，滑片P从a端向b端滑动时（ ）
A、电灯L变暗，电压表示数增大B、电灯L变暗，电压表示数减小 C、电灯L变亮，电压表示数增大D、电灯L变亮，电压表示数减小
五变：当S1，S闭合，S2断开，通过这样的电路来测定小灯泡的额定功率，某同学连接好电路后，闭合开关，灯泡发光较暗，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电压表和电流表的示数也不发生变化，其原因可能是（ ） A、滑动变阻器的电阻太大 B、将滑动变阻器接成定值电阻 C、电源电压小于额定电压
D、将滑动变阻器金属杆两端的两个接线柱接入电路
六变：若灯泡标有“4V1.6W”的字样，电流表的量程为0-0.6A，电压表的量程为0-3V。当S，S1闭合，S2断开，为保证电路元件均不损坏，求变阻器允许连入电路的阻值范围及灯泡消耗的最小功率。（不考虑温度的影响）
七变：若把电路改为图6，图5为图6中热敏电阻
（电阻值随温度改变而改变，且对温度很敏感）的t-u关系曲线图。电源电压为8V，电流表读数为70mA,通过定值电阻R1的电流为40mA,由热敏电
阻的I—U关系曲线可知热敏电阻两端的电压为 V，电阻R2的阻值为 Ω。
针对练习：（09·广西贵港）如图所示的电路中，电源电压U=18V保持不变，定值电阻R1的阻值为10Ω，电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V，R2是由阻值均匀的电阻线构成的滑动变阻器，阻值范围为0~100Ω，则闭合开关S后，滑片P在滑动变阻器上允许移动的范围是( ) A． 0~100Ω B．20Ω~100Ω C．10Ω~50Ω D．20Ω~50Ω
（二）电学综合 （1） 电学与热学综合
例题： 1、（09来宾7分)小亮家新买了一个电热水壶，铭牌上标有“220V一50Hz900W\"的字样，在侧面透明小窗口上清晰地看到盛水的最大容量和最小容量“MAX一1.0L；MIN一0.5L”。小亮对新电热水壶很感兴趣，于是在家里做了实验。他把水倒入电热水壶至最小容量处，用温度计测出水的初温是20℃，通电4min后水烧开了(当时气压为1标准大气压)。根据以上数据，求：
(1)加热过程中水吸收的热量。[C水=4.2×1 03J／(kg·℃) ρ水=1.0×1 03 kg／m3] (2)电热水壶烧水的效率。
(3）若电热水壶盛水至最大容量时对桌面的压强等于不盛水时对桌面压强的3倍，电热水壶的质量是多少?(取g=l 0N／kg)
2、（09安顺）（10分）某中学为解决同学们的饮水问题，新购置了一批台式饮水机，其铭牌如下表所示．图12 是饮水机的电路图，S是用感温材料制造的温控开关，R1是电阻，R2是供加热的电阻丝．分析电路图可知，当S接通时，饮水机处于加热状态，当S断开时处于保温状态。
(1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？
(2）正常工作时该饮水机将热水罐中0.6kg，l8℃的水加热到93℃，用时6min。用这些数据及题目中的信息，计算热水罐中的水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率。[C水=4.2×103J /(kg·℃)]（4分）
(3)如果要使饮水机在保温状态时的功率是加热状态时的一半，则R1与R2的比值应是多少？
（二）．力、电综合题
例题：1、有一种测量质量的电子秤，图17甲是其原理示意图，其中踏板上放置物体，压力传感器R的电阻值会随所受压力大小发生变化，杠杆ABO可绕O点转动，电压表的量程为0~3V（可显示质量大小）．已知AO:BO＝5:1，电阻Ro＝60Ω，压力传感器R表面能承受的最大压强为2×106Pa，压杆与压力传感器的接触面积为2cm2，压力传感器R的电阻随所受压力变化的图像如图17乙所示．设踏板和杠杆组件的质量可
以忽赂不计，电源电压恒定不变，求：
（1）该压力传感器能承受的最大压力多大? （2）该秤所能称量的最大质量是多少? （3）若要求该秤达到最大称量时，电压表的示数也达到最大值，那么该秤的零起点（即踏板空载时），对应的电压表示数多大?
2、如图10是一种测量小汽车油箱内油量装置的原理图.压力传感器R的电阻会随所受压力大小发生变化，油量表（由电流表改装而成）指针能指示出油箱里的油的多少.已知：压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示. 压力F/N 电阻R/Ω 0 50 100 150 200 250 300 … 500 380 310 245 200 170 150 … 2
7
若压力传感器R的上表面面积为5cm，汽油热值为4.6× 10J/㎏，汽油密度为0.7× 103㎏/m3,电源电压为6V.请回答：
(1)当油与箱总重为600N时，压力传感器R受到的压强是多大？
(2)若油箱内油为10㎏时，汽油完全燃烧能放出的热量是多少？
(3)如果空油箱的质量为5.8㎏,油量表指针指向2×10-2m3时，电路中电流是多少？
图10 检测练习：
1、如图3所示的电路中，电源电压为4．5 V不变，电阻R1标有“6 Ω 0．5 A”，滑动变阻器R2标有“30Ω 1 A”，电流表量程为“0～0．6 A”，电压表量程为“0～3 V”。为了保护各电表和元件，滑动变阻器R2允许接入电路的阻值范围是（ ）
A．0～12 Ω B．0～30Ω C．3～12Ω D．3～30Ω 2、（09·广西贵港）如图所示，电源电压为12V保持不变，灯L1和L2分别标有“6V6W”和“12V6W”字样，若滑动变阻器的最大阻值为48Ω，求：（1）当S和S1均闭合、S2断开时，滑动变阻器接入电路中的电阻为多大，才能
使灯L1正常发光；（2）整个电路消耗的最小功率。 3、（09益阳）（10分） 图9所示电路，电源电压不变，灯泡L标有“6V 2W”，定值电阻R1的阻值为12Ω，滑动变阻器R的最大阻值为200Ω，允许通过的最大电流为1A，电压表接入电路的量程是0～15V。当开关S闭合后，滑动变阻器的滑片P移到某位置时，电压表读数为8V，此时灯泡恰好正常发光（忽略温度变化对灯泡电阻的影响）。求：
（1） 泡电阻的大小。 （2） 源电压。
（3） 滑动变阻器连入电路的电阻为30Ω时，灯泡的实际
功率。
（4） 在保证电路元件不烧坏的情况下，滑动变阻器允许
连入电路的阻值范围是多少？
（09来宾）4、(6分)如图1 9所示，已知电源电压为1 2V，电阻R=60Ω，灯泡L标有“1 2V 6W”字样，闭合开关，请你用学过的电学知识求出跟灯泡L相关的三个物理量。
5、太阳能热水器以节能、环保等特点为很多家庭所使用，但是如果遇到阴雨连绵的天气，太阳能热水器的水就达不到所需要的温度。为此人们研制出了太阳能、电能两用热水器。小兰家就刚刚安装了一台这样的热水器，如图9所示，它的容积为120L。求： (1)若此热水器装满20℃的水，要使水温升高40℃，需要吸收多少热量？
(2)小兰从产品使用说明书中了解到，该电加热器的额定电压为
220V，额定功率为2kW。若水箱中的水用电加热器来加热，仍使满箱水的温度从20℃升高到40℃，需要电加热器正常工作多长时间？(假定所消耗的电能全部转化为水的内能)
(3)若在上述情况下，电加热器正常工作，实际用了2h，则此电加热器的效率是多少？
6、在一次课外活动中，某同学对家用电器进行了相关的观察和研究，他以一台电磁炉为观察研究对象，记录了有关数据，如下表： 观察对象 有关记录和相关活动 观察电磁炉铭U额=220V P额=1KW 牌 观察电能表的220V 10(40)A 50Hz 2000r/kwh 铭牌 用电磁炉 关闭家里其它用电器，只将电磁炉接加热一壶水入电路烧水观察电能表，表盘在5min内（水的质量转了150r，此时用温度计测得的水温为m=2kg,初温50℃。 t=30℃） 请你就这位同学在活动中获得的有关资料，求解或提出有关问题： （1）加热5min，水所吸收的热量； （2）电磁炉工作5min消耗的电能； （3）电磁炉的功率；
（4）请你将（3）的求解结果与这位同学在活动中的有关数据进行比较，发现了什么新问题？并解释原因。
7、（09江苏）下表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝．
求：（1）电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能； （2）电路中R1的阻值； （3）电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流和R1的功率 8、（09茂名）(12分)小明家现有用电器的总功率为2500W，这些用
额定电压 220V 电器的额定电压都是220V，安装的电能表如图12所示，求：
额定功率 1000W (1)电能表中“3000r/(kW·h)”的含义是什么？
2L (2)小明家新买了一个电热水壶，其铭牌如右表所示，为保证电能表稳容积 定安全工作，通过计算回答小明家的新旧用电器是否可以全部同时使用？
(3)电热水壶正常工作时，发热板的电阻和通过的电流各是多少？
(4)在额定电压下，用这水壶将初温为20℃的满壶水煮沸，要多长时间？[不考虑热量的损失，气压为1个标准大气压，水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)]。
9、小明家厨房中的加热设备有煤气灶和电饭锅。
(1)使用煤气灶时，打开贮气罐的阀门，此时罐内的液化石油气由于_________导致沸点下降而汽化。
(2)小明用电阻为55欧的电饭锅来煮饭，接通电源后，通过电饭锅的电流为4安。煮熟一锅饭用了20分钟，在此过程中，电流通过电饭锅产生了多少热能?
(3)小明在老师的指导下，制作了一个简易电磁炉。 ①简易电磁炉的底部是用漆包线绕制成的线圈，其中插
入一些铁芯(如图甲)。插入铁芯的目的是________________。
②小明用简易电磁炉将2千克20℃的冷水加热至60℃(如图乙)。如果简易电磁炉将电能转化为热能的效率为80％，那么电流通过简易电磁炉所做的功是多少焦? [水的比热为4．2x103焦／(千克·℃)]
10、（08来宾） (9分)小明设计了一个测量物体质量的“托盘秤”，图20(甲)是其原理示意图，其中托盘上放置物体，压力传感器R的电阻值会随所受压力大小发生变化，杠杆ABO可绕0点转动，电压表的量程为O～3V(可显示质量大小)．已知OB：BA=1：2，电阻R0=100Ώ．压力传感器R表面能承受的最大压力为400N，压杆与压力传感器的接触面积为2cm2，压力传感器R的电阻值随所受压力变化的图像如图20(乙)所示．电源电压恒定不变，秤达到最大称量时，电压表的示数也达到最大值，托盘和杠杆组件的质量忽略不计．求：
(1)该压力传感器能承受的最大压强； (2)电源电压；
(3)当电压表的示数为I.5V时，托盘上被测物体的质量(取g=10N／kg)
11、为锻炼身体,小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,图甲是原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计)。定值电阻R0=5Ω，a、b是一根长为5cm的均匀电阻丝，阻值R1=25Ω，电源电压U=3V，电△L/cm 流表的量程为 O～0.6A。 (1)小明在电路中连入RO的目的 ___. 6 5 R0 (2) 当拉环不受拉力时，滑片P
4 A 处于a端，闭合开关后电流表
a R1 b 3 的读数为___________A.
2 (3) 已知该弹簧伸长的长 P
1 度ΔL与所受拉力F间的关系如
弹簧 拉环 0 200 400 600 F/N 图乙所示。通过计算说明, 开
图甲
关S闭合后，当电流表指针指
图乙
在0.3A处，作用在拉环上水平向右的拉力为多大?
