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1、电学综合计算【例1】如图所示电路，灯泡L1标有“6V 6W”，L2标有“6V 3W”，电流表A1的量程是03A，A2的量程为00.6A，电压表量程015V，在a，b间接入电压可调的直流电源闭合开关S后，假设电阻不随温度变化，为保证所有电学元件的安全，则允许加在a、b间的电源电压和通过电流表A1的电流不得超过（）A3.6V 0.9AB6V 1.5AC12V 3AD15V 3.75A考点：欧姆定律的应用；电功率的计算解析：开关闭合后，两灯泡并联，电压表测电源的电压，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过灯泡L1的电流；（1）由P=UI可得，两灯泡的额定电流分别为：I1=1A，I2=0.5A，由I=
2、可得，两灯泡的电阻分别为：R1=6，R2=12；因L1的额定电流为1A，A2的量程为00.6A，所以，该支路的最大电流I1=0.6A，因并联电路中各支路两端的电压相等，且电压表量程015V，两灯泡的额定电压均为6V，所以，a、b间允许所加的电压：U=I1R1=0.6A6=3.6V；（2）通过L2的电流：I2=0.3A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且A1的量程是03A，所以，电流表A1的示数：I=I1+I2=0.6A+0.3A=0.9A，综上可知，选项A正确答案：A【例2】如图所示，电源电压保持不变，不计温度对电阻的影响，将滑动变阻器滑片P从某一位置移动到另一位置，则电压表的示数由8
3、V变为5V，电流表示数相应由0.3A变为0.6A，那么定值电阻 R0的电功率改变量为（）A0.9WB2.7WC3.3WD3.9W考点：电功率的计算；串联电路的电压规律；欧姆定律的应用解析：当电压表示数为U1=8V时，电流表示数为I1=0.3A时，则电源电压为U=I1R0+U1=0.3AR0+8V，当电压表示数为U2=5V时，电流表示数为I2=0.6A时，则电源电压为U=I2R0+U2=0.6AR0+5V，电源的电压不变，0.3AR0+8V=0.6AR0+5V，解得R0=10，U=12V定值电阻R0消耗的电功率：P0=P0P0=I22R0I12R0=（0.6A）210（0.3A）210=2.7W
4、答案：B【例3】如图所示的电路中，电源两端电压U保持不变当只闭合开关S1时，电压表的示数为U1，电流表的示数I1为1A，电阻R1消耗的电功率P1为4W，电阻R2消耗的电功率为P2；当开关S1、S2都闭合时，电压表的示数为U2，电流表的示数为I2，电阻R2消耗的电功率为P2已知P2：P2=1：4，U1：U2=2：1则（）A电阻R2=4B电流表的示数I2=1.5AC电源两端的电压U=6VD当开关S1、S2都闭合时，通电10min，电阻R2消耗的电能为4800J考点：电功率的计算；欧姆定律的应用 解析：当只闭合开关S1时，等效电路如图甲所示：当开关全闭合时，等效电路如图乙所示：（1）P=I2R，且P
5、2：P2=1：4=（）2=，解得：=，I2=2I1=21A=2A；，故B错误；（2）图1中，P=I2R，电阻R1的阻值：R1=4，U1：U2=2：1，且串联电路中总电阻等于各分电阻之和，根据欧姆定律可得：=，解得：R3=3R2，电源两端的电压不变，=，解得：R2=R1=4=2，故A错误；电源的电压：U=I2（R1+R2）=2A（4+2）=12V，故C错误；（3）图2中通电10min，电阻R2产生的热量：Q2=I22R2t=（2A）221060s=4800J，故D正确答案：D【例4】如图所示电路，电源电压保持不变L上标有”6V 3W“字样当只闭合开关SS1时，电流表示数为I1，电压表示数为U1，
6、电阻R1的功率P1=3W，灯消耗的电功率为PL；当只闭合开关S、S2时，电流表示数为I2，电压表示数为U2，灯消耗的电功率为PL已知U1：U2=2：3，PL：PL=4：1，（灯丝电阻不随温度改变）求：（1）灯丝的电阻（2）R1和R2电阻之比（3）R1的阻值和电源电压考点：欧姆定律的应用；电功率的计算解析：（1）由P=可得，灯丝的电阻：RL=12；（2）只闭合开关S、S1时，等效电路图如图1所示；只闭合开关S、S2时，等效电路图如图2所示：因P=I2R，且PL：PL=4：1，所以，=（）2=，解得：=，由I=可得，R1和R2电阻之比：=；（3）因电源的电压一定时，电路中的电流与电阻成反比，所以，
7、=，整理可得：R1=RL=12，由P=I2R可得，图1中的电流：I1=0.5A，电源的电压：U=I1（R1+RL）=0.5A（12+12）=12V答案：（1）灯丝的电阻为12；（2）R1和R2电阻之比为1：3；（3）R1的阻值为12，电源的电压为12V【例5】电路如下图所示，电源电压与灯泡L电阻保持不变。当闭合开关S1、断开S2，滑动变阻器滑片移到中间，此时灯泡L的电功率为90W，若闭合S1、S2，滑动变阻器滑片不动，此时灯泡L消耗的电功率为正常发光时40W，则闭合S1，断开S2，将滑片移到b端时，灯泡L消耗的电功率为_W。答案：40W【拓展题】（2014北京）冬季，养鸡场为了提高产蛋量，夜间
8、需要在鸡舍里用电热器加热并用灯泡照明；白天只需要在鸡舍里用电热器加热，不需要用灯泡照明小阳根据上述要求设计了一种加热照明装置，这个装置的电路图如图所示，电阻R1和R2是两个用来加热且阻值不变的电阻丝，灯L是标有“220V 160W”的照明灯泡，开关S1、S2的通断只有两种状态，一种是同时断开，另一种是同时闭合该装置从早晨7：00至17：00处于白天工作状态，连续正常工作10h，这段时间内电流表的示数为5.5A，电阻R1的电功率为P1，电阻R2的电功率为P2，电路的总电功率为P；该装置从17：00至第二天早晨7：00处于夜间工作状态，连续正常工作14h已知：电源两端的电压U恒为220V，=求：（
9、1）总电功率P；（2）电阻R2的阻值；（3）从早晨7：00到第二天早晨7：00的24h内，该加热照明装置共消耗电能多少千瓦时考点：欧姆定律的应用；电功的计算；电功率的计算解析：当开关S1、S2同时断开时，电路处于白天工作状态，等效电路如图甲所示；当开关S1、S2同时闭合时，电路处于夜间工作状态，等效电路如图乙所示（1）由图甲可知：P=I1U=5.5A220V=1210W；（2）由图甲可知：=，U=U1+U2解得U1=55V，U2=165V则R1=10R2=30（3）W白=Pt白=1.21kW10h=12.1kWh由图乙得：P1=4840WP夜=PL+P1=160W+4840W=5000W=5 kWW夜=P夜 t夜=5kW14h=70kWhW=W白+W夜=12.1kWh+70kWh=82.1kWh答案：（1）总电功率P为1210W；（2）电阻R2的阻值为30；（3）该加热照明装置共消耗电能82.1kWh