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电学综合问题联系实际计算题
2023年中考物理最后冲刺临门一脚
第一部分：典型例题
1、如图是我国身穿外骨骼装甲的士兵装填炮弹的情景。以前徒手装填一次炮弹至少需要消耗576J的能量，现在用电池驱动的外骨骼装甲代替士兵填弹，一块充满电的电池最多可装填炮弹75次，求：
(1)标有“10V3000mA?h”字样的外骨骼装甲电池充满电可储备多少电能？
(2)装填75次炮弹至少需要多少能量？
(3)用外骨骼装甲代替士兵填弹的效率为多少？
【详解】
(1)外骨骼装甲电池充满电可储备的电能
(2)装填75次炮弹至少需要的能量
(3)用外骨骼装甲代替士兵填弹的效率
答：(1)标有“10V3000mA?h”字样的外骨骼装甲电池充满电可储备的电能是；
(2)装填75次炮弹至少需要的能量是；
(3)用外骨骼装甲代替士兵填弹的效率为40%。
2、中国的厨艺最讲究“火候”二字，图甲所示的智能蛋糕机就是采用智能化技术控制制作过程不同时间段的温度，制作出口感好、营养价值高的蛋糕。该蛋糕机的部分参数如下表所示。
蛋糕机部分参数表
U额=220V
额定功率/W
中温440
高温880
（1）求该蛋糕机正常工作时中温挡和高温挡的电流之比；
（2）求该蛋糕机正常工作处于中温档时电路的总电阻；
（3）小明课下查得其实际工作的简化电路图如图乙所示，S1为单刀开关，S2为单刀多掷开关，R1、R2为电加热丝。请判断蛋糕机处于高温、中温、低温挡时开关S1、S2所处的状态；并计算该蛋糕机低温挡的额定功率。
【答案】（1）1:2；（2）110Ω；（3）高温挡，S1闭合，S2连接触点2；中温挡，S1闭合，S2连接触点1；低温挡，S1断开，S2连接触点3；220W
【详解】
（1）由P=UI可得，蛋糕机正常工作时中温挡和高温挡的电流之比
====
即该蛋糕机正常工作时中温挡和高温挡的电流之比1:2。
（2）由P=UI=可得蛋糕机正常工作处于中温档时电路的总电阻
R中===110Ω
即中温档时电路的总电阻为110Ω。
（3）由P=UI=可知，电压一定，电路中电阻越大，电功率越小。当S1闭合，S2连接触点2时，R1和R2并联，并联总电阻最小，为高温挡；当S1断开，S2连接触点3时，电阻R1和R2串联，串联总电阻最大，处于低温挡；当S1闭合，S2连接触点1时，电路中只有R1，为中温挡。
高温挡的额定功率为880W，则R1和R2并联的总电阻
R并===55Ω
中温挡时，电路中只有R1，中温档时电路的总电阻为110Ω，即R1=110Ω，则
+=+=55Ω
解得
R2=110Ω
低温挡时，电阻R1和R2串联，R1和R2串联的总电阻
R串=R1+R2=110Ω+110Ω=220Ω
则低温挡的额定功率为
P低===220W
即该蛋糕机低温挡的额定功率为220W。
答：（1）该蛋糕机正常工作时中温挡和高温挡的电流之比为1:2；
（2）该蛋糕机正常工作处于中温档时电路的总电阻为110Ω；
（3）高温挡，S1闭合，S2连接触点2；中温挡，S1闭合，S2连接触点1；低温挡，S1断开，S2连接触点3；该蛋糕机低温挡的额定功率为220W。
第二部分：解题技巧
挖掘题目中的隐含条件，构建变化电路中的方程思想
有些电学计算题目的已知条件并不明显给出，而是隐藏其中，求解这类问题的关键在于挖掘隐含条件，而这些隐含条件可从物理现象、关键用语等已知条件中挖掘。当电键断开或闭合，滑动变阻器滑片移动时，电路状态将发生变化.求解此类电路综合题时，构建电路中的方程思想尤为重要，其方法如下：
（1）分清电路在每个状态下的结构，即电路的连接方式，滑动变阻器使用的阻值范围，电压表、电流表所测定的物理量。
（2）针对每种状态画出相应的等效电路图，在图中标出这种状态下所对应的巳知量，不变量，待求量。
（3）以“不变量”为中心列出电路方程。
当电路状态发生改变时，电源电压和定值电阻阻值一般不随电路状态的改变而改变。抓住“不变量”，利用欧姆定律、串并联电路特点、电功及电功率的计算公式，可列出电路方程。
（4）以电路中的等量关系、比值关系引出方程或以此作为联系方程中物理量间的纽带，代换求解。
注：基础知识必须过关
一、串并联电路电流、电压特点
1.串联电路的特点
（1）电流：各处的电流都相等。表达式：I=I1=I2
（2）电压：电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。表达式：U=U1+U2
（3）电阻：电路的总电阻等于各用电器电阻之和。表达式：R=R1+R2
2.并联电路的特点：
（1）电流：干路中的电流等于各支路中的电流之和。表达式：I=I1+I2
（2）电压：各支路两端的电压相等。表达式：U=U1=U2
（3）电阻：电路的总电阻的倒数等于各用电器电阻倒数之和。
表达式：
二、欧姆定
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