天津市南开区物理第一次模拟试题(中考)
一.基本类型
例1在图1所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡L标有“12V 6W”字样。当开关S1和S2都断开时，移动变阻器的滑块P，使变阻器的1/3电阻接通电路，灯泡正常发光；保持滑块P的位置不变，同时关闭S1和S2，电流表读数增加1.2a；当滑块P向右移动到变阻器的中点时，电流表的读数再次降低0.5 A。问:
(1)小灯泡正常发光时的电阻RL；
(2)电源电压、电阻R1、变阻器总电阻R2。
审题时，要搞清楚哪些量是不变的，哪些量是变化的。在这个问题中，电源电压、L的电阻、R1的总电阻和R2都不变。“灯泡正常发光”是指灯泡的实际电压等于额定电压，实际功率等于额定功率，从而可以计算出此时灯泡的电阻和电流。开关的通断和滑动变阻器的移动会改变电路的结构和工作状态。需要根据电路的特点找出已知量和未知量的关系，用欧姆定律对一个工作状态列出一个方程，然后联立求解。这是解决电学综合问题的常用方法。
解析(1)已知灯L的额定电压为U =6V，额定功率P =6W，那么L的电阻为
(2)当S1和S2都关断时，灯泡L与变阻器串联正常发光，电路中的电流为
电源电压为..................(1)
保持滑块P的位置不变，同时关闭S1和S2，灯泡L短路，R1与变阻器并联，主电流增加△I1=1.2A，即有
…………②
当滑块P向右移动到变阻器的中点时，电流表读数减少△I2=0.5A，即
………………③
上述三个公式的联立求解
u = 18V r 1 = 90ωR2 = 36ω
第二，开放性
示例2显示了图2中的电路，R = 10ω，电源电压恒定。如果电路与电阻r 1 = 30ω串联，电流表的读数为i1 = 0.25a..问:
(1)如果电流表读数为I=1.2A，图2中的电阻如何连接，电阻值是多少？
(2)如果在图2的电路中接入一个电阻，要求接入电阻消耗的功率为p = 2.5W，有多少个连接？阻力有哪些？
根据已知信息，多角度、多方向、多层次寻求多元化答案。这种思维叫发散思维，是解决开放性问题的方法。
解析(1)根据题意，电源电压为
仅当使用R时，原电路的电流为
由于我& gtI0，因此，需要并联一个电阻。如果并联电阻是R2，则有U/R+U/R2 = I
解决方案是R2 = 50ω。
(2)从P=UI可以看出，电功率P的大小与电压U和电流I有关，电阻串联或并联所消耗的电功率可以是2.5W。如果在原电路中串联一个电阻R3，就会有
P=[(U/(R+R3)]2R3
结果是R3 = 10ω。
在原电路中还可以并联一个电阻R4，于是就有了P=U2/R4。
R4 = U2/P = 102/2.5 = 40ω。
第三，实验型
例3 A灯泡是“3V，0.5W”，B灯泡是“5V，1W”。用U=12V的电池供电，让所有灯泡都能正常发光。手边有两个0 ~ 100ω和1A的滑动变阻器，一个开关，几根线。
(1)请设计一个电路使灯泡A和B正常发光，并画出电路图；
(2)运用所学知识计算出应接入电路的变阻器的电阻值。
要解决电学实验综合问题，就要了解问题的要求，分析各种可能的方法，以达到实验目的。
分析是电源电压大于两个灯的额定电压，使两个灯能正常发光。一种方法是将两个灯与一个电阻串联，然后在电路中并联。设计电路如图3所示。灯a的电阻为
A和B的正常工作电流分别为
根据串联电路定律，变阻器的电阻连接到电路中
这个问题的另一种解决方法是:因为，A灯可以先串联一个变阻器，再并联B灯；因为UB的数量
电阻与a和b串联
第四，黑匣子类型
电路元件的连接方式隐藏在黑盒中，根据盒外的物理现象或一些给定的数据来推断盒内的电路结构。这是一个典型的黑箱问题。
示例4如图5所示，在左侧虚线框中有两个电阻值相等的电阻器R1、R2和开关r1。现在当开关S1闭合时，电流表指示增加△I=0.2A，电路总功率增加△ P = 1.6W..请画两个可能的电路图，分别计算电源电压u和电阻R1和R2的值。
解决电气黑箱问题的基本思路是:根据已知条件，运用分析推理的方法，逆向推导箱内电路结构，将所需问题与已知条件联系起来，然后运用适当的方法求解。
增加分析电流有两种可能性。一种是并联一个电阻，如图6所示；另一种是短路几个串联电阻中的一个，如图7所示。设r1 = r2 = r，从图6可以看出，本图中的连接闭合后，流过r1的电流和R1消耗的功率保持不变，所以电源电压为U=U2=△P/△I=1.6/0.2=8V。
电阻R1和R2的值为r 1 = R2 =△p/△I2 = 1.6/0.22 = 40ω。
在图7中，S1闭合后电流增加0.2A，包括
U/R-U/(2R)=△I
被S1关闭后，功率增加1.6W，包括
U2/R-U2/(2R)=△P
它是从上面两个方程得到的。
u = 8V r 1 = R2 = 20ω