電學(xué)綜合計(jì)算題是初中物理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
考綱規(guī)定：電路的計(jì)算限于兩個電阻的串、并聯(lián)。中考命題者為了增加考試的區(qū)分度，有利于人才的選拔，往往在電路的動態(tài)變化上做文章。如：電路中開關(guān)的通斷導(dǎo)致電路結(jié)構(gòu)的變化，滑動變阻器的阻值變化對串聯(lián)電路分壓的影響，電表的量程選擇對動態(tài)電路的限制作用。這種類型的計(jì)算題大多以串聯(lián)電路的形式呈現(xiàn)，結(jié)合滑動變阻器的變化、電表量程的選擇，呈現(xiàn)“新、活、難”的特點(diǎn)，要求學(xué)生具有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用歐姆定律及串、并聯(lián)電路特點(diǎn)解決實(shí)際問題的能力。
解決此類問題，必須建立在切實(shí)了解電路動態(tài)變化的基礎(chǔ)之上，理解歐姆定律，能夠靈活運(yùn)用串聯(lián)分壓規(guī)律，綜合考慮電表量程對電路的限制作用。
●串聯(lián)電路的動態(tài)變化
在圖1所示的電路中，當(dāng)R2滑片左移，R2阻值變小，電路總電阻變小，電源電壓U總一定，根據(jù)歐姆定律I=U總/(R1 +R 2 )，總電流變大即電流表示數(shù)變大；根據(jù)U 1 = I 1 R 1，定值電阻R 1所分電壓即電壓表V 1的示數(shù)變大；根據(jù)U 2＝U總－U 1可知，電壓表V 2的示數(shù)變小。當(dāng)R2滑片右移，R 2阻值變大，電流表示數(shù)變小，電壓表V 1的示數(shù)變小，電壓表V 2的示數(shù)變大。
由以上串聯(lián)電路的動態(tài)分析可知，在串聯(lián)電路中，并聯(lián)在定值電阻兩端的電壓表V 1的示數(shù)與電流表A的示數(shù)是同時增大或同時減小的，并聯(lián)在滑動變阻器兩端的電壓表V 2的示數(shù)與電流表A的示數(shù)是一個增大另一個減小的，V 2的示數(shù)達(dá)到最大值時電流示數(shù)達(dá)到最小。
●解題步驟
1、簡化電路，識別電路的串、并聯(lián)。將電流表看作導(dǎo)線，將電壓表看作斷路。
2、觀察電流表、電壓表所測物理量。注意根據(jù)題目相關(guān)條件，如電源電壓值、滑動變阻器允許通過的最大電流、滑動變阻器的最大阻值等信息，選擇恰當(dāng)?shù)碾姳砹砍獭?br>
3、綜合運(yùn)用串、并聯(lián)電路特點(diǎn)（尤其串聯(lián)電路的動態(tài)變化規(guī)律）、歐姆定律及相關(guān)條件分析求解。
●典型例題
（2009虹口）在圖2所示的電路中，電源電壓為12V且不變，電阻R 1的阻值為22Ω，滑動變阻器R 2上標(biāo)有“10Ω1A”字樣。閉合電鍵S，電流表的示數(shù)為0.5A。求：
（1）電阻R 1兩端的電壓。
（2）滑動變阻器R 2接入電路的阻值。
（3）現(xiàn)設(shè)想用定值電阻R 0來替換電阻R 1，要求：在移動滑動變阻器滑片P的過程中，兩電表的指針分別能達(dá)到滿刻度處，且電路能正常工作。
①現(xiàn)有阻值為16贅的定值電阻，若用它替換電阻R 1，請判斷：________滿足題目要求（選填“能”或“不能”）。若能滿足題目要求，通過計(jì)算求出替換后滑動變阻器的使用范圍；若不能滿足題目要求，通過計(jì)算說明理由。
②滿足題目要求的定值電阻R 0的可能取值范圍為_______________。
【答案】（1）U 1 =11V（2）R 2＝2Ω（3）①能；滑動變阻器使用范圍：4~5.33Ω。②R 0的取值范圍為15~20Ω。
【分析】由于滑動變阻器R 2上標(biāo)有“10Ω1A”字樣，所以電流表的量程應(yīng)為0-0.6A；由于電源電壓為12V，所以電壓表不可能0-15V滿偏，電壓表的量程為0-3V。
電壓表V的量程為0-3V。根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律，電源電壓一定時，阻值大的電阻分壓多，電壓表滿偏時：回路電流不能超過電流表的量程，同時考慮串聯(lián)分壓規(guī)律及R 2的阻值范圍，即R 0 /R 2 =U 0 /U 2 =9V/3V=3/1，I=U總／（R 0 +R 2）≤0.6A，0Ω≤R 2≤10Ω，可得15Ω＜R0≤30Ω；電流表滿偏時：對應(yīng)R總=R 0 +R 2 =20Ω，0Ω≤R 2≤10Ω，可得10Ω≤R 0≤20Ω?？紤]到兩個電表都要正常工作，所以取兩個不等式的公共交集部分15Ω＜R 0 ≤20Ω。