75.部编物理专题 欧姆定律在串并联电路中的应用三(等效电路)(解析版)
欧姆定律在串、并联电路中的应用
解:(1)U1=U2=U=I1R1=0.3A×10Ω=3V 通过R2支路的电流 I 2=U/ R2 =0.15A 故总电流I=I1+ I 2 =0.3A+0.15A=0.45A (3)因为 I2=0.15A 所以I1/I1=0.3A/0.15A=2/1 即两支路的电流之比是2∶1
【方法归纳】并联电路中电流与电阻的关系
(1)内容:在并联电路中,各支路电流与其电阻 成反比。
(2)公式: I1/I1= R2/R1
课堂练习
1.两定值电阻甲.乙中的电流与电压关系如图5所示,现在将甲和乙串 联后接在电压为3V的电源两端,下列分析正确的是:
A.甲的电阻值大于乙的电阻值
提问:串、并联电路中的电阻有 什么关系呢?
(1)串联: R = R1+R2 (2)并联:1/ R =1/R1+1/R2
推进新课
一、欧姆定律在串联电路中的应用 【例1】如图所示,电源电压U=6V,电阻
R1=4Ω,R2=6Ω,开关S闭合。求: (1)电路总电阻多大? (2)电路中电流多大? (3)电阻R1、R2两端的电压之比多大?
教学重点: 能用欧姆定律分析并计算相关电学量。 教学难点: 串、并联电路的特点与欧姆定律的综合应用。 教学方法: 讨论法、讲练结合法。 教学课时: 1课时 教学准备: 多媒体课件等。
教学过程:
提问:欧姆定律的内容和表达式及推导公式是什么? 学生回答: I= U/ R U = IR R = U/I 串、并联电路中电流、电压的规律是什么? 1.串联电路中的电流、电压规律: I=I1=I2=…=In U=U1+U2+…+Un 2.并联电路中的电流、电压规律: I=I1+I2+…+In U=U1=U2=…=Un
欧姆定律在串、并联电路中的应用课件
R2
A2
V
2、并联电路中的I ,U ,R 关系特点表
物理量
特点表达式(关系式)
电流( I )
I = I 1 + I 2 + …… + I n
电压(U ) 电阻(R )
U = U 1=U 2 =……=U n
1 1 1 1
R总
R1
R2
Rn
电流分配(并联分流)
I1∶I2 R2∶R1 (反比)
3、并联电阻公式的推导法
(已知)
R总
U总 I总
(已知)
I总
I1
U1 R1
3、电阻R 1与 R 2串联后的总电阻为150Ω,已知
R
1=
65Ω,R
应为多少?
2
解:R
的阻值是:
2
R1=65Ω R2=?Ω
由: R =R 1+R 2 得: R 2 =R总-R 1
R总=150Ω
=150Ω-65Ω = 85Ω
4、电阻 R 1与 R 2串联接入电路后,两端所加电压为24V,
又∵串联∴ I = I 1 = I 2 由此推导出: R = R 1 + R 2
结论: 串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和。
特点: 总电阻,比任何一个电阻都大。
二、练习 1、把R1=5Ω, R2=15Ω的两只电阻串联起来,接在电
压是6V的电源上,求这个串联电路的电流。
解:串联电路的总电阻是:
R = R 1+R 2 = 5Ω +15Ω = 20Ω
如果 R 1= 80Ω,通过 R 1的电流 为0.2A,求 R 2。
解: R 总 的电阻是:
R总
U总 I1
24V 0.2 A
2022-2023学年九年级物理:欧姆定律在串并联电路中的应用(附答案解析)
2022-2023学年九年级物理:欧姆定律在串、并联电路中的应用一.选择题(共7小题)1.两个导体串联后的总电阻大于其中任何一个导体的电阻,因为导体串联相当于()A.减小了导体长度B.减小了导体横截面积C.增大了导体横截面积D.增大了导体长度2.一滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样,把它和10Ω的定值电阻串联起来接入电路,则电路的总电阻变化范围是()A.0~10ΩB.0~50ΩC.0﹣60ΩD.10Ω~60Ω3.在教室中,已经有5盏灯发光,若熄灭其中一盏灯,则电路的()A.总电阻减小B.总电流减小C.其余4盏灯变亮D.总电压增大4.阻值分别为R1和R2的两只电阻并联在电路中,已知R1>R2,其总电阻阻值为R,则下列关系中正确的是()A.R>R1B.R>R2C.R1>R>R2D.R<R25.电路中有一根电阻丝,若要使电路中的电阻变大,可以采取的方法是()A.增大电路两端的电压B.减小通过电路中的电流C.串联一根相同的电阻丝D.并联一根相同的电阻丝6.如图所示的电路,闭合开关S后,只有一只灯泡发光,两电流表示数相等,关于电路中可能存在的故障,下列说法中正确的是()A.L1断路B.L2断路C.L1短路D.L2短路7.如图所示电路,闭合开关S后,发现灯泡L1、L2均不亮,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,则该电路中的故障是()A.L1断路B.L1短路C.L2断路D.L2短路二.填空题(共5小题)8.我国家庭照明电路电压为伏,教室中照明灯与控制它的开关是连接的(选填“串联”或“并联”),照明灯开的越多,电路中的总电阻越。
9.将R1=10Ω,R2=40Ω的两个定值电阻并联使用,其等效电阻为Ω。
将电阻并联使用,其实质是改变了导体的(选填“温度”“长度”或“横截面积”)。
10.如图中电源电压3V恒定不变,电阻R1=10Ω,R2=5Ω,总电阻为Ω,则闭合开关S后,电压表示数为V。
11.有两个电阻R1=30Ω,R2=50Ω,若把它们串联在电路中,总电阻是,R1和R2两端的电压之比U1:U2=。
欧姆定律在串、并联电路中的应用课件
(1)电阻R1两端的电压;
(2)通过电阻R2的电流。
解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压。
(1)因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,
电阻R1两端的电压: = − = − = ;
(2)因串联电路中各处的电流相等,所以,
通过电阻R2的电流: = =
变化范围是多少?当滑片P在最右端时串联电路的电阻多大?
V
解:当滑片P在最左端时,
P
R1=20 Ω
I
U1 = U = 6 V
U
6V
I=
=
= 0.3 A
R
20 Ω
当滑片P在最右端
U1
1.2 V
I' =
=
= 0.06 A
R1
20 Ω
U
6V
R=
=
= 100 Ω
I'
0.06 A
U=6 V
I'
R1=20 Ω R2=80 Ω
=
= . 。
二、欧姆定律在并联电路中的应用
例3 如图所示,电阻R1为10Ω,电源两端电压为12V。开关S闭合后,求:
(1)当滑动变阻器R 接入电路的电阻R2为40Ω时,通过电阻R1的电流I1和电路的总电流I;
(2)当滑动变阻器R 接入电路的电阻R3为20Ω时,通过电阻R1的电流I1′和电路的总电流I′ 。
(1)根据题意分析各电路状态下电阻之间的连接方式,画出等效电路图。
(2)通过审题,明确题目给出的已知条件和未知量,并将已知量的符号、
数值和单位,未知量的符号,在电路图上标明。
(3)每一步求解过程必须包括三步:
写公式——代入数值和单位——得出结果。
欧姆定律在串、并联电路中的应用课件
综上所述:
(1)串联电路电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻 值都大。
(2)串联电路的总电阻等于串联电阻之和。 (3)并联电路电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻
值都小。
(4)并联电路中总电阻的倒数,等于各并联电阻的 倒数之和
1.串联电路中有两个电阻,阻值分别为 5和10,将它们接在6V的电源上,那流过 它们的电流会是多大?
A、滑动变阻器的滑片向左滑动 B、电压表V的示数变大 C、电流表A的示数变大 D、电压表V与电流表A示数的比值变大
V R
A
S
A1 P
小结
串联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值 都大。
串联电路的总电阻等于串联电阻之和。
并联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值 都小。 并联电路中总电阻的倒数,等于各并联电阻的倒数 之和。 串联分压原理和并联分流原理。
I1 I2
= R2 R1
多,即
I1 I2
= R2 R1
例3、如图所示,当开关S断开和闭合时,电
流表示数之比是1:4,则电阻R1和R2之比是
(C )
A、1:4
B、4:1
R1
C、3:1
D、2:3
R2
解析:当S断开时,电流表测量通
S
过R2的电流;开关S闭合时,R1与
A
R2并联。因R2两端电压不变,故通
过R2的电流不变,而电流表示数之
R1
R2
V1 V2 U
电流与电压分配关系
1、并联分流原理:
根据并联电路中电压的关系可知
I2
并联电路中各支路电压相等且都 等于干路电压
I1
由U1=U2 U1=I1R1 所以 I1R1=I2R2 经过变形后可得
欧姆定律在串并联电路中的应用(考点解读)(原卷版)
17.4 欧姆定律在串、并联电路中的应用(考点解读)(原卷版)1、电阻的串联(1)电阻串联的实质是增加了导体的长度,因此串联电路的总电阻比任何一个分电阻都大;(2)串联电路的总电阻等于各分电阻之和,公式:R=R 1+R 2;(3)串联电路的任何一个分电阻增大,总电阻就随着增大;(4)n 个阻值相同的电阻串联,总电阻等于nR 。
(5)在串联电路中电流处处相等,总电压等于各部分电路电压之和;(6)串联电路中,电压与电阻成正比 。
2、电阻的并联(1)电阻的并联实质是增大了导体的横截面积,所以并联电路的总电阻比任何一个分电阻都小。
(3)并联电路中任何一个分电阻增大,总电阻也随之增大。
(5)解题方法点拨:①反比实质是倒数之比,并不是前后位置的调换,例如 1:2:3的反比不是3:2:1,而是6:3:2。
②在并联电路中各支路电压相等,总电流等于各支路电流之和。
③并联电路中,电流与电阻成反比。
3、电流表、电压表在判断电路故障中的应用(1)在串联电路中:①当电路断路时:电压表测断路处的电压等于电源电压;测没断路的用电器的电压为零;电流表在任何位置都是零;例如,当下图中L1断路时,L1两端电压为电源电压,L2两端电压为0,任何点的电流都是0。
②当电路短路时:电压表测短路处的电压等于零;测没短路的用电器的电压比原来增大;电流表示数变大;例如,当下图中L1短路时,L1两端的电压为0,L2两端电压为电源电压,电路中电流比原来变大。
(2)在并联电路中:①某支路断路时:电压表测断路两端电压、没断路的支路两端电压都等于电源电压;电流表测断路所在支路示数为零;测没断路的支路仍为原来的示数;例如,当下图中L1断路时,L1两端电压等于电源电压,L2两端电压也等于电源电压,L1所在支路电流为0,L2所在支路电流不是0。
②某支路短路时:所有支路都被短路,电源烧坏。
(不常考)※注意:(1)当电压表示数为电源电压时有两种推测:①是电压表所测范围电路断路;②是电压表所测范围之外的所有用电器都短路;(2)当电压表示数为零时有两种推测:①是电压表所测范围电路短路;②电压表所测范围之外有断路的地方;(3)常结合灯泡的亮灭来进一步判断:串联电路中两灯都不亮可能是某处断;串联电路中一亮一灭可能是灭的那个短;并联电路中一亮一灭可能是灭的那个断;(4)有时题意与上述推测矛盾:电压表或电流表自身坏了或没接上时,示数为零。
欧姆定律在串、并联电路中的应用.docx
利用欧姆定律解决问题
串联电路中的电阻的规律
实验1:用“伏安法”探究串联电路中电阻的规律. 实验原理:R=U/I 实验器材:5Ω、10Ω的电阻、电流表、电压表、开关、
学生电源、滑动变阻器各1个,导线若干. 实验电路图:
定性研究:电阻串联的实质是增大了导体的长度,所以串 联电路的总电阻比任何一个分电阻都要大.
2.通过推导过程使学生树立用已知规律发现新规律的意识.
学习重点 利用欧姆定律推导出串、并联电阻的关系,并能进行简单的计算
学习难点 探究电阻串、并联规律中等效思维方法的理解与运用
学具准备 多媒体课件、5Ω 、10Ω 的电阻、电流表、电压表、开关、学生 电源、滑动变阻器各1个,导线若干.
复习回顾
1.欧姆定律
串联电路中欧姆定律的应用
【例2】如图所示,电源电压保持不变,闭
合开关S1、S2,电压表示数为6V,电流表示
数为0.6A,断开S2后,电压表示数变为2V,
则R2的电阻和电源电压分别是( )
A.10Ω,9V
B.20Ω,6V
C.20Ω,9V
D.10Ω,6V
解析:闭合开关S1、S2时,电阻R2被短路,电路中只有电阻R1,故此时电
压表示数即为电源电压,根据欧姆定律可得 R1 U I 06.6VA10,当S1
闭2V合,、则SR2断2两开端时电,压电为路6V中-2的VR=41和V,R2根串据联,RR 12电压UU表12 测可量得的,是电R阻1两R2端的电阻压值,为为
2×10Ω=20Ω.
故选B。
并联电路中的电阻的规律
实验电路图:
1.从课后习题中选取; 2.完成练习册本课时的习题。
*第4节 欧姆定律在串、 并联电路中的应用
九年级上册
《欧姆定律在串并联电路中的应用》课件ppt
3. 调节电源电压,分别记录不同电压下的电流值。
4. 根据记录的电流值和电压值计算电阻,比较电阻之间的关系。
实验目的和步骤
对实验数据进行整理、分析和处理,绘制电流和电压的关系图,观察串并联电路的规律。
根据实验数据计算电阻,比较电阻之间的关系,验证欧姆定律在串并联电路中的应用。
并联电路中,总电阻倒数等于各支路电阻倒数之和,即 $1/R = 1/R_1 + 1/R_2 + \cdots + 1/R_n$
01
串并联电路中的欧姆定律
02
03
04
欧姆定律在串并联电路中的实验验证
03
目的:通过实验验证欧姆定律在串并联电路中的应用,理解串并联电路的基本特点和规律。
步骤
1. 准备实验器材,包括电源、电阻器、电压表、电流表和导线等。
串并联电路中的欧姆定律应用广泛
在串并联电路中,欧姆定律的应用十分广泛。无论是家用电器还是工业电子设备,串并联电路都是非常常见的电路形式。
欧姆定律在串并联电路中的重要性
串并联电路的电压和电流关系
通过欧姆定律,我们可以得出串并联电路中的电压和电流关系。在串联电路中,电流是相同的,而电压则等于各个电阻的电压之和;在并联电路中,电压是相同的,而电流则等于各个电阻的电流之和。
实验数据分析和处理
通过实验验证,可以得出欧姆定律在串并联电路中成立,即串联电路的总电阻等于各电阻之和,并联电路的总电阻倒数等于各电阻倒数之和。
实验结果表明,串并联电路具有不同的特点和规律,需要根据具体情况进行分析和应用。
实验结论总结
串并联电路的欧姆定律应用实例
04
电路设计
照明电路中的欧姆定律应用主要体现在电路设计和优化中,根据不同的灯具和光源,选择合适的电线、断路器和接触器等元件,确保电路的安全性和节能性。
中考物理小专题复习《欧姆定律在串、并联电路中的应用》
5.在图所示的电路中,电源电压6V ,R1的电阻20Ω,电阻R2的规格为“40Ω,2A”,
电流表量程0-0.6A。闭合开关S后,R2的取值范围?
解:当电流表示数达到最大值时
总max = .
1 =
=
=
2max
=
=
= .
2min =
2.光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、
电压表、开关和电源连接成如图所示的电路。闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光
照强度,电表示数的变化正确的是( B )
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表和电流表示数均变小
D.电压表和电流表示数均变大
闭合开关S后,当光照强度增大时( D )
A.通过R2的电流变大 B.电路总电阻变大
C.R1消耗的功率变小 D.电流表示数变大
解: 增大光照强度
光敏电阻R1的阻值减小
R1与R2是并联的
R2的阻值不变
1 =
通过R1的电流1增大
P1=UI1
P1增大
通过R2的电流2不变
I= I1 +I2
增大
考点精讲
1.在如图1所示的电路中,电源电压为3V,开关闭合后,电流表和电压表的读数
分别是0.10A和2.0V,则:
(1)通过R2的电流是多少A?
(2)R2的电阻是多少Ω?
(1)因为串联电路各处电流都相等
解:
所以通过R2的电流为0.1A
(2)串联电路总电压等于
各部分电压之和:
U2= U- U1
= 3V- 2V
欧姆定律在串、并联电路中的应用(分层作业)-九年级物理全一册同步备课系列(人教版)【解析版】
欧姆定律在串、并联电路中的应用一、欧姆定律在串联电路中的应用1.有两个电阻,阻值分别为30Ω和10Ω,把它们串联起来,其总电阻是()A.40ΩB.30ΩC.20ΩD.7.5Ω【答案】A【详解】两电阻串联,串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,因此串联后的总电阻为R=30Ω+10Ω=40Ω故BCD不符合题意,A符合题意。
所以选A。
2.接入同一电路中的两只电阻,若一只电阻的阻值增大,其电路总电阻()A.增大B.减小C.不变D.无法判定【答案】A【详解】两个电阻不论是并联还是串联,当其中一只电阻的阻值增大,其电路总电阻变大。
3.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S由断开到闭合时()A.电流表A示数不变B.电压表V示数变小C.电压表V示数变大D.电路的总电阻变小【答案】D【详解】AD.由图可知,当开关S断开时,该电路为串联电路,电压表测量的是电源电压,电流表测量电路中的电流;当开关S闭合时,R2被短路,该电路为只有R1的简单电路,电压表测量的是电源电压,电流表测量电路中的电流;电源电压不变,电路的总电阻减小,根据I=U/R可知,电路中的电流会变大,即电流表示数变大,故A不符合题意,D符合题意;BC.由于电源电压不变,所以电压表示数不变,故BC不符合题意。
故选D。
4.有一只小灯泡,它正常工作时电压是5V,此时它的电阻为10Ω。
若将此灯泡接在电压为8V的电源上,要使它正常工作,需要串联一个多大的电阻?此时通过这个电阻的电流多大?【答案】6Ω,0.5A【详解】小灯泡正常工作时的电压U L =5V ,电阻R L =10Ω,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流 I =U L R L =5V10Ω =0.5A因串联电路中电流处处相等,所以通过电阻的电流为I R =I =0.5A因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,串联电阻两端的电压U R =U -U L =8V-5V=3V 则串联电阻的阻值 R =U R I R =3V0.5A =6Ω答:要使它正常工作,需要串联一个6Ω的电阻,这个电阻的电流是0.5A 。
欧姆定律在串、并联电路中的应用(基础)知识讲解
欧姆定律在串、并联电路中的应用(基础)责编:武霞【学习目标】1.理解欧姆定律,能运用欧姆定律进行简单的计算;2.能根据欧姆定律以及电路的特点,得出串、并联电路中电阻的关系。
【要点梳理】要点一、等效电阻在电路中,如果一个电阻的效果和几个电阻在同一电路中的效果相同,可以认为这个电阻是几个电阻的等效电阻。
这个概念可以结合“合力与分力的关系”对照理解。
如果电源电压相同,在图1和图2中电流表示数相同,可以认为R为R1和R2串联后的等效电阻,也称总电阻。
要点诠释:电阻在电路中的作用即对电流的阻碍作用。
这里的“等效”可以理解为在同一个电路中,即电源电压相同,电阻对电流的阻碍作用相同,电路中的电流大小相同。
要点二、串联、并联电路中等效电阻与各分电阻的关系1.串联电路在图1中,因为R1和R2串联,因此通过它们的电流相同,设R1两端电压为U1,R2两端电压为U2,则有:1212111222I I IU U UU I RU I R===+==在图2中有:U IR=综合以上推导,有:1122IR I R I R=+;因此可以得到有串联电路总电阻和分电阻的关系:12R R R=+2.并联电路如图3、图4所示,R1和R2并联。
两个图中电流表示数相同,说明R和R1、R2并联的效果相同,可以认为R是其等效电阻。
在图3中,有 1212111222=II I U U U U I R U I R =+===在图4中,有:U I R= 综合以上推导,有1212U U U R R R =+; 即:12111R R R =+ , 1212R R R R R =+要点诠释:(1)导体串联,相当于增加了导体的长度,因此,串联导体的总电阻大于任何一个串联导体的电阻,总电阻等于各串联导体电阻之和,即12......n R R R R =+++。
(2)如果用n 个阻值均为R 0的导体串联,则总电阻为0R nR =。
(3)导体并联,相当于增大了导体的横截面积,因此,并联导体的总电阻小于任何一个并联导体的电阻,总电阻的倒数等于各并联导体电阻的倒数之和,即121111.....nR R R R =+++。
76.部编物理专题 欧姆定律在串并联电路中的应用三(等效电路))(原卷版)
17.4 欧姆定律在串并联电路中的应用(三)第3课时等效电路一、简化电路的原则(1)理想导线可以任意缩短和变长;比如如果导线上两点之间没有用电器(开关,电流表除外),那么导线上的各点可以看做是一个点,可以任意合并、分开、增减。
(2)理想的电流表可近似认为是导线;(3)理想电压表可认为断路,可以去除。
去电压表时不仅要去掉电压表,也要去掉两节点之间的导线;(4)闭合的开关相当于导线,断开的开关相当于断路,可从电路两节点间去掉。
(5)无电流的支路可以去除;比如被短路的电学元件(用电器、电阻、开关、电流表、电压表等),无电流通过,可以把用电器从电路的两节点间去掉。
二、简化电路的方法(1)断路法判断电流表测量对象:电流表和哪个用电器串联就测哪个用电器的电流,如果某处断开,所串联的每个部分都没有电流通过,所以可以用断路法(先把电流表去掉,使该处形成断路,接着我们分析哪一部分没有电流通过,则电流表就是测量这一部分的电流)来判断。
(2)去源法判断电压表的测量对象:电压表和哪个用电器并联就测哪个用电器的电压,可用去源法(即去掉电源后,电压表与哪些用电器组成串联回路,电压表就测量那些用电器的电压)判断。
(3)电流法识别电路的连接方式:所谓“电流法”就是在识别电路时,让电流从电源正极出发经过各用电器回到电源负极,途中不分流,电流始终是一条路径,这些用电器连接方式就是串联;如果电流在某处分为几条支路,电流在电路中有分有合,则这些用电器之间的连接方式就是并联。
三、等效电路的画法(1)根据开关的闭合状态以及电路的简化原则,识别电路的连接方式。
(2)画出用电器的连接方式(串联或者并联)。
例1.如图的电路中,电源两端的电压保持不变,电阻R2、R3的阻值分别为4Ω和8Ω,闭合开关S,电压表V1和V2的示数之比为2:1,则R1=Ω,.若把电压表V1和V2分别换成电流表A1和A2后,电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2.则I1:I2=。
《欧姆定律在串、并联电路中的应用》课件
I
2. 串联电路中的电流、电压规律
I1 R1
I2 R2
U2
U1
I
U
(1)串联电路中的电流处处相等:I=I1=I2
(2)串联电路中的总电压等于各部分电路两端电压
之和。U=U1+U2
3. 并联电路中的电流、电压规律
I1 R1
I
I 2 R2
U
(1)并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之
和:I=I1+I2
(2)并联电路中各支路两端电压相等:U=U1=U2
知识点1 欧姆定律在串联电路中的应用
1. 串联电路中电阻的关系
U1=I1R1
I
R1
R2
U1
U2
A
由欧姆定律得 U2=I2R2
U=IR
U
S
U =U1+U2
由串联电路特点可知
IR=I1R1+I2R2
I=I1=I 2
R=R1+R2
结论:串联电路的总电阻等于各电阻之和。
+
1
2
+··· ···
1
+
1 2
总 =
1 + 2
2. 并联电路中电阻的分流作用
1 2
并联电路中各支路的电流与其电阻成反比
=
一个1Ω的电阻与一个10000Ω的电阻并联,则并联后
的等效电阻( B )
=
1 2
1 +2
结论:并联电路总电阻的倒数等于各电阻倒数之和。
并联电阻的总电阻的阻值比其中任何一个支路电阻
的阻值都小。电阻并联相当于增加了电阻的横截面
积,所以总电阻更小。
17.4 欧姆定律在串、并联电路中的应用(解析版)
第十七章欧姆定律17.4 欧姆定律在串、并联电路中的应用一、串联电路中的电阻规律1、在图1中,因为R1和R2串联,因此通过它们的电流相同,设R1两端电压为U1,R2两端电压为U2,则有,图2中有:,综合以上推导,有:,因此可以得到有串联电路总电阻和分电阻的关系:,推论:串联电路的总电阻比任何一个分电阻都大。
二、并联电路中的电阻规律图中,R1与R2并联综合以上推导,有即,推论:并联电路中,总电阻比任何一个分电阻都小。
三、欧姆定律在串、并联电路中的应用通过串联电路电阻的规律,可以有推论:串联电路中,电阻阻值之比等于电阻两端电压之比,推导如下:通过并联电路电阻的规律,可以有推论:并联电路中,各支路电阻阻值之比等于通过各支路电流的反比,推导如下:1.利用欧姆定律进行串联电路的简单计算例1(2020秋•定南县期中)如图所示,电源电压为6V。
闭合开关S,电压表V1示数为4V,电流表示数为0.4A.求:(1)电压表V2的示数;(2)R1的阻值;(3)电路中的总电阻R的阻值。
解:由电路图可知,R1、R2串联,电压表V1测量的是电阻R1两端的电压,电压表V2测量的是电阻R2两端的电压,电流表A测量电路电流;(1)因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和,所以电阻R2两端电压:U2=U﹣U1=6V﹣4V=2V,即电压表V2的示数为2V;(2)由I=可得,R1的阻值:R1===10Ω;(3)由I=可得,电路中的总电阻:R===15Ω。
答:(1)电压表V2的示数为2V;(2)R1的阻值为10Ω;(3)电路中的总电阻R的阻值为15Ω。
2.利用欧姆定律进行并联电路的简单计算例2(2020秋•泗水县期中)如图所示的电路图,电源电压6V保持不变,灯L2的电阻是10Ω,闭合开关S,电流表A1的示数如图乙所示。
(1)灯泡L1和L2的连接方式是联。
(2)不考虑温度对灯丝电阻的影响,灯L1的阻值是多少?(3)电流表A的示数是多少?解:(1)由电路图可知,两灯泡并列连接,因此两灯泡并联;(2)因为并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以电流表A1是选择的小量程,其示是0.5A;由I=可得,灯L1的阻值:R1===12Ω;(3)通过L2的电流:I2===0.6A,电流表A的示数:I=I1+I2=0.5A+0.6A=1.1A。
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17.4 欧姆定律在串并联电路中的应用(三)第3课时等效电路一、简化电路的原则(1)理想导线可以任意缩短和变长;比如如果导线上两点之间没有用电器(开关,电流表除外),那么导线上的各点可以看做是一个点,可以任意合并、分开、增减。
(2)理想的电流表可近似认为是导线;(3)理想电压表可认为断路,可以去除。
去电压表时不仅要去掉电压表,也要去掉两节点之间的导线;(4)闭合的开关相当于导线,断开的开关相当于断路,可从电路两节点间去掉。
(5)无电流的支路可以去除;比如被短路的电学元件(用电器、电阻、开关、电流表、电压表等),无电流通过,可以把用电器从电路的两节点间去掉。
二、简化电路的方法(1)断路法判断电流表测量对象:电流表和哪个用电器串联就测哪个用电器的电流,如果某处断开,所串联的每个部分都没有电流通过,所以可以用断路法(先把电流表去掉,使该处形成断路,接着我们分析哪一部分没有电流通过,则电流表就是测量这一部分的电流)来判断。
(2)去源法判断电压表的测量对象:电压表和哪个用电器并联就测哪个用电器的电压,可用去源法(即去掉电源后,电压表与哪些用电器组成串联回路,电压表就测量那些用电器的电压)判断。
(3)电流法识别串并联电路的连接方式:所谓“电流法”就是在识别电路时,让电流从电源正极出发经过各用电器回到电源负极,途中不分流,电流始终是一条路径,这些用电器连接方式就是串联;如果电流在某处分为几条支路,电流在电路中有分有合,则这些用电器之间的连接方式就是并联。
三、等效电路的画法(1)根据开关的闭合状态以及电路的简化原则,识别电路的连接方式。
(2)画出用电器的连接方式(串联或者并联)。
例1.如图的电路中,电源两端的电压保持不变,电阻R2、R3的阻值分别为4Ω和8Ω,闭合开关S,电压表V1和V2的示数之比为2:1,则R1=2Ω,.若把电压表V1和V2分别换成电流表A1和A2后,电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2.则I1:I2=2:1。
【答案】2;2:1。
【解析】(1)当两表为电压表时,电路图如图所示,由于串联电路各处的电流相等,根据I得U=IR可知,电流表V1和电流表V2的示数之比:U1:U2=I(R2+R3):I(R1+R2)=(R2+R3):(R1+R2)=(4Ω+8Ω):(R1+4Ω)=2:1,解得:R1=2Ω;(2)当两表为电流表时,电路图如图所示,根据并联电路的电流特点可知:电流表A1的示数为:I1=I′+I″,电流表A2的示数为:I2=I″+I″′,根据I可知,I1:I2=():()=():()=2:1。
例2.如图所示电路中,电源电压保持不变,电阻R2和R3的阻值都为10Ω,闭合开关S,电流表A1和A2的示数之比为3:2,此时三电阻R1、R2和R3是并(串或并)联,R1=5Ω.若把电流表A1和A2换成电压表V1和V2后,电压表V1的示数为U1,电压表V2为U2,U1:U2=4:3。
【答案】并;5;4:3。
【解析】(1)由电路图可知,三电阻并联,电流表A1测R1与R2支路的电流之和,电流表A2测R2与R3支路的电流之和。
因并联电路中各支路两端的电压相等,且R2和R3的阻值都为10Ω,所以,由I可知,通过R2和R3的电流相等,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,两电流表的示数之比:,解得:,则,解得:R1R210Ω=5Ω;(2)若把电流表A1和A2换成电压表V1和V2后,三电阻串联,电压表V1测R2与R3两端的电压之和,电压表V2测R1与R2两端的电压之和,因串联电路中各处的电流相等,且总电阻等于各分电阻之和,所以,两电压表的示数之比:。
例3.如图所示,R1=25Ω,小灯泡L的规格为“2.5V0.3A”,电源电压保持不变。
(不考虑灯丝电阻变化)(1)S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光,求电源电压;(2)S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.6A,求R2的阻值。
【答案】(1)电源电压为10V;(2)R2的阻值为50Ω。
【解析】(1)由电路图可知,S1、S2都断开时,R1与L串联,小灯泡L正常发光,所以,灯泡两端的电压U L=2.5V,电路电流I=I L=0.3A,由I可得,R1两端电压:U1=I1R1=0.3A×25Ω=7.5V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:U=U L+U1=2.5V+7.5V=10V;(2)由电路图知,S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过R1的电流:I1′0.4A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流:I2=I′﹣I1′=0.6A﹣0.4A=0.2A,则R2的阻值:R250Ω。
例4.如图所示的电路,电源电压为12V且保持不变。
R1=8Ω,R3=14Ω.求:(1)当S1闭合、S2断开时,电流表A的示数为1.2A.则R2的阻值多大?(2)当S1、S2均闭合时,电流表A的示数多大?(3)当S1、S2均断开时,电压表V1、V2的示数多大?【答案】(1)R2的阻值为10Ω;(2)当S1、S2均闭合时,电流表A的示数为2.7A;(3)当S1、S2均断开时,电流表A的示数为0.5A,电压表V1、V2的示数分别为5V、7V。
【解析】(1)当S1闭合、S2断开时,电路为R2的简单电路,电流表测电路中的电流,由I可得,R2的阻值:R210Ω;(2)当S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路中的总电阻:R,干路电流表的示数:I′ 2.7A;(3)当S1、S2均断开时,R2与R3串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测R2两端的电压,电压表V2测R3两端的电压,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中电流的示数:I″0.5A,电压表V1的示数:U V1=I″R2=0.5A×10Ω=5V,电压表V2的示数:U V2=I″R3=0.5A×14Ω=7V。
一.选择题(共5小题)1.如图所示,电源两端的电压保持不变,电阻R1与R2的阻值均为30Ω.闭合开关S,电压表V1和V2的示数之比为6:5;若将电压表V1和V2分别换成电流表A1和A2后,电流表A1、A2的示数分别为I1和I2.则下列判断中正确的是()A.R3=10ΩB.R2:R3=2:3 C.I1:I2=4:5 D.I1:I2=5:4【答案】D。
【解析】(1)由电路图可知,三电阻串联,电路中的电流为I①所以V1的示数为U1=I(R1+R2)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②V2的示数为U2=I(R2+R3)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③由①②③式和U1:U2=6:5得:R3=20Ω,所以R2:R3=30Ω:20Ω=3:2。
(2)电压表换成电流表时,三电阻并联,通过R1、R2支路的电流为I1′=I2′,通过R3支路的电流I3,电流表A1的示数为I1=I2′+I3′,电流表A2的示数为I2=I1′+I2′,I1:I2:5:4。
2.如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,电阻R2与R3的阻值均为10Ω.闭合开关S,电流表A1和A2的示数之比为3:2.若把电流表A1和A2分别换成电压表V1和V2后,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2.则下列选项正确的是()A.R1=30ΩB.R1=20ΩC.U1:U2=3:4 D.U1:U2=4:3【答案】D。
【解析】(1)由电路图可知,三电阻并联,电流表A1测R1和R2支路的电流,电流表A2测R2和R3支路的电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,所以,由I可得:,解得:R1=5Ω,故AB错误;(2)若把电流表A1和A2分别换成电压表V1和V2后,三电阻串联,电压表V1测R2和R3两端的电压之和,电压表V2测R1和R2两端的电压之和,因串联电路中各处的电流相等,且总电阻等于各分电阻之和,所以,,故C错误,D正确。
3.在图所示的电路中,电源两端电压不变。
闭合开关S,电压表V1与V2的示数之比为2:3,电流表A的示数为1A.若将电压表V1换成电流表A1,则电流表A1的示数为2A.电阻R1与电阻R3的阻值之比为()A.1:2 B.4:3 C.1:4 D.2:1【答案】A。
【解析】(1)根据电路图,画出等效电路图,等效电路图如图所示;(2)电压表V1与V2的示数之比①,如图一所示,由欧姆定律得:I1A ②;如图二所示,由欧姆定律得:I′2A ③;由①②③解得:。
4.如图所示。
电源两端的电压保持不变。
闭合开S1、S2,电压表V1、V2的实数分别为U1、U2,电流表A的实数为I1,只闭合开关S1,电压表V1、V2的示数分别为0.6U1、1.8U2,电压表的示数为I2,则下列说法中正确的是()A.I1:I2=3:5 B.R1:R2=1:2 C.R2:R3=1:2 D.U1:U2=5:3【答案】C。
【解析】闭合开S1、S2,等效电路图如图1所示;只闭合开关S1,等效电路图如图2所示:由I可得:,故A不正确;图1和图2中,电压表V2的比值:,整理可得:2R2=R3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①因电源的电压一定时,电流与电阻成反比,所以,,整理可得:3R3=2R1+2R2﹣﹣﹣﹣②由①②可得:R3=R1=2R2,即R1:R2=2:1,R2:R3=1:2,故B错误,C正确;由图1中可知:U1:U2=I1R1:I1R2=R1:R2=2:1,故D错误。
5.如图所示电路中,电源电压不变。
开关S闭合后,电压表V1、V2示数之比为3:5;断开开关S,把电压表V1换成电流表A1,把电压表V2换成电流表A2,闭合开关S,电流表A1、A2示数之比为5:9.则下列结果正确的是()A.R1:R2=5:3 B.R3:R1=1:3C.R2:R3=5:3 D.R1:R2:R3=1:2:3【答案】B。
【解析】电路接入两个电压表时,等效电路如图1所示;电路接入两个电流表时,等效电路如图2所示。
图1中,电压表V1、V2示数之比为3:5∵串联电路中各处的电流相等,∴根据欧姆定律可得:,图2中:电流表A1、A2示数之比为5:9∵并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,∴,解得:R1=3R3,故B正确;,解得:R2=2R3,故C不正确;R1=3R3=1.5R2,即R1:R2=3:2,故A不正确;R1:R2:R3=3:2:1,故D不正确。
二.计算题(共12小题)6.如图,R2=R3=10Ω,电源电压为6V,且保持不变。
试求:①当S1、S2都断开时,电流表示数为0.4A,求R1的值。
②当S1、S2都闭合时,求电流表和电压表的示数。