电路分析与欧姆定律
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考点:欧姆定律的理解:知识点一、欧姆定律:
1、研究电流、电压的关系(控制变量法)
当导体的电阻不变时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
这个实验中滑动变阻器改变导体(电阻R )两端的电压
当导体两端的电压不变时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
这个实验中滑动变阻器使导体(电阻R )两端的电压不变
2、欧姆定律:
导体中的电流(I ),跟这段导体两端的电压(U )成正比,跟这段导体的电阻(R )成反比。 公式:R
U I = 例、根据欧姆定律公式R U I =
,可变形得到I U R = 。对此,下列说法中正确的是 A .导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
B .导体电阻的大小跟导体中的电流强度成反比
C .当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D .导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流强度无关
变式:1、由欧姆定律公式可知( )
A.同一导体两端的电压跟通过导体的电流成反比
B.导体两端的电压为零时,因为没有电流通过,所以导体电阻为零
C.导体中的电流越大,导体的电阻就越小
D.导体电阻的大小,可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示
知识点二、串并联电路中电流、电压和电阻的关系
1、串联电路:
电流关系:串联电路,电流处处相等。
N I I I I ==== 21总
电压关系:串联电路,电源两端的总电压等于各用电器两端的电压之和。
N U U U U +++= 21总
电阻关系:串联电路,总电阻等于各用电器的电阻之和。
N R R R R +++= 21总
对于串联电路,电流处处相等,所以由于各用电器电阻的阻值不同,所以各用电器两端所分得的电压也不同;由欧姆定律可推得:串联电路中,用电器的阻值越大,用电器两端分得的电压也就越大。(串联分压)
2、并联电路:
电流关系:并联电路,干路上的总电流等于通过各支路用电流之和。
N I I I I +++= 21总
电压关系:并联电路,支路两端电压等于电源总电压。
N U U U U ==== 21总
电阻关系:并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数和。
N
R R R R 111121 ++=总 对于并联电路,各支路电压等于干路电压,由于各支路电阻大小不同,所以各支路的电流大小不同,由欧姆定律可知:并联电路中,支路电阻越大,所测得的电流越小。(并联分流)
3、串并联电路:对于既有串联也有并联的电路来说,分析时,可将并联电路看做一个整体
进行分析。
【典型例题】 例1、如图,电源电压恒定,电阻R 1=10Ω,R 2=15Ω,R 阻值一定但未知,当单刀双掷开关S 掷向a (同时与b 断开)时,电压表示数为2.0V ,若掷向b (同时与a 断开),电压表示数可能为( )
A .3.0V
B .2.0V
C .2.5V
D .1.5V
例2、如图所示的电路中,电源电压不变,只闭合开关S 1时,电压表
V 1与V 2的示数之比为3:2,只闭合开关S 2时,电压表V 1与V 2的示数
之比为5:3,则R 1与R 2的电阻之比为( )
A .4:3
B .2:3
C .3:5
D .5:3 变式:
1、如图所示的电器中,电源电压不变,当开关S 闭合,甲、乙两表都为电压表时,两表的
示数之比U 甲:U 乙=5:3;当开关S 断开,甲、乙两表都为电流表时,两
表的示数之比I 甲:I 乙是( )
A .3:5
B .2:5
C .2:3
D .5:2
3、如图甲所示的电路中,电压表V 1和V 2的示数之比为1:3,则定值电阻R 1:R 2= ;若将电阻R 1、R 2改接为如图乙所示的电路,则电流表A 1、A 2的示数之比为
4、动态电路分析:
1、滑动变阻器与用电器串联:
如右图,当滑动变阻器滑片由a 到b 的过程中,滑动变阻器的阻值逐渐增大,
所有,串联电路中,总电阻的大小也是不断增大的;由于串联电路中的总电压
保持不变,所以由欧姆定律:(增大)
保持不变)总总总R U I (=,所以电路中的电流减小。所以电流变示数减小;对于电压表,电压表测量滑动变阻器的电压,互动变阻器阻值增大,
电流减小,不好分析,所以分析R 1的电压变化情况:由欧姆定律得(不变))1
11(R I U ↓=,所以R 1 两端电压减小。由21U U U +=,得到电压表的变化情况是升高。
【变式】
1.如图所示的电路中,当滑片向左滑动时,两电表的示数变化及灯泡L 的亮度变
化正确的是( )
A.V 表变大,A 表变小,灯变暗
B.V 表变小,A 表变大,灯变亮
C.V 表变大,A 表不变,灯不变
D.V 表变小,A 表不变,灯不变
2.如图电路中R 1>R 2,电压表V 的示数为6V ,电压表V 1的示数( )
A.等于6V
B.大于3V
C.等于3V
D.小于3V 3..如图所示的电路,电源电压恒定,开关S 1闭合,S 2断开.要使电压表和电流表的示数均增大,下列操作一定可行的是( )
A.滑动变阻器的滑片P 向右移
B.滑动变阻器的滑片P 向左移
C.滑动变阻器的滑片P 不动,S 1由闭合到断开
D.滑动变阻器的滑片P 不动,S 2由断开到闭合
2、滑动变阻器与用电器并联:
如图所示,当滑动变阻器滑片由a 到b 的过程中,滑动变阻器的阻值逐渐增大,由于并联电路各支路两端的电压不变,所以由欧姆定律:R
U I ,可以判断,滑动变阻器两端的电流变化情况 ,定值电阻R 两端的电压表的变
化 ,干路中电流表的示数 。
【变式】 1、如图所示电路中,电源电压保持不变,先闭合开关S 1,观察电流表、电压表
的示数;再闭合开关S 2、S 3,电表示数的变化情况正确的是( )
A .电流表示数变大,电压表示数变大
B .电流表示数变小,电压表示数变小
C .电流表示数变大,电压表示数变小
D .电流表示数变小,电压表示数变大
2、如图的电路中,电源电压保持不变.闭合开关S ,当滑动变阻器的滑片P 向右移动时,不变的是( )
A.电流表A 示数与电流表A 1示数的差值
B.电压表V 示数与与电流表A 示数的比值
C.电压表V 示数与与电流表A 示数的乘积
D.电压表V 示数与与电流表A 1示数的乘积
知识点三、串并联电路中电流、电压和电阻的关系(图像题)
1、电灯的额定电压:电灯正常工作时,两端的电压。当电灯两端电压小于额定电压时,电灯发光较暗,当电灯两端电压大于额定电压时,电灯发光较亮(过强会烧坏)。
2、额定电流:电灯正常工作时,流过电灯的电流。
例:甲乙两灯泡的额定电压均为6V ,若甲、乙两灯泡的电流随其两端电压变
化的图象如图所示.现将两灯串联后接在某一电路中,要使其中一个灯泡正常
发光,并保证电路安全,则电源电压最大为( )