内容正文:
复习9 电路综合计算与应用
串并联电路计算与应用
考点精要:
电路
电流
I = I1= I2
I = I1 + I2
电压
U=U1+U2
U=U1=U2
电阻
R总=R1+R2
1/R总=1/R1+1/R2
串联的电阻越多,总电阻越大;几个电阻串联时总电阻最大。
并联的电阻越多,总电阻越小,并联总电阻比最小的那个电阻还要小;几个电阻并联时总电阻最小。
分压原理:U1/U2=R1/R2 (串联电路,电阻越大,分到的电压越大)
分流原理:I1/I2=R2/R1(并联电路,电阻越大的支路,分到的电流越小)
无论串联还是并联,当其它电阻不变,若其中某一个电阻变大时,则总电阻都变大;若其中某一个电阻变小时,则总电阻都变小。
公式使用
应用欧姆定律(I=U/R,U=IR,R=U/I)时,要注意公式中的三个物理量必须是针对同一电路或同一导体,不能张冠李戴(“同体性”);
还要注意“同时性”,即电路发生变化前后,同一电阻的电压、电流一般不同,要注意区分。
典型案例:如图甲所示,在2015年某工厂要研发一种新型材料,要求对该材料的承受的撞击力进行测试.在测试时将材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关s,由静止自由释放重物,经撞击后样品材料仍完好无损.从重物开始下落到撞击样品的这个过程中,电流表的示数I随时间t变化的图象如图乙所示,压力传感器的电阻R随压力F变化的图象如图丙所示.电源的电压=24V,定值电阻R0=10Ω.求:
(1)在重物下落的过程中,压力传感器的电阻是多少?
(2)在撞击过程中,样品受到的最大撞击力是多少?
举一反三:
变式1:如图所示电源电压不变,电阻R1=20Ω,R2=10Ω.当开关S1闭合,S2、S3断开时,R1两端的电压为U1,R2两端的电压为U2,电流表的示数为0.1A,则电源电压为 ________V,U1:U2=________;当开关S1、S2、S3都闭合时,电流表的示数为0.25A,R3=________ Ω.
变式2:如图1所示的电路,电源电压保持不变,电阻R1=10Ω.闭合开关S,变阻器滑片P从最右端滑到最左端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图2中ab线段所示,由此可知:电源电压为 ________V,变阻器R2的最大阻值是________Ω.
变式3:在如图所示的电路中,两只电流表规格相同,都有两个量程(0~0.6A以及0~3A),且R1=R2闭合开关S,电阻R1、R2及R3均有电流通过,两只电流表的指针偏转角度相同,则通过电流表A1的电流是通过电流表A2电流的________倍,R1:R2:R3=________.
变式4:为反对浪费,响应“光盘行动”,小明为自助餐厅的餐桌设计了“光盘仪”。餐盘放在载盘台上,若盘内剩余食物的质量达到或超过规定,人一旦离开餐桌,提示器就会发出提示音,其原理图如图所示。电源电压3V不变。提示器的电阻R0恒为50欧姆,传感器R1的阻值随载盘台所载质量变化的关系如下表所示。开关S闭合后,问:
载盘台所载质量m/g
100
110
120
130
140
150
160
…
传感器R1/Ω
100
90
80
70
60
50
40
…
(1)根据表中数据,当载盘台所载质量是100g时,R1的阻值是多少?电路中的电流是多少?
(2)当电路中的电流达到0.03A时,提示器会发出提示音,若空餐盘质量为100g,此时盘内剩余食物的质量是多少?
变式5:(2019八上·黄岩期末)国家规定燃气灶须安装熄火自动保护装置,在意外熄火时,装置能自动关闭气路。该装置由电源、热敏电阻R1、滑动变阻器R0及控制元件A等组成。其模拟装置示意图如图1所示。已知电源电压U=6V,控制元件A的电阻不计,热敏电阻Rt的阻值与温度的关系如图2中的线①所示,其工作原理是:当电路控制装置中的电流I≤0.02A时,控制元件A启动保护,关闭气路,反之打开气路。
(1)停止加热(意外熄火)后,随着Rt温度降低,电路中电流将变________。
(2)在某次启动保护时Rt的温度为80°C,求此时滑动变阻R0接入电路的阻值大小;
(3)若仅将Rt更换为图2中的线②所示热敏电阻(两只热敏电阻的吸、放热本领相同),小黄发现装置启动保护的灵敏度会降低,你认为其中的原由是:________。
课后练习
1.小楠运用所学电学知识,设计了一个电子身高测量仪,如图所示,其中定值电阻R1=6Ω,电源电压恒为4.5V,R2的规格为“15Ω 0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。为了保证电路各元件安全工作,变阻器接入电路的阻值范围是( )
A.0Ω~15Ω