内容正文:
17.2欧姆定律
第二课时 认识电阻串并联
1.欧姆定律的内容:
导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
复习欧姆定律
2.公式:
U=I R
单位统一
U ---V
R ---Ω
I --- A
欧姆定律反映同一时刻、同一段电路中I、U、R之间的关系。
电阻串联的实质是增大了导体的长度,串联电路的总电阻(等效电阻)比任何一个分电阻都要大.
定性研究
一、串联电阻与欧姆定律
R1、R2是串联时
R1、R2是串联时,就有
电压规律:U=U1+U2;电流规律:I=I1=I2
欧姆定律:
I =
U
R
—
所以对于R1,则有
所以对于R2,则有
U1=I1 R1
U2=I2 R2
所以整段电路,则有
U=IR
U=U1+U2
IR=IR1+IR2
R=R1+R2
串联电路的总电阻(等效电阻)等于各个串联的电阻之和
理论推导:
在串联电路中
1.在串联电路中总电阻 R总= R1+R2,串联电阻可以增大电阻,
可以分压限制流。
2.当串联电路中,电源电压不变,一个电阻改变时,电路中的电流和每个电阻的分压会随着改变。
总结1
3.串联电阻两端的电压之比等于电阻之比
1.如图所示,电阻R1为12Ω,将它与R2串联后接到8V的电源上,已知R2两端的电压是2V.请求出电路的总电阻.
解:由R1与R2串联在电路中,
得出U1=U-U2=8V-2V=6V,
所以电路的总电阻R=R1+R2=12Ω+4Ω=16Ω.
练一练
U=8V,R1=12Ω,U2=2V
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
B
练一练
二、串联电阻与欧姆定律
定性研究
电阻并联的实质是增大了导体的横截面积,串联电路的总电阻(等效电阻)比任何一个分电阻都要小.
R1、R2是并联时
理论推导:
电流规律:I=I1+I2;电压规律:U=U1=U2
所以对于R1,则有
所以对于R2,则有
对于整个电路,则有
I=I1+I2
R1、R2是并联时,就有
并联电路总电阻(等效电阻)的倒数等于各个并联的电阻倒数之和
I1 =
U1
R1
—
I2 =
U2
R2
—
I =
U
R
—
在并联电路中
1.在串联电路中总电阻 1/R总= 1/R1+1/R2,并联电阻可以减小电阻,
可以分压限制流。
2.当并联电路中,电源电压不变,一条支路电阻改变时,干路中的电流改变,其他支路电阻的电流不变。
总结2
3.并联电阻的电流之比等于电阻之比的倒数。
3.如图所示,R2=30 Ω,电流表的示数为0.6 A,电压表的示数为12 V。
求:(1)R1的阻值;(2)并联电路总电流I ;(3)并联电路总电阻R。
解:(1)R1与R2并联接到电源上,电压表示数即为电源电压U=12V,电流表测支路R1中的电流I1=0.6A.
(2)电流表示数为支路R1中电流I1=0.6A
I=I1+I2=0.6 A+0.4 A=1 A
(3)电路的总电阻
5.有两个阻值不同的定值电阻R1、R2,它们的电流随电压变化的I﹣U图象如图所示.如果R1、R2串联后的总电阻为R串,并联后的总电阻为R并,则关于R串、R并的I﹣U图象所在的区域,下列说法中正确的是( )
A.R串在Ⅱ区域,R并在Ⅲ区域
B.R串在Ⅰ区域,R并在Ⅲ区域
C.R串在Ⅰ区域,R并在Ⅱ区域
D.R串在Ⅲ区域,R并在Ⅰ区域
B
6.在某一温度下,两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示.则由图可知,元件A的电阻为 Ω.将A和B并联后接在电压为2.5V的电源两端,则通过A和B的总电流是 A.将A和B串联联后接在电压为4.5V的电源两端,则通过的电流是 A.
7.如图所示的电路中电阻甲与灯泡乙两原件的U-I图像,以下说法正确的是( )
C
8.如图所示的电路,电源电压保持不变,R1=10Ω.当闭合开关S,滑动变阻器滑片P在中点时,电流表的示数为0.3A;当把滑片P移到最右端时,电流表的示数为0.2A.则电源电压为 V,滑动变阻器的最大阻值为 Ω.
9.如图为电路元件A和B的I﹣U图象,根据图象提供的信息,求:(1)元件A的阻值为多大?
(2)若将它们并联,接在4.0V的电源上,电路中的总电流为多大?
(3)若将它们串联,接在某电源上,电路中的总电流是0.15A,电源电压是多大?此时元件B的阻值为多大?
10.如图所示的电路中,变阻器R0的滑片P在移动过程中,电压表的示数变化范围是0~4V,电流表的示数范围是0.5A~1A,求电阻R的值?变阻器R0的最大阻值和电源电压U?
课堂小结
分压电路
电压与电流分配关系
电路图
电流
电压
电阻
串联电路
并联电路
分流电路
I = I1=I2
I =I1+I2
U =U1+U2
U =U1=U2
R =R1+R2
1/R =1/R1+1/R2
1.在图所示电路中,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为6V 时,电流表示数为0.5A; 电压表的示数为7.2V时,电流表的示数为0.3A.则电阻R0为 Ω,电源电压为 V.
巩固训练
2.如图所示,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,电阻R0=30Ω,电路两端电压恒为U=24V.当滑动变阻器连入电路的电阻太小时,电路中电流会超过电流表量程;当滑动变阻器连入电路的电阻太大时,滑动变阻器两端电压会超过电压表量程.
求:电表安全的情况下,滑动变阻器连入电路的电阻的变化范围.
巩固训练
3.如图所示的电路中,电源电压是12V且保持不变,R1=R3=4Ω,R2=6Ω.试求:
(1)当开关S1、S2断开时,电流表和电压表示数各是多少?
(2)当开关S1、S2均闭合时,电流表和电压表示数各是多少?
巩固训练
4.甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线。已知每条输电线每千米的电阻为0.2 Ω,现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,检修员在甲地将电流表接入如图12所示的电路,电压表应接在________(选填“”或“”)两点之间;若电压表和电流表示数分别为4 V和0.5 A,则短路位置离甲地________km。
巩固训练
5.如图15甲所示电路,电源电压不变。闭合开关后,滑片由端滑到端,电压表示数与电流表示数的变化关系如图乙所示,则可判断电源电压是________V,定值电阻的阻值是________,滑动变阻器的最大阻值为________。
巩固训练
6.甲和乙两灯的额定电压均为6 V,如图所示是甲、乙两灯的电流随其两端 电压变化的曲线。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,电路的工作电流应为____A,电源电压最大为____V。现将两灯并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,干路的工作电流应为____A,电源电压最大为____V。
巩固训练
7.如图甲表示一种自动测定油箱内油面高度的仪器(实际上是量程为0~0.6 A的电流表改装而成),滑动变阻器R的最大值为60 Ω,金属杠杆的右端是滑动变阻器的滑片。从测量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度。电源电压为24 V,R0为定值电阻。
(1)R0的作用是_____________,当油箱油面下降时,测量表的示数将变____。
(2)油箱装满汽油时,测量表示数为最大值(即电流表达到最大值,此时,滑动变阻器的触头在某一端),求R0的阻值。
巩固训练
8.在图甲所示的电路中,当开关S从2转到1时,根据电流表和电压表对应的示数,在U﹣I坐标中描绘了相对应的坐标点,如图乙所示,电源电压是 ,电阻R1的阻值是 ,电阻R2的阻值是 .
巩固训练
9.小明同学在实验室设计如图所示的电路测量电阻R的阻值.已知R0=20Ω,S1、S2都闭合时,电压表示数为6V,只闭合S1时,电压表示数接近6V,电路可能出现的故障是 .小明检查电路排除故障后,只闭合S1时,电压表示数为2V,则R的阻值为 Ω.
巩固训练
10.某兴趣小组制作了一个测量质量的电子秤,其原理如图甲所示,它主要四部分构成:托板、压力杠杆OAB、压敏电阻R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)和显示重力大小的仪表A(实质是量程为0~0.6A的电流表).其中OA长5cm,AB长20cm,电源电压恒为9V.压敏电阻R的阻值与所受压力的关系如图乙所示(托板和杠杆组件的质量可以忽略不计,g取10N/kg).求:
(1)托板上放某一重物时,电流表示数为0.2A,电子秤在1min内消耗的电能:
(2)托板上没有放置物体时,电路中的电流;
(3)为保护电流表不被损坏,电子秤能测量的最大质量.
巩固训练
$$