内容正文:
3.4 欧姆定律及其应用
【第三单元 电路探秘】
八年级上册
电路分析与应用
生产和生活中,常会遇到一个电源给多个用电器供电。例如,教室里的电源线必须同时给几盏日光灯和多个插座供电。那么,这些电路是怎样连接的呢?不同的连接方式,其电路有什么不同的特点呢?
串联电路
在研究串联电路的电流与电压特点的实验中:
串联电路中电流处处相等。
I1=I2=I3=I
两灯上的电压之和等于它们的总电压.
U总=U1+U2
为了使结论具有普遍性,应该______________________________________
换上规格不同的两个灯泡,重复实验
1.如果取下图中的灯泡L,另一个
灯泡L,会亮吗?
①闭合开关:灯L1 ,灯L2 ;断开开关,灯L1
,灯L2 。
亮
亮
不亮
不亮
开关同时控制两只灯的 或 。
亮
不亮
②闭合开关,灯L1、L2同时 ,拿掉其中一只灯,发生的现象是 。
发光
另一灯不发光
串联电路中只有 条电流的通路,电路上灯的亮灭相互 。
一
影响
2.为什么串联电路中各处电流都相等?为什么两个电阻串联后的总电阻比任何一个分电阻大?你能用类比方法解释吗?
R总=R1+R2
推导过程
串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。
串联电路的总电阻比任何一个串联电阻大。
将电阻串联相当于增加了导体的长度。
[例1]一个小灯泡正常发光时两端的电压是2.5伏,通过的电流为0.2安。现用一个电压为4.5伏的电源对其供电,为了使小灯泡能正常发光,需要串联一个多大的电阻?
解:在供电电压高于用电器工作电压的情况下,需串联一个电阻,使一部分电压由这个串联的电阻来分担,从而使用电器获得正常工作电压。
正常工作时灯泡两端电压和通过它电流为:
U1=2.5伏,I=0.2安.
电阻R分担的电压应该是:U2=U-U1=4.5伏-2.5伏=2伏
根据欧姆定律,电阻R=U/I=2伏/0.2安=10欧
答:串联的电阻R的阻值是10欧。
例2.灯L1的电阻为2欧姆,L2的电阻为10欧姆, L1与L2串联在同一电路中,若总电压为12V,电流为多少?灯L1两端的电压是多少?则通过L1与L2的电流I1 : I2 =_______.U1:U2=_________.
串联电路中电阻两端的电压跟它的阻值与正比。
∵串联电路中电流相等:I1=I2
根据欧姆定律:I=U/R
∴ U1/R1=U2/R2
即:U1/U2=R1/R2
根据串联电路电流、电压特点及欧姆定律,请你推导一下“串联电路电压与电阻间的关系”。
串联电路中,电阻大的两端电压大
串联电路的电压分配
U1 R1
U2 R2
=
串联分压
串联电路的特点:
特点1:串联电路中的电流处处相等。I1=I2=I3
特点2:串联电路中总电压等与各部分电路两端电压之和。
U总=U1=U2
特点3:串联电路的总电阻等于各部分电路电阻的和。R总=R1=R2
特点4:串联电路分压,电阻越大,两端电压越大。
例3.电阻之比为1:2的两灯串联,则通过灯的电流之比和灯两端的电压之比分别为( )
A.1:2 1:2 B.1:1 1:2
C.1:1 1:1 D.1:2 1:1
例4.电阻分别为10欧和15欧的灯L1、L2串联,已知灯L1两端的电压为2伏,则灯L2两端的电压为多少伏?
并联电路的电流与电压特点的实验中:
并联电路
并联电路中干路上的电流等于各支路上的电流之和;
两个支路两端的电压相等,且等于干路上的电压。
U1=U2=U
I总 = I1+ I2
把电路中的其中一个小灯泡拿掉,另一个灯是否仍然亮?
仍然亮
并联电路中,各支路互不影响
R总=
R1·R2
R1+R2
电阻特点:推导
并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和.
并联电路的电阻计算式:
并联电路的特点
并联电路总电阻小于各并联电阻。
将电阻并联相当于增大了导体的横截面积。
为什么并联电路的干路电流等于两个支路的电流之和?你能用类比的方法来解释吗?
电路中并联的灯泡(或其他用电器)越多,电源的输出电流会越大。因此,一个电路上并联太多的用电器会因电流过大而损坏电源,或因导线过热而发生火灾。
1.家用电器是采用串联连接方式还是并联连接方式?用什么证据分析判断?
2.在并联电路中,如何理解小电阻的支路上反而电流大?并联后的总电阻反而比任何一个分电阻小?可以用类比方法解释吗?
用电器与用电器之间是_____连接的,
用电器与插座之间是_____连接的,
开关与用电器之间是_____连接的.
串联
并联
并联
例题:R1、R2两电阻,阻值分别为4欧和8欧,并联后接在电压12伏的电源上,R1、R2中分别通过的电流有多大?干路中电流有多大?
并联电路中各支路电流与电阻有什么关系?
解:
I1=U/R1
=12V/4Ω
=3A
I2=U/R2
=12V/8Ω
=1.5A
I=I1+I2
=3A+1.5A
=4.5A
答:……
主要特点:分流
∵并联电路各支路电压相等: U总=U1= U2
根据欧姆定律:U=IR
∴ I1 R1=I2R2
即
你能根据欧姆定律及并联电路的电流电压特点,试着推导:并联电路电流与电阻之间的关系吗?
并联电路中,某条支路上的电阻越小,则该条支路上的电流越大。
并联电路中的电流分配规律
并联电路中,各支路电流与电阻成反比。
并联电路的特点:
1、并联电路的电流特点:U总= UI = U2
2、并联电路的电压特点:U总=U1+U2
3、并联电路的电阻特点:
4、并联电路电流与电阻关系:
例:一个电阻为100欧的线圈,允许通过的最大电流为0.01安。现在要把该线圈接在一个电流恒定为1安得电路中,需要在线圈两端并联一个多大的电阻才能保证线圈安全工作?
2.灯L1、L2并联,已知灯L1的电阻为20欧,流过L2的电流为0.2A,流过干路的电流为0.3A,则灯L2的电阻为多少?
3.电阻R1、R2之比为2:3,并联接在同一电路中,则电阻两端的电压之比和通过电阻的电流之比分别为( )
A.2:3,2:3. B.3:2,3:2
C.1:1,2:3 D.1:1,3:2
4.有两个导体,电阻分别为10Ω和30Ω。把它们串联后通过10Ω电阻的电流是0.5A,则电源的电压是多少?两个电阻上的电压分别是多少?串联电路中各电阻两端的电压与其电阻值有什么关系?
5.R1、R2两电阻的阻值分别为4Ω和8Q,并联后接在电压为12V的电源上,R1、R2中分别通过的电流有多大?干路中电流有多大?流过R1、R2两个电阻的电流和两个电阻的阻值有什么关系?
6.某同学在创作比赛中有这样一个设想:
灯泡中采用两根灯丝,外接的电路中用两
个开关控制电路,如图所示。在外接电压
220V不变的情况下,灯泡中实际的电阻
不同,通过灯泡的电流就不同,且电流越
大,灯泡越亮。已知L的电阻小于L,的电
阻,问如何控制灯泡外的开关,使其产生
三种不同的亮度?怎样控制灯泡最亮?怎样控制灯泡最暗?为什么这位同学没有把两根灯丝串联起来?
5.如图所示电路中,R1=8欧,R2=10欧,当开关S闭合后,电流表示数改变了0.4A,求:
(1)电压U是多大?
(2)通过R1的电流.
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