内容正文:
第4节 欧姆定律在串、
并联电路中的应用
课堂 重难突破
课堂 重难突破
考点 欧姆定律在串、并联电路中的应用
考点摘要
1.欧姆定律及其变形公式
(1)求电流:I=;
(2)求电压:U=IR;
(3)求电阻:R=。
2.串、并联电路中的几个常用关系式
【典题】在如图所示的电路中,电源电压U=6 V,R1的阻值为4 Ω,R3的阻值为12 Ω,请计算:
(1)当闭合开关S、S2时,电流表A的示数是多少?
(2)当开关S闭合,S1、S2断开时,电流表A的示数为0.5 A,那么R2的阻值和电压分别是多少?
(3)当开关S、S1、S2都闭合时,电路中的总电阻是多少?
解:(1)当S和S2闭合时,只有电阻R1接入电路。电流表A的示数,即电路电流:
I1===1.5 A。
(2)解法一:当S闭合,S1、S2断开时,R1、R2串联。
由I=可得,电阻R1两端的电压:
U1=IR1=0.5 A×4 Ω=2 V;
根据串联电路电压规律可得,R2两端的电压:U2=U-U1=6 V-2 V=4 V。
由I=可得,R2的阻值:
R2===8 Ω。
解法二:当S闭合,S1、S2断开时,R1、R2串联。由I=可得,电路的总电阻:
R===12 Ω。
电阻R2的阻值:R2=R-R1=12 Ω-4 Ω=8 Ω。
由I=可得,电阻R2两端的电压:
U2=IR2=0.5 A×8 Ω=4 V。
(3)当开关S、S1、S2都闭合时,R1、R3并联,则通过R1的电流I1=1.5 A不变。
通过R3的电流:I3===0.5 A;
干路电流:I'=I1+I3=1.5 A+0.5 A=2 A;
电路中的总电阻:R'===3 Ω。
技法点拨
切记I、U、R三个物理量是对同一个导体或同一段电路而言的,应一一对应,它们具有统一性和同时性。
规避雷区
易错点 混淆串、并联电路中的分压、分流规律
【易错题】 (2024秋·福州期中)如图所示,当开关S断开,甲、乙都为电流表时,示
数之比I甲∶I乙=2∶3;当开关S闭合,甲、乙都为电压表时,R1与R2两端的电压之比
U1∶U2为__________。
2∶1
纠错
抓特点,辨作用
(1)串联分压:串联电路电流相等,由U=IR可知,电压比等于其电阻之比。
(2)并联分流:并联电路电压相等,由I=可知,电流比等于其电阻的反比。
A 基础必会
B 能力提升
C 素养培优
A 基础必会
考点一 电阻的串、并联
1.如图所示解释了串联电路的等效电阻关系,由图可知两个电阻串联后的总电阻
__________每一个电阻,这是因为电阻串联相当于增加了导体的__________。
4 Ω和6 Ω两个电阻串联的总电阻是________Ω。
大于
长度
10
2.如图所示解释了并联电路的等效电阻关系,由图可知两个电阻并联的总电阻
__________每一个支路的电阻,这是因为电阻并联相当于增加了导体的______
__________。一个100 Ω的电阻和一个1 Ω的电阻并联,并联后的总电阻______
(选填“大于”“等于”或“小于”)1 Ω。
小于
横
截面积
小于
考点二 欧姆定律在串联电路中的应用
3.(2024·天津期末)如图所示,电阻R1、R2串联,且R1=2 Ω,R2=4 Ω,下列关系正确的
是( )
A.U1∶U2=1∶1 B.U1∶U2=2∶1
C.I1∶I2=1∶1 D.I1∶I2=1∶2
C
4.(2024秋·保定期中)如图所示,电阻R1的阻值为8 Ω。当开关S闭合时,电压表示数为2 V,电流表示数为0.5 A。求:
(1)电阻R2的阻值多大?
(2)电路的总电阻多大?
(3)电源电压。
解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压。
(1)由I=可得,R2的阻值:
R2===4 Ω。
(2)电路的总电阻:
R=R1+R2=8 Ω+4 Ω=12 Ω。
(3)由I=可得,电源电压:
U=IR=0.5 A×12 Ω=6 V。
考点三 欧姆定律在并联电路中的应用
5.如图所示的电路,闭合开关后,两电流表示数之比为5∶1,R1和R2的电阻之比为
( )
A.1∶5 B.1∶4
C.4∶1 D.5∶1
B
6.在如图所示的电路中,R1=15 Ω,R2=10 Ω,闭合开关后,电流表示数为0.3 A。试求:
(1)电源电压是多少?
(2)通过R1的电流是多少?
(3)电路总电阻是多少?
解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表测R2支路的电流。
(1)由I=可得,电源的电压:
U=U2=I2R2=0.3 A×10 Ω=3 V。
(2)通过R1的电流:I1===0.2 A。
(3)由于并联电路干路电流等于各支路电流的和,所以干路的电流:
I=I1+I2=0.2 A+0.3 A=0.5 A;
由I=可得,电路总电阻:R===6 Ω。
易错点:混淆串、并联电路中的分压、分流规律
7.(2024秋·厦门期中)如图所示的电路中,当开关S闭合,甲、乙两表是电压表时,示
数之比U甲∶U乙=3∶2;当开关S断开,甲、乙两表是电流表时,则两表的示数之比
I甲∶I乙为( )
A.1∶2 B.1∶3
C.2∶3 D.3∶1
B
B 能力提升
8.(2024秋·莆田质检)有R1、R2和R3三只电阻,已知R1>R2>R3,分别连接在同一个
电源两端,则电路中电流最大的是( )
D
9.如图所示,电源电压为9 V保持不变,闭合开关S,为保证电流表的示数为0.75 A。
现有5 Ω、20 Ω、30 Ω 电阻各一个,若在其中选择两个电阻在图中虚线框内连成
电路,则下列做法可行的是( )
A.5 Ω和20 Ω串联
B.20 Ω和30 Ω串联
C.20 Ω和30 Ω并联
D.5 Ω和30 Ω并联
C
10.(2024·长春质检)有一小灯泡,正常发光时灯丝的电阻是10 Ω,正常工作时所需
电压是2.5 V,如果我们手边只有电压是6 V的电源,要使小灯泡正常工作,需要
________(选填“串”或“并”)联一个阻值是________Ω的电阻。
11.(2024秋·石家庄期中)两个定值电阻R1、R2上分别标有“6 Ω 0.5 A”和“20 Ω
0.3 A”字样,将它们串联接入电路中,则该电源电压最大为________V;将它们并联
起来直接接在电源两端,则该并联电路的干路中允许通过的最大电流为
_______A。
串
14
7.8
0.65
12.如图所示电路,电源电压保持不变,电阻R1=5 Ω。当开关S闭合,S1、S2都断开时,电流表示数为0.2 A,电压表示数为3 V;若开关S、S1、S2都闭合时,电流表示数为 0.9 A。求:
(1)电阻R2的阻值;
(2)电源电压;
(3)R3的阻值。
解:(1)由图可知,当开关S闭合,S1、S2都断开时,电阻R1、R2串联接入电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量电阻R2两端的电压。由I=可得,电阻R2的阻值:
R2===15 Ω;
(2)电阻R1、R2串联后的总电阻
R总=R1+R2=5 Ω+15 Ω=20 Ω,
由I=可得,电源电压:
U=IR总=0.2 A×20 Ω=4 V;
(3)当开关S、S1、S2都闭合时,电阻R1、R3并联接入电路,电流表测量干路中的电流,电压表和电阻R2被短路,电阻R1、R3两端的电压均等于电源电压,即U1=U3=U=4 V,
通过电阻R1的电流:I1===0.8 A,
通过电阻R3的电流:
I3=I总-I1=0.9 A-0.8 A=0.1 A,
电阻R3的阻值:R3===40 Ω。
C 素养培优
13.(物理学与日常生活)某市每年中学生都需要进行体检,其中一项是测量身高,
如图是一个电子身高测量仪的简易示意图,其中定值电阻R1和电源电压不变,R2
是一个规格为“20 Ω 2 A”的滑动变阻器。滑片在最上端时,电流表示数为
0.3 A;滑片在最下端时,电流表示数为0.5 A。则图中R1=________Ω,电源电压
U=________V。
30
15
点思路:
(1)根据滑动变阻器滑片所在位置判断电路的连接方式;
(2)根据电路的连接和I=可得出电源电压的表达式,最后联立即可求解。
本课结束
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