内容正文:
学习目标
1、知道串、并联电流之比、电压之比与电阻之比的关系
2、学习推导串、并联电阻规律并掌握该规律
17.4 欧姆定律在串、并联电路中的应用
一.串联分压:
I
因为串联电路中:
所以:
教师指导1
=
串联分压;分得的电压与电阻成正比。
I=I1=I2
U1
U2
R1
R2
=
R1
R2
U
I1
I2
I
3
二.并联分流:
所以:
I1R1
=
I2R2
即:并联分流与电阻成反比例分配。
U1=U2
因为并联电路中:
=
1、在串联电路中,分压规律是:
2、在并联电路中,分流规律是:
R1
R2
两个电阻串联时,其通过的电流比为1:1,两端电压比等于电阻比。
两个电阻并联时,其两端电压之比为1:1,通过的电流比等于电阻的反比
归纳:
=
=
例1:R1和R2的电阻分别为2Ω和16Ω,将它们串联接在同一电源两端,则它们两端电压之比为 ( )
A. 1∶1 B.1∶8
C.1∶32 D.8∶1
B
R1
R2
例2:如图所示,已知电阻R1=3Ω,R2=6Ω,将它们并联接在同一电源两端,则通过R1、R2的电流之比为 ( )
A.1:1 B.1:2
C.2:1 D.1:4
C
例3、如图所示,电源电压保持不变,R1=2R2,当开关S接在1位置时电流表的示数为I1,当开关S接在2位置时电流表的示数为I2,则I1与I2之比为( )
A、1∶1 B、1∶2 C、2∶1 D、无法判断
B
例4、如图,电源电压不变,闭合开关S1、S2,电压表示数为U1;接着只断开开关S2,此时电压表示数为U2,若已知U1∶ U2 = 5∶3,则R1 和R2的阻值之比是( )
A.1∶2 B.2∶3 C.3∶2 D.5∶3
C
例3图
例4图
一、串联电路电阻规律
串联电路中电压关系:
则 ,且
即串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。
R=R1+R2
教师指导2
所以
U=U1+U2
IR=I1R1+I2R2
I=I1=I2
电阻串联相当于增加了导体的长度,所以串联电路的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。
在并联电路中,I=I1+I2可得:
且U=U1=U2 所以:
即:并联电路中总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。
当电路中只有两个电阻并联还可以写成
二、并联电路总电阻
R1
R2
U
I1
I2
I
电阻并联相当于增加了导体的横截面积;所以并联电路的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。
或
1.如果n个相同的电阻R0串联,则总电阻表达式为:R总=_______;
2.如果n个相同的电阻R0并联,则总电阻的
表达式为:
例:3个60 欧的电阻并联,总电阻为:
=
n
R总
R0
=
=
20Ω
=
n
R总
R0
nR0
三、注意:
多个电阻串联时,总电阻大于任何一个电阻。串联电阻的个数越多,总电阻越大。
多个电阻并联时,总电阻小于任何一个电阻。并联电阻的个数越多,总电阻越小。
并联电路中,当各支路电阻相等时,电路总电阻最大。
电路无论是串联还是并联,其中一个电阻增大时,总电阻都增大,反之亦然。
四、拓展:
电路图 电流 电压 电阻
I=I1=I2
I=I1+I2
U=U1+U2
U=U1=U2
R=R1+R2
n个等值电阻R0:R总=nR0
电压与电流分配关系
串联分压,分得的电压跟电阻成正比。
并联分流,分得的电流跟电阻成反比。
R总
=
n
n个等值电阻R0:
R0
小结与归纳
当堂训练
1、阻值都为10Ω的两个电阻串联后,其等效电阻为( )
A、5Ω B、10Ω C、20Ω D、40Ω
2、阻值都为10Ω的两个电阻并联后,其等效电阻为( ) A、5Ω B、10Ω C、20Ω D、40Ω
3、两根电阻丝的电阻分别为2Ω和16Ω,将它们接在同一电源两端,则通过它们的电流之比为 ( )
A、1∶1 B、1∶8 C、1∶32 D、8∶1
4、阻值不同的两个电阻的电流强度随电压变化的I-U图线如图所示.从图中得出的下列结论中正确的是( )
A、R1>R2
B、R1、R2串联后的总电阻的I-U图线在区域B
C、R1、R2并联后的总电阻的I-U图线在区域C
D、R1、R2并联后的总电阻的I-U图线在区域A
C
A
D
D
5.如图所示,电源电压不变,当开关S闭合时,电流表的示数是1A;当开关S断开时,电流表的示数是0.6A,则电阻R1与电阻R2的阻值之比是( )
A、3:2 B、2:3 C、5:3 D、3:5
A
6、如图所示,已知电阻R1=3Ω,R2=6Ω,电流表A的示数是0.6A,则电流表A1的示数是( )
A、0.6 B、1.2 C、0.3 D、0.4
D
1、如图所示电路,电压表V1的示数为8V,闭合开关S后,V2的示数为5V,若电阻R1的阻值为12Ω,求R2的阻值是多少?
R2
U
解:由于串联电路的总电压等于各部分电路的电压之和,电阻R1两端电压:
根据串联分压与电阻成正比例分配的原则
U1=U总-U2=8V-5V=3V
=
=
=
5
3
R2
=
×12Ω=20Ω
R1
=
R2的阻值是
14
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2.如图所示的电路,电源电压为6V且保持不变,滑动变阻器R1标有“50Ω 2A”字样,求:(1)闭合S1,断开S2,将滑片P移到最右端,求电流表的示数I1 (2)闭合S1、S2,保持滑片P在最右端,此时电流表示数I=5I1,求R2的阻值(3)闭合S1、S2,将滑片P移至某一位置,电流表示数为0.68A,求此时滑动变阻器接入电路的阻值。
解:(1)闭合S1,断开S2,通过R1的电流
(2)闭合S1、S2,R1和R2并联,
所以U1=U2=U=6V,
干路电流I=5I1=5×0.12A=0.6A
通过R2的电流:I2=I-I1=0.6A-0.12A=0.48A
R2的阻值
(3)移动滑片P,通过R2的电流不变,即I2=0.48A,
通过滑动变阻器的电流:I1ˊ=Iˊ-I2=0.68A-0.48A=0.2A
R1ˊ的阻值:
3、为防止酒驾事故的出现,酒精测试仪被广泛应用.有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪,当接触到的酒精气体浓度增加时,其电阻值降低,如图甲所示.当酒精气体的浓度为0时,R1的电阻为60Ω.在图乙所示的工作电路中,电源电压恒为8V,定值电阻R2=20Ω.求:(1)当被检测者的酒精气体的浓度为0时,电压表的示数是多少?(2)现在国际公认的酒驾标准是0.2mg/mL≤酒精气体浓度≤0.8mg/mL,当电流表的示数为0.2A时,试通过计算判断被检测者是否酒驾。
解:(1)当被检测的酒精气体的浓度为0时,R1的电阻为60Ω,
电路中的电流:
电压表的示数U1=IR1=0.1A×60Ω=6V
(2)当电流表的示数为0.2A时,
由甲图可知,被检测者的酒精气体浓度为0.3mg/mL
0.2mg/mL<0.3mg/mL<0.8mg/mL
所以被检测者属于酒驾
R=R1+R2
板书设计
1、串联电路分压规律
2、并联电路分流规律
4、电阻的并联
3、电阻的串联
=
=
17.4 欧姆定律在串、并联电路中的应用(1)
课前回顾
1、串联电路的电压之比和电阻之比的关系:
2、并联电路的电流之比和电阻之比的关系:
3、串联电路电阻规律:
R=R1+R2
4、并联电路电阻规律:
或
学习目标
1.能运用欧姆定律解决串联、并联电路问题。
2.能正确分析串联与并联电路的动态电路。
3.知道电流表和电压表在动态电路中的变化
17.4 欧姆定律在串、并联电路中的应用
自学内容:
阅读课文P105-106 例题1、例题2
自学方法:
阅读课文 标记重点
自学要求:
1、应用欧姆定律解决串联电路中的问题
2、应用欧姆定律解决并联电路中的问题
课前预习
1.如图所示的电路中,R1=30Ω,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P移动到a端时,电流表的示数I1=0.2A,当滑动变阻器P移动到b端时,电流表的示数I2=0.1A.求:滑动变阻器ab间的阻值Rab是多少?
解:当P在a端时,电路只有R1,电源电压为:
U=I1R1=0.2A×30Ω=6V
当P在b端时,R1与Rab串联,
总电阻:
教师指导
Rab=R总-R1=60Ω-30Ω=30Ω
一、欧姆定律在串联电路中的应用:
滑动变阻器ab间的阻值Rab
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第二级
第三级
第四级
第五级
22
2、某课外活动小组需要对两个定值电阻R1、R2和一只滑动变阻器R3的电阻进行测量,将这些元件连成如图所示的电路.闭合S1,断开S2,将滑动变阻器的阻值调到最大时,电流表的读数为0.2A,电压表的示数为2V;若将S1、S2都闭合,将滑动变阻器的阻值调到0时,电压表的示数为6V,电流表的示数为0.9A.求:
(1)R1的阻值是多少?
(2)滑动变阻器的最大阻值R3是多少?
(3)R2的阻值是多少?
二、欧姆定律在并联电路中的应用:
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第二级
第三级
第四级
第五级
解:(1)当S1闭合,S2断开时,
此时电压表测的是电阻R1两端的电压,U1=2V,
且R1和R3串联,I1=I3=0.2A,
得R1的阻值
I1
U1
R1 = = =10Ω
0.2A
2V
(2)当S1 、S2都闭合,且R3电阻为零时,
可知电源电压U=6V,
当S1闭合,S2断开时,R1和R3串联,
R3两端电压
滑动变阻器的最大阻值
I3
U3
R3 = = =20Ω
0.2A
4V
(3)当S1 、S2都闭合,R1和R2并联,
R2两端电压U2=U1=U=6V
此时通过R1的电流
I1
U1
= = =0.6A
10Ω
6V
R1
I2
= I -I1=0.9A-0.6A =0.3A
得R2的阻值
I2
U2
R2 = = =20Ω
0.3A
6V
通过R2的电流
U3=U-UI=6V-2V=4V
自学内容:
看课堂笔记
自学方法:
阅读课文 标记重点
自学要求:
1.分析串联电路中的动态电路
2.分析并联电路中的动态电路
课前预习
1、如图,是典型的伏安法测电阻的实验电路图,当滑片P向左移动时,请你判断电流表和电压表的变化。
电流表示数 ;
电压表示数 ;
R2两端电压 ;
电压表与电流表示数的比值
。
分析:P左移→R2↓→R总↓→I= ↑→A表↑。
R1不变→U1=IR1↑→U1↑→V表。
U总=U1+U2,U1↑→U2↓
电压表和电流表的比值等于定值电阻的阻值。
U总
R总
变大
变大
变小
不变
电路动态分析
2、滑动变阻器的滑片P的位置的变化
1、电键的断开或闭合
引起电路中电学物理量的变化原因:
分析电路时,首先去掉电压表,判断是串联还是并联的,再将电压表还原,判断出它们分别测量的是哪部分的电压。
教师指导
一、电键的断开或闭合
①串联电路
例1、在如图所示的电路中,将电键K闭合,则电流表的示数将______,电压表的示数将________(均填“变大”、“变小”或“不变”)。
变大
变大
例2、在图中,灯泡L1和灯泡L2是______联连接的。当电键K断开时,电压表的示数将________;电流表的示数将__________(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
并
不变
减小
②并联电路
29
例3、如图所示,电源电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器滑片自a向b移动的过程中( )
A、电压表V1示数变大,V2示数变大,
电流表A的示数变大
B、电压表V1示数不变,V2示数变大,
电流表A的示数变小
C、电压表V1示数不变,V2示数变小,电流表A的示数变大
D、电压表V1示数变小,V2示数变大,电流表A的示数变小
二、滑动变阻器滑片位置的变化
①串联电路
D
分析:表V1测R1两端电压,表V2测R2两端电压,滑片向右移动,电阻变大,电路中电流变小,定值电阻两端电压变小,滑阻两端电压变大。
例4、如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动过程中(假设灯丝电阻不变),下列说法正确的是( )
A、电压表和电流表示数都变小
B、电压表和电流表示数的比值变大
C、电压表示数变大,灯变暗
D、电流表示数变大,灯变亮
A
分析:电压表测量是灯两端的电压,滑片向右移动的过程中,电阻变大,电流变小,灯两端的电压随之变小,灯变暗。
例5、如图,当滑片P向左移动时,A表和V表将如何变化。
电流表示数: ;
电压表示数: 。
分析:R1和R2串联,其中电压表看作断开,R2是当做定值电阻接入电路的。滑片移动不能改变电路中的电流大小,但电压表测量的是R1和R2左边这部分两端的总电压,往左边移动时,可以看作电阻丝的长度变短了,电压表并联的电阻阻值变小,电流不变,因此电压表示数变小。
变小
不变
②并联电路
例6、如图,当滑片P向右移动时,A1表、A2表和V表将如何变化?
电流表A1示数 ,
电流表A2示数 ,
电压表V示数 。
不变
变小
不变
并联电路各支路互不影响;但滑片移动会对干路上的电流产生相应的影响。
小结与归纳
一、欧姆定律在串、并联电路中的应用
二、电路动态分析
1、电键的断开或闭合
2、滑动变阻器滑片位置的变化
1.如图所示,电源电压保持不变,R1=7,R2=8,S闭合,电压表的示数为4V,则电源电压是( )
A.7.5V B.8.5V C.7V D.6.5V
A
2、如图所示,电源电压为6V保持不变,R1=5,R2=10,当开关由闭合到断开时,电压表的示数将( )
A.由2V变为6V B.由4V变为6V
C.由4V变为2V D.6V保持不变
B
3、如图所示的电路中,电源电压为3V,开关闭合后,电流表和电压表的读数分别是0.1A和2.0V,则通过R2的电流是 A,R2两端的电压是 V,Rl的电阻是 Ω
0.1
1
20
当堂训练
4、在如图所示的电路中,当电键K断开时,电阻R1与R2是________联连接的。电键K闭合时,电压表的示数将________(选填“变小”、“不变”或“变大”)。
串
变小
5、如图所示,电源电压6V保持不变,滑动变阻器的最大电阻为30Ω,当S闭合时,滑片P从a端向变阻器的中点c移动时,电压表的示数_____,电流表的示数______(填“变大”、“变小”或“不变”,当滑片P移到b点时,通过Rac的电流为_____A。
不变
变大
0
6.如图所示的电路中,电源电压为6V不变,当S断开时,电流表示数为2A,当S闭合时,电流表的示数变化了0.5A,求R1、R2阻值。
解:当S断开时
R1两端的电压U1=6V,
通过R1的电流I1=2A,
当S闭合时,R1和R2并联,流过R1的电流仍为2A,
流过R2的电流为0.5A,
7、如图所示电路,电源电压为12V,R1=R3=4Ω,R2=6Ω,求:
(1)当S1,S2都断开时,电流表和电压表的示数各是多少?
(2)当S1,S2都闭合时,电流表和电压表的示数各是多少?
V
A
R1
R2
R3
S1
S2
解:(1)当S1、S2都断开时,R2和R3串联
总电阻R总=R2+R3=6Ω+4Ω=10Ω
电路中电流
I= = =1.2A
U
R总
12V
10Ω
R3两端电压
U3= I R3=1.2A×4Ω=4.8V
电流表和电压表的示数各是1.2A、4.8V。
(2)当S1、S2都闭合时,R3和电压表被短路了,
R1和R2并联,此时电压表示数为0
电路中电流
I1= = =3A
U
R1
12V
4Ω
电流表和电压表的示数各是5A、0V。
I2= = =2A
U
R2
12V
6Ω
总电流I总= I1+ I2=3A+2A=5A
7、如图所示电路,电源电压为12V,R1=R3=4Ω,R2=6Ω,求:
(1)当S1,S2都断开时,电流表和电压表的示数各是多少?
(2)当S1,S2都闭合时,电流表和电压表的示数各是多少?
V
A
R1
R2
R3
S1
S2
1、如图是某种握力计的原理图,其中弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起,R0为保护电阻,握力大小可通过电压表示数来显示.手握紧MN时,握力越大电压表的示数越大.则下列电路中符合这一原理的是( )
A. B.
C. D.
B
2、加在定值电阻两端的电压从8V增加到10V时,通过定值电阻的电流相应变化了0.2A,则该定值电阻阻值是多少?
解:
小窍门:
(1)应用欧姆定律解决串联电路中的问题
(2)分析串联电路的动态电路
(3)应用欧姆定律解决并联电路中的问题
板书设计
17.4 欧姆定律在串、并联电路中的应用(2)
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