内容正文:
第十七章 欧姆定律
第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用
人民教育出版社
八年级物理
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。
欧姆定律:
数学表达式:
I =
U
R
R=
U
I
U= IR
复习回顾
串联电路电流电压的关系:
R2
U
I
R1
U1
U2
I2
I1
并联电路电流电压的关系:
I
问题:串并联电路电阻的关系?
I=I1=I2 U电源=U1+U2
I=I1+I2 U电源=U1=U2
猜想:串联后电阻增大,总电阻等于各电阻之和;并联后电阻减小,总电阻的倒数等于各电阻倒数之和
I1
I
I2
R2
R1
I
U
R2
U
I
R1
U1
U2
I2
I1
I
串联电路电阻的关系
分析:
I1=I2 U电源=U1+U2
IR总=I1R1+I2R2
R总=R1+R2
I1
I
I2
R2
R1
I
U
分析:
U1=U2 I=I1+I2
结论:串联电路的总电阻等于各部分电路(各用电器)电阻之和。
结论:并联电路的总电阻的倒数等于各部分电路(各用电器)电阻的倒数之和。
思考2-1.串联电路的分压关系
(1)如右图,已知通过R1的电流I1=0.4A,R1=10Ω,R2=20Ω,分别求出R1、R2两端的电压U1、U2 ,并试着找串联联电路中个用电器两端电压与电阻的关系。
(2)串联分压公式推导过程:
思考2-2.并联电路的分流关系
(1)已知R1=10Ω,R2=30Ω,电源电压U=9V,分别求出流过R1、R2的电流I1、I2 ,并试着找并联电路中各支路电流和电阻的关系。
(2)并联分流公式推导过程:
在探究电阻两端的电压跟通过电阻的电流的关系时,小东选用了两个定值电阻R1、R2分别做实验,他根据实验数据画出了如图所示的图象,请你根据图象比较电阻R1与R2的大小,R1 R2。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
1
2
3
U/V
I/A
0
0.2
0.4
0.6
R1
R2
0.8
欧姆定律的计算和应用
解:
方法1:由图像可知,电压相等时,I1<I2,根据 可得,电压相等时,电阻大的电流小,所以R1>R2。
方法2:由图像可知,电流相等时,U1>U2,根据 可得,电流相等时,电阻大的两端电压答,所以R1>R2。
利用欧姆定律解决问题
(2)
18V
16V
20Ω
0.8A
解:S2断开后,R1和R2串联
2V
0.8A
(1)
课本105页 例题1
0.9
18
18
0.9
18
解:闭合S1和S2,R2被短路,R1两端电压U'=18V,由图像可知,电流I'为0.9A
利用欧姆定律解决问题
课本105页 例题2
12V
12V
12V
1.5A
1.2A
0.3A
熟记:串联电路,电流处处相等,各部分电路(用电器)两端电压之和等于电源电压(总电压);各部分电路(用电器)电阻之和等于总电阻;串联电路,各用电器两端电压之比等于电阻之比。
并联电路,支路电流之和等于干路电流,各支路两端电压相等且等于电源电压;各支路电阻的倒数之和等于总电阻的倒数。并联电路,各支路电流之比等于电阻的反比。拓展:并联电路的总电阻小于任意支路的电阻。
在探究电阻两端的电压跟通过电阻的电流的关系时,小东选用了两个定值电阻R1、R2分别做实验,他根据实验数据画出了如图所示的图象,请你根据图象比较电阻R1与R2的大小,R1 R2。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
1
2
3
U/V
I/A
0
0.2
0.4
0.6
R1
R2
0.8
欧姆定律的计算和应用
解:
方法1:由图像可知,电压相等时,I1<I2,根据 可得,电压相等时,电阻大的电流小,所以R1>R2。
方法2:由图像可知,电流相等时,U1>U2,根据 可得,电流相等时,电阻大的两端电压答,所以R1>R2。
练习与应用
U
(1)解:
U电源=U1+U2=I1R1+I2R2=0.3A×5Ω+0.3A×15Ω=6V
(2)解:
U
5Ω
15Ω
0.3A
R1=80Ω
24V
0.2A
I=I1+I2=0.5A
(3)解:
20V
U
40Ω
0.2A
不能正常工作。
串联后:U1=IR1=0.2A×40Ω=8V
U2=U-U1=20V-8V=12V
8V
12V
(4)解:
答:至少要串联一个60Ω的电阻
40Ω
2.8V
2.0V
只闭合开关S,电压表测R1两端电压U1;再闭合S1,R2被短路,电压表测电源电压U。
R2=16Ω
方法2:串联电路电流I1=I2,
R1
R
S1
S
第2节 欧姆定律 基础分点练第6题
V
第2节 欧姆定律 能力提升第8题
24V
20Ω
I=1.6A
IR
I1
6V
10V
20Ω
解:UR=U-UL=10V-6V=4V
A1
A2
R1
R2
S
第2节 欧姆定律 能力提升第11题
第2节 欧姆定律 能力提升第12题
0.7V
0.1A
23Ω
I=0.45A
I1=0.3A
I2
10Ω
解:UR=IRR=0.1A×23Ω=2.3V
U=UR+U'=2.3V+0.7V=3V
(1)解:I2=I-I1=0.45A-0.3A=0.15A
(2)解:U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V
A
甲乙两地相距30km,在甲乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知输电线的电阻和长度成正比,现输电线在某处发生了短路,为确定短路的位置,甲地检修员用如图所示的测量仪接入电路时,电流为0.2A,乙地检修员用如图所示的测量仪接入电路时,电流为0.3A,则短路位置距离甲地多远?
【拓展提升】
s甲
s乙
甲
乙
B
C
D
第2节 欧姆定律 能力提升第13题
复习与提高
1、
2、
3、
2.5
2.4
2.4
2.4
2.5
2.0
2.0
2.1
2.0
2.0
4、解:
4.5V
3V
100Ω
5、解:
6、解:
7、解:
3V
2.5V
0.3A
8、解:
10、答:电流表的电阻非常小,电流表并联在用电器两端,会将用电器短路,如果电路中只有一个用电器,会造成电源短路;根据欧姆定律,电阻非常小,会导致电路中电流非常大,从而损坏电流表和电源。电压表的电阻非常大,电压表串联在电路中,由欧姆定律可知,电路中的电流非常小,相当于断路。
$