内容正文:
欧姆定律在串、并联电路中的应用
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
变形公式
U
R
I
等效电路
R
R1
R2
甲图
乙图
电压相同
电流相同
I1
I
I2
R2
R1
U
(1)并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和;
I=I1+I2
(2)并联电路中各支路两端电压相等。
U=U1=U2
3.并联电路中的电流、电压规律
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1. 会用欧姆定律,结合串、并联电路中电流、电压、电阻的特点,解决一些综合性的问题。
2. 通过计算,学会解答电学计算题的一般方法,培养逻辑思维能力、解答电学题的良好习惯。
素养目标
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等效电路
R
R1
R2
甲图
乙图
电压相同
电流相同
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U=6V
=10Ω
=20Ω
I′=?
6V
10Ω
20Ω
I′=I′1=I3=0.2A
30Ω
0.2A
0.2A
0.2A
抓住电源电压不变、定值电阻阻值不变
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由上面的例题,你能总结出什么规律?
(2)当串联电路中的一个电阻改变时,电路中的电流及另 一个电阻两端的电压都会随之改变。
(1)串联电路中的总电阻随其中一个电阻的增大而增大。
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为开展科技活动,某同学设计了一个用开关 S2,控制电阻为 R1 的电阻器两端电压的工作电路,如图 1 所示,电源电压为 18 V。此外,利用实验测得通过电阻为 R1 的电阻器的电流与其两端电压的关系如图 2 所示。
图 1
图 2
例 题 1
图 1
图 2
(1)电阻 R1 是多少?
解:从图 2 可知,电阻为 R1 的电阻器两端的电压 U′ 为 19 V 时,通过它的电流I′ 为 0.95 A。由欧姆定律可得
U′
I′
19 V
0.95 A
R1 = = = 20 Ω
思考讨论
R<R1
R<R2
电阻并联相当于增大导体的横截面积。
并联总电阻比任何一个分电阻都小。
几个导体并联后,总电阻为什么会变小呢?
结论:并联电路中,各支路的电流与支路电阻的大小成反比。
分流特点
由欧姆定律可知: U1=I1R1 U2=I2R2
因为在并联电路中:U1=U2
所以:
I1
I2
=
R2
R1
R1
R2
→
→
→
I
I1
I2
U1
U2
U
动态电路:是指对一个通常含有电源、滑动变阻器、开关、电流和电压表等电器元件的电路,通过改变变阻器接入电路的阻值或开关的通断等形式来改变电路的连接方式和电路参数值,进而改变电路中的总电阻、电流、电压。
方法、步骤:1.电流表的电阻非常小,在电路中相当于导线,可看作短路;
2.电压表的电阻非常大,在电路中相当于断路(开路)
动态电路分析
3.弄清电阻之间是串联还是并联或两者皆有
4.明确电路中的变量和不变量,首先确定不变的物理量(如电源的电压、各定值电阻,小灯泡的电阻以及小灯泡的额定电压等),然后根据欧姆定律去分析其它量的变化。
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R1一定
变阻器的滑片P向右移动过程中,三个电表的示数如何变化?
分析:
____;
示数变大
V2
V1
A
示数变小
____;
____。
R2 ↑→ R ↑→I ↓= I1 ↓ = I2
U1 ↓
U2 ↑
U不变
A
R1
R2
S
P
V2
V1
示数变小
动态电路分析
3. 如图甲所示,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压恒定。闭合开关S,调节滑动变阻器滑片,R1、R2两端的电压U1、U2与电流I的变化关系图象如图所示,其中正确的是 ( )
解析:R1与R2串联,要使电路中电流增大,滑动变阻器R2阻值应减小,R2分压减小,R1分压增大,即V1示数增大,V2示数减小。
B
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解:(方法二)
R
U
L
UL
=4.5V
=3.6V
RL=8Ω
=?
I
R总
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还可以发现并联电流分配与电阻成反比
即 =
活动2:探究并联电路中电阻的分流作用。
=
=
=
=
=
并联电路中各支路的电流与其电阻成反比
【练一练】1.如图所示,电源电压保持不变,只闭合开关S 时,电流表的示数为0.2 A,若再闭合开关S1,发现电流表的示数为0.5 A,此时通过R1 的电流为I1,通过R2 的电流为I2,则( )
A. I1 ∶ I2 = 2 ∶ 5
B. I1 ∶ I2 = 3 ∶ 5
C. R1 ∶ R2 = 3 ∶ 2
D. R1 ∶ R2 = 2 ∶ 3
D
1.如图所示,已知I=4.5 A,I2=0.9 A,电源电压为36 V,那么灯L1的电阻R1多大?
解:∵ 灯L1和灯L2并联
∴ I = I1 + I2
I1 = I - I2 = 4.5 A -0.9 A = 3.6 A
而 U1 = U2 =U= 36 V
L2
I2
I
36 V
L1
I1
∴R1= = = 10 Ω
U1
I1
36 V
3.6 A
课堂检测
(2)另一个电阻器的电阻 R2 是多少?
由于两个电阻器是并联的,它们两端的电压相等,即 U2 = U1 = 12V,且电流表的示数等于通过两个支路的电流之和 I,因此 S2 闭合后通过电阻为 R2 的电阻器的电流
I2 = I-I1 = 1.5 A-1.2 A = 0.3 A.
由欧姆定律可得
U2
I2
12 V
0.3 A
R2 = = = 40 Ω
还有别的方法吗?
方法二
U = IR总
R总 =
U
I
=
12
1.5
= 8 Ω
R总 =
R1R2
R1 + R2
8 =
10R2
10 + R2
R2 = 40 Ω
如图所示,当开关S 断开和闭合时,电流表示数之比是1∶4,则电阻R1和R2之比是( )
A.1∶4 B.4∶1
C.1∶3 D.2∶3
C
如图甲所示的电路中,闭合开关S后,两个电流表的指针指在同一位置,如图乙所示。则通过灯L1的电流I1=____A,通过灯L2的电流I2=____A,灯L1和灯L2的电阻之比R1∶R2=______。
0.2
4:1
0.8
并
课堂小结
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