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文檔簡介
1、中考 2020專題17.4 歐姆定律在串、并聯電路中的應用課前預習.電阻R, R2串聯有以下幾個特點:(1)電流特點:I=I i=l2 (串聯電路中各處的電流 相等)(2)電壓特點:U=U+U2 (總電壓等于各處電壓 之和)(3)電阻特點:R=R+R (總電阻等于各電阻 之和).電阻R, R2并聯有以下幾個特點:(1)電流特點:I=I 1+I2 (干路電流等于各支路電流 之和)(2)電壓特點:U=U=U2 (干路電壓 等于各支路電壓)111,一(3)電阻特點: (總電阻的倒數等于各并聯電阻的倒數之和)R R R2.歐姆定律的應用:(1)同一個電阻,阻值不變,與電流和電壓無關,但加在這個電阻兩端
2、的電壓增大時,通過的電流 也增大。(2)當電壓不變時,電阻越大,則通過的電流就越小。(3)當電流一定時,電阻越大,則電阻兩端的電壓就越大。知識點解讀與例題突破知識點一:串聯電路中電阻關系(1)串聯電路的總電阻等于各個分電阻之和;(2)表達式:R=R+用(3)說明:串聯電阻相當于增加了導體的長度,所以串聯電阻的總電阻比任何一個分電阻都大。(4)串聯電路中的分壓作用:串聯電路中各電阻分得的電壓與電阻的阻值成正比,電阻越大,分得的電壓越大。即:電流一定時,電壓與電阻成正比。【例題1】(2019湖南邵陽)一盞調光臺燈,其原理如圖所示,閉合S,將滑片從左向右移動,電流表的示數和燈L兩端的電壓變化分別是(
3、)A.變大、變大【答案】CB.變大、變小C.變小、變小D.變小、變大【解析】由電路圖知,燈泡 L與滑動變阻器 R串聯,電流表測電路中的電流,根據滑片的移動可知接入電路中電阻的變化,據歐姆定律知電路中電流的變化,據串聯電路的電壓特點可知L兩端的電壓變化。由電路圖可知,燈泡 L與滑動變阻器 R串聯,電流表測電路中的電流,將滑片從左向右移動時,接入電路中的電阻變大,電路的總電阻變大,由I可知,電路中的電流變小,即電流表的示數變小,故 AB錯誤;變阻器接入電路中的電阻變大,由串聯電路的分壓特點可知,滑動變阻器兩端的電壓變大,燈泡兩端的電壓變小,故C正確、D錯誤。知識點二:并聯電路中電阻關系(1)并聯電
4、路的總電阻的倒數等于各個分電阻的倒數之和。(2)表達式:1/R=1/ R 1+I/R2(3)說明:并聯電阻相當于增加了導體的橫截面積,所以并聯電阻的總電阻比任何一個分電阻都小。(4)并聯電路的分流作用:并聯電阻中各支路的電流與他們的電阻成反比,電阻越小的支路,電流越大。【例題2】(2019安徽省)如圖為電阻A和B的I - U圖象。若將A、B串聯接入某電源兩端, 則閉合開關后,它們兩端的電壓 U、UB之比是;若將A、B并聯接入電源兩端,閉合開關后,測得干路電流為0.6A,【解析】(1)串聯電路中電流處處相等,將A和B串聯后接入某電源兩端時,若通過的電流I =0.2A時(也可取其他電流值),由圖象
5、可知,它們兩端的電壓 Ua= 1V, Ub= 2V,則Ua: Ub= 1V: 2V= 1: 2; (2)由圖象可知,當 Ul= 3V 時,Ia= 0.6A, I b= 0.3A ,則 RA= U/I A= 3V/0.6A =5Q,Rb= U/I b = 3V/0.3A =10Q ,若將A、B并聯接入電源兩端,則 A和B并聯的總電阻:瓦島 5flxiog_ 10 5Q+10Q3此時干路電流為 0.6A,則由I=U/R可得電源電壓:Ul= IR并=0.6AX10/3 Q= 2V。知識點三:歐姆定律在串、并聯電路中的應用【例題3】(2019湖南邵陽)如圖所示的電路中,電源電壓恒定不變,已知 R =
6、3R,當S和S閉合、S斷開時,電壓表和電流表的示數分別為U1和I1;當S斷開、S和4閉合時,電壓表和電流表的示數分別為廿和I 2,則 U: U2、Ii: I2分別是()A. 1 : 1、4: 31:2、1: 31: 1、 1: 41 : 4、 1:【答案】A【解析】當S1閉合、S斷開時,兩電阻并聯,電壓表測電源的電壓,電流表測干路電流;當S斷開、S2閉合時,兩電阻仍然并聯,電壓表測電源的電壓,電流表測通過R2支路的電流;根據電源的電壓不變判斷電壓表示數的變化,根據并聯電路的電壓特點和歐姆定律表示出各支路的電流,根據并聯電路的電流特點判斷電流表示數的比值。當S閉合、S2斷開時,等效電路圖如圖 1
7、所示;當S斷開、S2閉合時,等效電路圖如圖 2所示。RlRI*L電源的電壓不變,且兩種情況下電壓表測電源的電壓,所以兩次電壓表的示數不變,即u:以=1: 1;兩電阻并聯,Ri = 3R2,I i=U1/Ri , I 2=U/R2 ,貝 U 11: 124: 3。習題精練一、選擇題(2019海南)如圖所示是某電子秤內部簡化電路。R是定值電阻,R是壓敏電阻,阻值隨壓力增大而減小,電源電壓保持不變。閉合開關,當R上壓力增大時,隨之減小的是()A.通過R的電流B.通過R的電流C. Rx兩端的電壓D. R兩端的電壓【答案】C【解析】由圖知,F0與R串聯接在電路中,當 R上壓力增大時,其阻值減小,則電路中
8、的電流I增大,即通過R和R的電流均增大;又由歐姆定律U0=IRo,得R兩端的電壓U0增大;根據串聯電路的電壓規律 U=U+U, 得U=U U0,由于U不變,U0增大,則壓敏電阻兩端的電壓 U減小。故應選 Co(2019湖南郴州)如圖所示,電源電壓不變,閉合開關S后,滑動變阻器的滑片 P自中點向b端移動的過程中,下列關于電表示數變化情況判斷正確的是()A.電流表 A變小,A2變小,電壓表 V不變B.電流表 A變小,A不變,電壓表 V不變C.電流表 A變小,人變小,電壓表 V變大D.電流表 A不變,A2變大,電壓表 V變小【答案】B【解答】由電路圖可知,R與的并聯,電壓表 V測電源的電壓,電流表
9、A測R2支路的電流,電流表 A2測R支路的電流。因電源電壓保持不變,所以,滑片移動時,電壓表 V的示數不變,故 CD昔誤;因并聯電路中各支路獨立工作、互不影響,所以,滑片移動時,通過 R的電流不變,即電流表 A2的示數不變,當滑動變阻器滑片 P向右移動的過程中,接入電路中的電阻變大,由1=,可知,該支路的電流變小,即電流表Ai的示數變小,故 B正確,A錯誤。(2019武漢)如圖所示,電源電壓保持不變。只閉合開關Si,電流表和電壓表均有示數,若再閉合開關S2,則下列說法正確的是()A.電流表示數變大,電壓表示數變小B.電流表示數變小,電壓表示數不變C.電壓表示數與電流表示數的比值變小D.電壓表示
10、數與電流表示數的比值不變【答案】D【解析】由電路圖可知,只閉合開關S時,R與R2串聯,電壓表測Ri兩端的電壓,電流表測電路中的電流;若再閉合開關 S2時,R2被短路,電路為 Ri的簡單電路,電壓表測 Ri兩端的電壓,電流表測電路中的電流,根據電阻的串聯可知電路中總電阻的變化,根據歐姆定律可知電路中電流的變化和Ri兩端的電壓變化,根據歐姆定律結合 R的阻值判斷電壓表示數與電流表示數的比值變化。由電路圖可知,只閉合開關 Si時,R與R2串聯,電壓表測 R兩端的電壓,電流表測電路中的電流;若再閉合開關S2時,R2被短路,電路為 R的簡單電路,電壓表測 Ri兩端的電壓,電流表測電路中的電流,因串聯電路
11、中總電阻等于各分電阻之和,所以,電路中的總電阻變小,由I= U可知,電路中的電流變大,即電R流表示數變大,故 B錯誤; 電路中的電流變大,由 U=IR可知,R兩端的電壓變大,即電壓表的示數變大,故A錯誤;由R= U可知,電壓表示數與電流表示數的比值等于R的阻值,則其比值不變,故C錯誤、D正確。故選:d(2019四川達州)如圖是物理興趣小組設計的四個測量身高的電路圖,身高儀都由電壓表改裝而成。能實現身高越高身高儀示數越大且刻度均勻的電路是()【答案】A【解析】A.兩電阻串聯,電壓表測滑片下方電阻絲兩端的電壓,身高越高(滑片上移),與電壓表并聯部分的電阻越大,由串聯分壓的規律可知,電壓表的示數越大
12、;因電壓表與滑片串聯, 且電壓表可看做斷路, 所以變阻器始終以最大阻值接入電路,滑片移動時,電路總電阻不變,電源電壓不變,所以電路中電流不變,由Uv= IR滑下可知,電壓表的示數與滑片下方電阻絲的阻值成正比,所以刻度是均勻的,故 A符合題意;B.兩電阻串聯,電壓表測滑片上方電阻絲兩端的電壓,身高越高,電壓表并聯部分電阻越小, 但電路總電阻不變,電源電壓不變,所以電路電流不變;由于串聯電路用電器兩端電壓與其阻值成正比,所以身高越高,電壓表示數越小并且刻度是均勻的。故B不符合題意;C.兩電阻串聯,電壓表測變阻器兩端的電壓,身高越高,電壓表并聯部分電阻越大,滑動變阻器接入電路電阻變大,電路總電阻變大
13、;電源電壓不變,所以電路電流變小, 由于串聯電路用電器兩端電壓與其阻值成正 比,由Ul= IR知,身高越高,電壓表示數越大,但刻度是不均勻的。故C不符合題意;D.兩電阻串聯,電壓表測 R0兩端的電壓,身高越高,電壓表并聯部分電阻越大,滑動變阻器接入電路電阻 變大,電路總電阻變大;電源電壓不變,所以電路電流變小,由于串聯電路用電器兩端電壓與其阻值成正比, 所以身高越高,由 U= IR知,滑動變阻器兩端電壓越大,R兩端電壓即電壓表示數越小且刻度是不均勻的。故D不符合題意。(2019安徽省)如圖電路中,電源電壓保持不變,R為定值電阻。閉合開關,向左移動滑片P,則( )I0_-3-A.電壓表的示數變大
14、,電流表的示數變大B.電壓表的示數變大,電流表的示數變小C.電壓表的示數不變,電流表的示數變大D.電壓表的示數變小,電流表的示數變大【答案】A【解析】由電路圖可知,滑動變阻器與定值電阻串聯,閉合開關后,滑片向左滑動時,接入的阻值變小,則電路中總電阻變小,由I=U/R可知,在電源電壓不變時,電路中的電流變大,電流表實示數變大;R為定值電阻,由U= IR可知其兩端電壓變大,故電壓表示數變大;A符合題意,BCD不符合題意。(2018?臨沂)如圖所示的電路中, 電流表Ai的示數為0.5A,4的示數為0.3A,電阻R2的阻值為10a.下列說法正確的是()A.通過電阻Ri的電流為0.5AB.電源電壓為5V
15、C.電阻R的阻值為15aD.若斷開開關S2,電流表A1示數變大【答案】C【解析】由電路圖可知,兩電阻并聯,電流表A2測R2支路的電流,電流表 A測干路的電流;開關 S1控制整個電路,開關S2控制電阻R;根據并聯電路的電流特點求出通過電阻R1的電流,再根據并聯電路的電壓特點求出電源的電壓,利用歐姆定律求出電阻 R的阻值,若斷開開關 S2,只有R支路的電流,判斷出電流表 A1示數的變化。由電路圖可知,兩電阻并聯,電流表A2測R2支路的電流,電流表 Al測干路的電流;開關 S1控制整個電路,開關S2控制電阻R;因為并聯電路中干路電流等于各支路電流之和,所以通過電阻R的電流:I i=I - 12=0.
16、5A 0.3A=0.2A ,故 A 錯誤;又因為并聯電路中各支路兩端的電壓相等,故根據歐姆定律可得,電源的電壓:U=U2=I 2R=0.3AX10Q=3V,故 B錯誤;電阻Ri的阻值:_ u 3V 一R-二=15L,故C正確。-I I U. zA若斷開開關S2,電流表Ai只測量R2的電流,電流表 Ai示數變小,故D錯誤。二、填空題(2019湖南郴州)如圖所示,電源電壓恒為6V,定值電阻Ri = 20Q.閉合開關S,電流表4的示數為0.9A ,A,定值電阻R2的阻值為Qo則電流表Ai的示數為【答案】0.3 ; 10。【解析】由電路圖可知,R與R2并聯,電流表 A測R支路的電流,電流表 A測干路電
17、流, 因并聯電路中各支路兩端的電壓相等,所以,通過R即電流表A的示數:0.3A,I 1 =6V200因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和, 所以,通過定值電阻 R2的電流:I 2= I - I 1=0.9A 0.3A = 0.6A ,則定值電阻R2的阻值:R=6V0. 6A= 10QO(2018四川)在如圖甲所示的電路中,電源電壓保持不變。當閉合開關 S,滑動變阻器/的滑片P在a點時,電流表示數為 0.5A。將滑片P從a點移動到最右端的過程中,通過滑動變阻器的電流隨電阻變化圖像如圖乙所示。則電源電壓 U=V。當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時,電流表的讀數為 A。【解析】(1)滑片位于a點時
18、,滑動變阻器接入電路的阻值小,通過滑動變阻器的電流最大,由圖乙可知,通過變阻器的最大電流 I滑大=0.3A,此時變阻器接入電路中的電阻R滑=10Q,因并聯電路中各支路兩端的電壓相等,電源電壓等于這時滑動變阻器兩端電壓。由I=U/R可得,電源電壓: U=UI滑大R滑=0.3AX10Q=3V=因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,通過 R的電流:Ir=I I滑大=0.5A 0.3A=0.2A ,(2)當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時,由圖象可知,通過滑動變阻器的最小電流I滑小=0.1A,因并聯電路中各支路獨立工作、互不影響,所以,通過R的電流不變,即I r=0.2A ,干路最小電流:I總
19、小=I滑小+I r=0.1A+0.2A=0.3A ,這時電流表的讀數等于干路最小電流。解題關鍵:(1)并聯電路電流電壓特點;(2)歐姆定律公式應用;(3)能根據滑動變阻器的電流隨電阻變化 圖像分析收集滑動變阻器接入電路的電阻最小、最大時,流經變阻器的電流分別是多大。三、計算題(2019海南模擬題)如圖所示,電源電壓恒定,R的阻值為20Q,的的阻值為10a.當S閉合,S、S2斷開時,電流表的示數為 0.5A .求(1)電源電壓;(2)當S S1、S2都閉合時,電流表的示數變化了0.4A.則R的阻值是多大?【答案】(1)電源電壓為15V。(2) R的阻值為1000。【解析】本題考查了電阻的串聯和并
20、聯電路的特點及歐姆定律的應用;能根據電阻特點判定干路電流的大小是解題的關鍵。(1)當S閉合,Si、5斷開時,R和R2串聯接入電路中;根據電阻的串聯和I=可知,電源電壓為: U=I (R+RO =0.5AX (20Q+10Q) =15V;(2)當S、Si、&都閉合時,R2被短路,此時R和R并聯接入電路中,電流表測干路中的電流,此時的總電阻要小于R,當S閉合,Si、S2斷開時,R和R2串聯接入電路中,此時的總電阻要大于R,所以,R和R并聯的總電阻小于 Ri和R2串聯的總電阻,由歐姆定律可知,當 S、S、&都閉合時,干路中的電流變大,故并聯后干路中的電流為:I=0.4A+0.5A=0.9A- U 1
21、5V通過Ri的電流為:Ii正=0.75A;由并聯電路的電流特點可得,通過R 的電流為:I3=I I i=0.9A 0.75A=0.i5A ;則R的阻值為:R J 0.15A=100Qoi0. (20i9上海)在圖所示的電路中,電源電壓為i2伏且保持不變,電阻 Ri的阻值為i0歐,滑動變阻器R2上標有“1a”字樣。電鍵 S閉合后,電壓表 V的示數為5伏。求:通過電阻Ri的電流11。電路正常工作10秒后,電流通過電阻 R做的功 W.移動滑動變阻器的滑片 P,電源電壓和電壓表示數的比值最大為3,求電壓表示數的最大值和最小值的差值。ffi X77-【答案】見解析。【解析】根據電路圖可知,電壓表測量 R1兩端的電壓,又因為R1= 10Q,所以通過電阻R的電流I 1 =Hi5V10Q= 0.5A電源電壓和電壓表示數的比值最大為3,此時應為電壓表最小值,即 口 一 =3,彳導 U11 = 4V,電壓表最大值應該是當滑動變阻器阻值最小,即電流最大時,滑動變阻器R2上標有“ 1A”字樣,所以可得,1A=12
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