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第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用
学
习
目
标
1.理解运用欧姆定律和电路特点推导串、并联电路中电阻关系的过程.
2.理解串联电路的等效电阻,会用串联电路的特点和欧姆定律分析解决简单的串联电路问题.
3.理解并联电路的等效电阻,会用并联电路的特点和欧姆定律分析解决简单的并联电路问题.
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。
1.欧姆定律
数学表达式
I =
U
R
R=
U
I
U= IR
(1)串联电路中各处的电流是相等的;
I=I1=I2=…=In
(2)串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和。
U=U1+U2+…+Un
2 .串联电路中的电流、电压规律:
R2
U
I
R1
U1
U2
I2
I1
I1
I
I2
R2
R1
U
(1)并联电路中干路电流等于各支路电流之和;
I=I1+I2+…+In
(2)并联电路中各支路两端电压相等。
U=U1=U2=…=Un
3.并联电路中的电流、电压规律:
(1)实验原理:根据欧姆定律的变形公式 R = .
(2)实验电路图:
4 .伏安法测电阻
(3)连线:根据电路图连接电路,此时开关应_______,滑动变阻器调到阻值______的位置,使电路中电流最小。
(4)调压:接通电源后,通过调节_________________使电压达到小灯泡正常工作电压,然后再逐渐降低电压.
断开
最大
滑动变阻器滑片
利用欧姆定律解决问题
知识点1
串联电路中的电阻的规律
实验1:用“伏安法”探究串联电路中电阻的规律.
实验原理:R=U/I
实验器材:5Ω、10Ω的电阻、电流表、电压表、开关、
学生电源、滑动变阻器各1个,导线若干.
实验电路图:
电阻串联的实质是增大了导体的长度,所以串联电路的总电阻比任何一个分电阻都要大.
定性研究:
理论推导:
代入电压规律得:IR=I1R1+I2R2.
由于I=I1=I2,所以R=R1+R2.
因为R1、R2是串联的,所以有
电压规律:U=U1+U2;电流规律:I=I1=I2
欧姆定律:
I =
U
R
—
所以对于R1,则有
I1 =
U1
R1
—
所以对于R2,则有
I2 =
U2
R2
—
串联电路,则有
将I1、I2、I变形后得U1=I1R1,U2=I2R2,U=IR
I =
U
R
—
【例1】如图所示,电阻R1为12Ω,将它与R2串联后接到8V的电源上,已知R2两端的电压是2V.请求出电路的总电阻.
解:由R1与R2串联在电路中,
得出U1=U-U2=8V-2V=6V,
I=I1=
U1
R1
—
=
6V
12Ω
——
=0.5A
R=R1+R2=12Ω+4Ω=16Ω.
【例3】如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,电压表示数为6V,电流表示数为0.6A,断开S2后,电压表示数变为2V,则R2的电阻和电源电压分别是( )
A.10Ω,9V B.20Ω,6V
C.20Ω,9V D.10Ω,6V
串联电路中欧姆定律的应用
解析:闭合开关S1、S2时,电阻R2被短路,电路中只有电阻R1,故此时电压表示数即为电源电压,根据欧姆定律可得 ,当S1闭合、S2断开时,电路中的R1和R2串联,电压表测量的是R1两端电压,为2V,则R2两端电压为6V-2V=4V,根据 可得,电阻R2的阻值为2×10Ω=20Ω.
故选B。
知识点2
并联电路中的电阻的规律
实验电路图:
电阻并联的实质是增大了导体的横截面积,所以并联电路的总电阻比任何一个分电阻都要小.
定性研究:
理论推导:
由于电压相等,故
因为R1、R2是并联的,所以有
电压规律:U=U1=U2;电流规律:I=I1+I2
所以对于R1,则有
I1=
U1
R1
—
所以对于R2,则有
I2=
U2
R2
—
并联电路,则有
【例4】如图所示,是某探究小组测量电阻时所得到的两个定值电阻A和B的电流和电压关系的图象,则A的电阻值为_____Ω;若将A和B并联接入到电压为15V的电源两端时,电路中的总电流为_____A.
解析:由电阻A的图象知,当I1=1A时,U1=6V,
由电阻B的图象知,当I2=0.6A时,U2=6V,
电阻A和B并联接到电压为15V的电源两端时,总电流
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并联电路中欧姆定律的应用
R1一定
1.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
2.如图所示,3个阻值均为10Ω的电阻R1、R2、R3串联后接在电压恒为U的电路中,某同学误将一只电流表并联在电阻R2的两端,发现电流表的示数为1.5A,据此可知电压U=_____V;若用一只电压表替代电流表并联在R2的两端,则电压表的示数应为_____V.
解析:电流表在电路中相当于一段导线,若将电流表并联在R2的两端,则R2被短路.
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1.从课后习题中选取;
2.完成练习册本课时的习题。