人教版九年级物理全册教学案：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（答案含解析）

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
学习目标
1.理解欧姆定律,并在计算和分析中运用。
2.了解串、并联电路中电阻与电流、电压的关系。
自主探究
1.欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端的电压成　　　　,跟导体的电阻成　　　　。
2.串联电路的电流、电压规律:
(1)串联电路中的电流　　　　。
(2)串联电路中的总电压等于　　　　　　　　。
3.并联电路的电流、电压规律:
(1)并联电路中干路电流等于　　　　　　。
(2)并联电路中各支路两端电压　　　　。
合作探究
一、欧姆定律在串联电路中的应用
提出问题:
1.欧姆定律的内容、表达式和推导公式是什么
2.串联电路中电流、电压的规律是什么
答案点拨:
1.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。I=,R=,U=IR。
2.串联电路的电流、电压规律:
(1)串联电路中各处的电流相等,I=I1=I2。
(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。
例1:如图所示,电阻R1为10
Ω,电源两端电压为6
V。开关S闭合后,求:
(1)当滑动变阻器R接入电路的电阻R2为50
Ω时,通过电阻R1的电流I;
(2)当滑动变阻器接入电路的电阻R3为20
Ω时,通过电阻R1的电流I'。
解:(1)根据串联电路电流的规律可知,通过电阻R2的电流和通过电阻R1的电流相等。
根据欧姆定律得,电阻R1两端的电压U1=IR1,R2两端的电压U2=IR2。
根据串联电路电压的规律可得,U=U1+
U2=
IR1+
IR2=I(R1+
R2)
解得,I===0.1
A。
(2)同理分析可知,当滑动变阻器接入电路的电阻R3、R1串联时,电路中的电流I'===0.2
A
归纳总结:
1.串联电路中通过某个电阻的电流或串联电路的电流,等于　　　　　　　　　　　　　。
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　　　　。
二、欧姆定律在并联电路中的应用
提出问题:并联电路中电流、电压的规律是什么
答案点拨:并联电路的电流、电压规律:
(1)并联电路中干路电流等于各支路电流之和,I=I1+I2。
(2)并联电路中各支路两端电压相等,U=U1=U2。
例2:如图所示,电阻R1为10
Ω,电源两端电压为12
V。开关
S闭合后,求:
(1)当滑动变阻器R接入电路的电阻R2为40
Ω时,通过电阻R1的电流I1和电路的总电流I;
(2)当滑动变阻器接入电路的电阻R3为20
Ω时,通过电阻R1的电流I1'和电路的总电流I'。
解:(1)根据并联电路电压的特点可知,电阻R1和电阻R2两端的电压等于电源两端电压。
U1=U2=U=12
V
根据欧姆定律得
通过电阻R1的电流I1===1.2
A
通过电阻R2的电流I2===0.3
A
所以,总电流I=
I1+I2=1.2
A+0.3
A=1.5
A。
(2)同理可求得
通过电阻R1的电流I1'===1.2
A
通过电阻R3的电流I2'===0.6
A
所以,总电流I=
I1'+
I2'=1.2
A+0.6
A=1.8
A。
归纳总结:当并联电路中的一个支路的电阻改变时,这个支路的电流　　　　变化,干路电流　　　　变化,但是另一个支路的电流和电压　　　　。
课堂检测
1.教室里装有多盏电灯,每多开一盏灯,教室内电路的(　　)
A.总电阻增大
B.总电压增大
C.总电流增大
D.总电压、总电流都不变
2.如图所示,电路中R1的阻值为6
Ω。闭合开关S,电流表A1的示数为1.2
A,电流表A2的示数为0.3
A,则R2的阻值是(　　)
A.18
Ω
B.24
Ω
C.6
Ω
D.3
Ω
3.如图所示,闭合开关后,电压表示数为4.5
V,电流表示数为0.45
A。当移动滑动变阻器到电流表示数为0.3
A时,电压表示数为(　　)
A.1.5
V
B.3
V
C.4.5
V
D.6
V
4.在如图所示的电路中,电池的电压为12
V,滑动变阻器R的最大阻值是50
Ω,电阻R1的阻值为10
Ω。当滑动变阻器的滑片P从a端滑向b端时,电流表的变化范围是(　　)
A.0.24~0.2
A
B.0.2~0.24
A
C.0.2~1.2
A
D.1.2~0.2
A
5.灯泡L1、L2并联后接在电源两端,电源电压为6
V。L1的电阻为12
Ω,通过L2的电流为0.3
A,则L2的阻值为　　　　　
Ω,通过干路的电流为　　　　　
A。

6.一只小灯泡的额定电压为8
V,正常发光时通过它的电流为0.4
A,现将该小灯泡接在12
V的电源上,为使其正常发光,还应　　　　　联一个　　　　　
Ω的电阻。

7.如图所示,电源电压为12
V,闭合开关S,电压表的读数为3
V,它测量的是灯　　　　的电压。如果灯L1的电阻为60
Ω,则电流表的读数为　　　　
A。

8.电路元件A和B中的电流与两端电压的关系如图所示,由图可知,A的电阻是　　　　　Ω。若将A、B并联后接在电压为2
V的电源两端,干路中的电流是　　　　　
A。

9.如图所示,电源电压为6
V。闭合开关S,电压表V1示数为4
V,电流表示数为0.4
A。求:
(1)电压表V2的示数;
(2)R1、R2的阻值。
10.为防止酒驾事故的出现,酒精检测仪被广泛应用。有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精检测仪,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60
Ω。在图乙所示的工作电路中,电源电压恒为8
V,定值电阻R2=20
Ω。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0.2
mg/mL≤酒精气体浓度≤0.8
mg/mL。当电流表的示数为0.2
A时,试通过计算判断被检测者是否酒驾。
参考答案
自主探究
1.正比　反比
2.(1)处处相等　(2)各部分电路的电压之和
3.(1)各支路电流之和　(2)相等
合作探究
一、欧姆定律在串联电路中的应用
1.电源两端电压除以各分电阻之和
2.随之改变
二、欧姆定律在并联电路中的应用
会　会　不变
课堂检测
1.C　解析:教室里的灯都是并联的,每多开一盏灯,就相当于多并联了一个电阻,总电阻就减小,在电压一定时,电阻越小,通过干路中的电流就越大。
2.A　解析:从题图可知,电路为并联电路,电流表A1测干路中的电流,电流表A2测R2支路的电流,根据并联电路电流规律可知,通过R1的电流为0.9
A,根据欧姆定律可得电阻R1两端的电压为U=I1R1=0.9
A×6
Ω=5.4
V,在并联电路中各支路两端的电压相等,所以电阻R2的阻值为R2===18
Ω,A项正确。
3.B　解析:在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,即=,=,U2=3
V。
4.C　解析:当滑片在a端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为0,电流表的示数I1===1.2
A;当滑片在b端时,电路中总电阻R总=R1+R=10
Ω+50
Ω=60
Ω,此时电流表的示数I2===0.2
A。
5.答案:20　0.8
解析:L1跟L2并联,两灯两端的电压都等于电源电压,根据公式R2=可得出灯泡L2的电阻,利用公式I1=可求出通过灯泡L1的电流,干路的电流I=I1+I2。
6.答案:串　10
解析:电源电压高于小灯泡额定电压,应串联上一个电阻起分压作用。U=U-UL=12
V-8
V=4
V,IL=0.4
A,R===10
Ω。
7.答案:L2　0.15
解析:由“去表法”知,本题为串联电路,电压表接在灯泡L2的两端,测L2两端电压,L1两端电压U1=U-U2=12
V-3
V=9
V,电流表读数:I===0.15
A。
8.答案:5　0.6
解析:由题图可知,A是定值电阻,任取一组数据,即可求出电阻值。若将A、B并联后接入电压为2
V的电路中,通过A的电流为0.4
A,通过B的电流为0.2
A,干路中的电流为IA+IB。
9.答案:(1)2
V　(2)10
Ω　5
Ω
解析:(1)由串联电路的规律可知U2=U-U1=6
V-4
V=2
V。(2)由I=得R1===10
Ω,R2===5
Ω。
10.答案:(1)6
V　(2)见解析
解析:(1)当被检测者的酒精气体的浓度为0时,R1的电阻为60
Ω。
由公式I===0.1
A,U1=IR1=0.1
A×60
Ω=6
V。
(2)当电流表的示数为0.2
A时,由公式I=得:R1=-R2=-20
Ω=20
Ω
由题图甲可知,被检测者的酒精气体浓度为0.3
mg/mL。0.2
mg/mL<0.3
mg/mL<0.8
mg/mL,所以被检测者属于酒驾。