17.4《欧姆定律在串、并联电路中的应用》导学案
学习目标
1.
理解欧姆定律,能运用欧姆定律进行简单的计算;
2.
能根据欧姆定律以及电路的特点,得出串、并联电路中电阻的关系。
课内探究
探究一:等效电阻
1.
等效电阻概念
在电路中,如果一个电阻的效果和几个电阻在同一电路中的效果相同,可以认为这个电阻是几个电阻的等效电阻。这个概念可以结合“合力与分力的关系”对照理解。
电阻在电路中的作用即对电流的阻碍作用。这里的“等效”可以理解为在同一个电路中,即电源电压相同,电阻对电流的阻碍作用相同,电路中的电流大小相同。
如果电源电压相同,在图1和图2中电流表示数相同,可以认为R为R1和R2串联后的等效电阻,也称总电阻。
2.
串、并联电路中等效电阻与各分电阻的关系
(1)串联电路总电阻与各分电阻的关系
推导过程:
结论:
(2)
并联电路总电阻与各分电阻的关系
等效电阻电路如图3、图4所示。两个图中电流表示数相同,说明R和R1、R2并联的效果相同,可以认为R是其等效电阻。
推导过程:
结论:
探究二:串联电路和并联电路电阻规律的应用
1.串联电路电阻的规律:
推到结论:串联电路中,电阻两端电压之比等于_____________________。
2.并联电路电阻的规律:
推到结论:并联电路中,通过各支路电流之比等于__________________________。
探究三:典型例题
例题1
如图所示,电阻R1为10Ω,电源两端电压为6V,开关S闭合后,求:(1)当滑动变阻器R接入电路的电阻R2为50Ω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20Ω时,通过电阻R1的电流I,。
例题2
如图所示,电阻R1为10Ω,电源两端电压为12V。开关S闭合后,求:(1)当滑动变阻器R2接入电路的电阻为40Ω时,通过电阻R1的电流I1和电路的总电路I;(2)当滑动变阻器接入电路的电阻R3为20Ω时,通过电阻R1的电流I1,和电路的总电流I,。
例题3
在如图所示的电路中,电源电压U=8V,且保持不变,R1=10Ω
,R2=40Ω
.试问:
(1)若开关S1闭合,S2断开,当滑片P滑到a端时,电流表的示数为0.2A,此时滑动变阻器R的电阻值为多大?(2)若开关S1、S2均闭合,当滑片P滑到b端时,电流表的示数是多少?
四、课堂练习:
1.
有两个电阻阻值分别为6Ω和9Ω,串联后接到某电源上,两电阻中的电流之比为_____________,两电阻两端的电压之比为_____________。如把这两个电阻改为并联后接到原电路中,那么两电阻中的电流之比为_____________,两个电阻两端的电压之比为_____________。
2.
某段导体两端的电压为3V时,通过它的电流为0.6A,则该导体的电阻为_____________Ω;当导体两端的电压减小一半时,则该导体的电阻为_____________Ω。
3.
把R1=15Ω和R2=5Ω的两电阻并联后接在电源上,通过R1的电流是0.4A,R2两端的电压为________V,干路中的总电流为_____________A。
4.
学校照明电路的总电阻,当(
)
A.全校电灯开关都闭合时最大
B.全校电灯开关都闭合时最小
C.全校电灯开关都断开时最小
D.全校电灯少用时最小
5.
电阻R1和R2并联在某电源上,且R1>R2,以下说法中正确的是(
)
A.R1两端的电压大于R2两端的电压
B.R1中的电流等于R2中的电流
C.R1中的电流大于R2中的电流
D.R1中的电流小于R2中的电流
6.
如图所示电路,已知电源电压为3V,R2为6Ω,当S断开时,电流表的示数为1A,如把S合上,电流表的示数为(
)
A.0.5A
B.0.75A
C.1A
D.1.5A
7.
一个20Ω的电阻,接在由4节干电池串联的电源上,要测这个电阻中的电流和两端的电压,电流表,电压表选的量程应为(
)
A.0~0.6A,0~3V
B.0~0.6A,0~15V
C.0~3A,0~3V
D.0~3A,0~15V
8.
为了使一只电阻为10Ω、正常工作的电压为6V的电灯接在24V的电源上能正常工作,那么电路中必须(
)
A.串联一只30Ω的电阻
B.串联一只10Ω的电阻
C.并联一只30Ω的电阻
D.并联一只10Ω的电阻
9.
如图所示路中,电源电压为6V,电压表示数为4V,R2=4Ω,求电流表的示数为和R1的阻值。(你有几种解法?)
10.如图所示的电路中,R1=10Ω,滑动变阻器R2的规格为“2A、20Ω”,电源电压为6V并保持不变,求:
⑴.当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端时,电流表和电压表的变化范围;
⑵.如果滑片P在a、b间的某一位置时,电压表的读数是4V,电流表的读数是0.4A,此时滑动变阻器接入电路的那部分电阻是多少
11.如图所示的电路中,R1=400Ω,R3=20Ω,电源电压U=12V且保持不变,当S1、S2断开时,电流表的示数为0.1A,求:
(1)
R2的阻值,
(2)S1、S2闭合时电流表的示数。
12.一只灯泡两端的电压是3V,能正常发光,此时的电阻是6Ω。如果把这只灯泡接到电压为9V的电源上,电路中应串联一个多大的电阻,灯泡才能正常发光?
13.如图所示电源电压9伏,电阻R1=6欧,通过R1的电流是0.5安,干路中的电流是2安,求电阻R2的阻值,和R1、R2的等效电阻?