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第十七章
欧姆定律
17.4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,会用欧姆定律计算电流、电压、电阻
2.能利用欧姆定律得出串、并联电阻的关系。
3.通过计算,学会解答电学计算题的一般方法,培养学生逻辑思维能力,培养学生解答电学问题的良好习惯。
【课前预习】
1.把两根材料相同、长度相等、横截面积不等的电阻丝并联在电路中,下列说法中正确的是
A.通过粗电阻丝的电流较大
B.通过细电阻丝的电流较大
C.加在粗电阻丝两端的电压较大
D.加在细电阻丝两端的电压较大
2.有两个电阻R1和R2,当它们两端的电压之比是4∶3时,通过它们的电流之比是2∶5,则R1和R2的电阻之比是
A.5∶3
B.10∶3
C.3∶5
D.8∶15
3.两条长度相等、截面积不等的同种材料制成的电阻丝,串联在电路中,则粗电阻丝(
)
A.电流强度较大
B.电流强度较小
C.电压较大
D.电压较小
4.从欧姆定律可导出R=
,下列说法正确的是(
)
A.当电压为0时,电阻为0
B.当电流增大2倍时,电阻减小2倍
C.当电压增大2倍时,电阻增大2倍
D.不管电压或电流如何变化,电阻不变
5.小明的奶奶有随手关灯的好习惯.当她关灯后,家中电路变大的物理量是( )
A.总电阻
B.总电压
C.总功率
D.总电流
【课前预习】答案
1.A
2.B
3.D
4.D
5.A
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
一、复习回顾
I
=
U
R
R=
U
I
U=
IR
【学习探究】
(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:
I
U1
U2
U总
U总
I
R总
等
效
由欧姆定律可知
R1
=I
U1
U2
=I
R2
U总
=I
R总
I
R总
=IR1+IR2
R总=R1+R2
R1
R2
又有:U总=U1+U2,即
探究1:串联电路的电阻
一、欧姆定律的推理
结论:
R总=R1+R2
两电阻串联,总电阻等于两分电阻之和。
R1
R2
I
思考:三个电阻串联能用这个结论吗?
n个电阻串联呢?
R总=R1+R2+R3
R总=R1+R2+…+Rn
R总=nR0
串联电路的总电阻等于各分电阻之和
n个相同的电阻R0串联呢?
或:
I总
U
U
I总
R总
等
效
由欧姆定律可知
即:
又有:I总=I1+I2,即
I1
I2
I1
=
U
/
R1
I2
=
U
/
R2
I总
=
U
/
R总
U
/
R总
=
U
/
R1
+
U
/
R2
探究2:并联电路的电阻
结论:两个电阻并联后的总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和。
三个电阻串联:
n个电阻并联呢?
n个相同的电阻R0并联呢?
电阻并联后总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和
探究3:串联电路电压分配规律
R1
R2
I
U1
U2
U总
=
=
串联电路中各用电器两端电压之比等于各用电器电阻之比
=
R1
R2
I
I1
I2
探究4:并联电路电流分配规律
=
并联电路中通过各用电器的电流之比等于各用电器电阻的反比。
二、欧姆定律在串联电路中的应用
讲授新课
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R接入电路的电阻R3为20Ω时,通过电阻R1的电流I′。
解:(1)根据串联电路电流的规律,通过电阻R2的电流和通过电阻R1的电流相等,都等于I。
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U=U1+U2,有
U=IR1+IR2=I(R1+R2)
(2)同(1)的分析一样
1.串联电路中通过某个电阻的电流或串联电路的电流,等于电源两端电压除以各分电阻之和。
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。
三、欧姆定律在并联电路中的应用
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R接入电路的电阻R2为40Ω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R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′
。
解:(1)根据并联电路电压的特点
U1=U2=U=12V
由欧姆定律得
总电流
I=I1+I2=1.2A+0.3A=1.5A
(2)同理可求得
总电流
当并联电路中的一个支路的电阻改变时,这个支路的电流会变化,干路电流也会变化,但另一个支路的电流和电压不变。
课堂小结
并
【课后练习】
【课后练习】答案
1.D
2.D
3.D
4.D
5.A
6.C
7.B
8.C
9.A
10.A
11.16
16
12.串
5
13.2︰3
2︰5
14.1:4
1:5
15.8
0.4