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第第十十七七章章 欧欧姆姆定定律律((原原卷卷版版))
课课时时1177..44 欧欧姆姆定定律律在在串串并并联联电电路路中中的的应应用用
2022年课程标准 物理素养
物理观念:会使用欧姆定律分析解决电阻的串并联问题;
3.4.2知道电压、电流和电
科学思维:理解电阻串、并联电路的基本规律;
阻。探究电流与电压、电阻
科学探究:利用欧姆定律解答电路问题;
的关系,理解欧姆定律。
科学态度与责任:会分析动态电路。
知知识识点点一一、、欧欧姆姆定定律律在在串串联联电电路路中中的的应应用用
1.串联电路中电流的计算:如图所示,根据串联电路中电流的规律,通过各个用电器的电流都相
同,都是I。
由欧姆定律可知,U=IR,U=IR,
1 1 2 2
根据串联电路电压规律U=U+U,有: ,可得: 。
1 2
总结:串联电路中,通过各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个电阻之
和。
培优拓展:串联电路中电阻的变化对电流、电压的影响
1.当串联电路中某一个电阻增大时,电路中的电流会减小,其他电阻两端电压会减小,该电阻两端电
压会增大;
2.当串联电路中某一个电阻减小时,电路中的电流会增大,其他电阻两端电压会增大,该电阻两端
电压会减小。
2.串联电路的电阻关系:以两个电阻串联为例,如图所示,两个电阻阻值分别为R、R 串联电路两端
1 2
电压为U,电路中的电流为I,R、R 串联后的总电阻为R。
1 2
由欧姆定律可知,U=IR,U=IR,U=IR;
1 1 2 2
因为U=U+U,可得:IR=IR+IR,即:R=R+R。
1 2 1 2 1 2结论:串联电路的总电阻等于各个电阻之和。
教材深挖:
(1)多个电阻串联后,相当于增加了导体的长度,所以串联后的总电阻大于任何一个串联的电阻;
(2)当多个电阻串联时,总电阻R=R+R+R+…+R;若n个阻值(R)相同的电阻串联时,R=nR。
1 2 3 n 0 0
3.串联电路中电阻的分压作用
如图所示,R、R 串联,根据欧姆定律可知U=IR,U=IR,所以 ;
1 2 1 1 2 2
即,串联电路中各电阻两端电压与其阻值成正比。
培优拓展:串联分压的两个重要推论
推论一:串联电路中任何两个电阻两端电压之比都等于其阻值之比,即:U:U:U:…:
1 2 3
U=R:R:R:…:R。
n 1 2 3 n
推论二:串联电路中,哪个用电器的电阻大,哪个用电器分得的电压就高, , 。
应用:当电路中总电压大于用电器正常工作电压时,可在电路中串联一个合适的电阻分去多余的电
压,用电器就可以正常工作了。
【典例1】(2022·四川德阳·二模)如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,闭合开关S,
将滑动变阻器的滑片P向右移,下列说法中正确的是( )。
A.电流表A的示数变大 B.电压表V 的示数不变
l
C.电压表V 的示数变小 D.电压表V 与电压表V 的示数之和保持不变
2 l 2
知识点二、欧姆定律在并联电路中的应用
11..并并联联电电路路电电流流的的计计算算::如如图图所所示示,,根根据据并并联联电电路路电电压压的的规规律律,,电电阻阻RR、、RR 两两端端电电压压都都等等于于电电源源电电压压
11 22
UU。。由欧姆定律可知, ;
当电阻R 的阻值发生变化,而电阻R 阻值不变时,因电源电压U不变,所以I 会变化,I 不变;
1 2 1 2
根据并联电路电流规律,有:I=I+I,干路电流也会变化。
1 2
总结:当并联电路的一个支路的电阻改变时,这个支路的电压不变,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都不变。
培 优 拓 展 : 若 并 联 电 路 中 有 多 个 电 阻 并 联 , 则 并 联 电 路 的 总 电 流 :
。
22..并并联联电电路路的的电电阻阻关关系系::以两个电阻的并联为例。如图所示,两个并联的电阻分别为R、R,并联电
1 2
路两端电压为U,通过R、R 的电流分别为I、I,干路中电流为I,R、R 并联后的总电阻(等效电阻)
1 2 1 2 1 2
为R。
由欧姆定律可知, ,
因为I=I+I,所以 ,即 。
1 2
结论:并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。
培优拓展:
(1)因为导体并联相当于增加了导体的横截面积,所以并联后的总电阻比任何一个分电阻都小;
(2)并联电路每增加一个并联支路,都相当于增大了一次导体的横截面积,并联电路总电阻就会减
小;
(3)在只有两个电阻并联时, ;
(4)若n各电阻并联,则 ;当n各相同电阻并联时, 。
33..并并联联电电路路中中电电阻阻的的分分流流作作用用如图所示,R 与R 并联,根据欧姆定律可知 ,所以 ;
1 2
即:并联电路中,通过各支路的电流与其电阻成反比。
培优拓展:并并联联分分流流的的重重要要推推论论
推论:并联电路中通过任一两个电阻的电流之比都等于其阻值的反比。
应用:可将电流表与一个小电阻并联,进而改装成一个更大量程的电流表。
【典例2】(2024·新疆和田·一模)如图所示,R为定值电阻,R为滑动变阻器,电源电压保持不
1 2
变。闭合开关S,滑动变阻器滑片P从中点向右移动过程中,下列说法正确是( )。
A.电流表A 变小,A 变小,电压表V变大
1 2
B.电流表A 变小,A 不变,电压表V不变
1 2
C.电压表V的示数与电流表A 示数的比值变大
2
D.电流表A、A 的示数之差与电压表示数的乘积变大
2 1
知知识识点点三三、、知知识识导导图图
问问题题一一::欧欧姆姆定定律律在在串串、、并并联联电电路路计计算算中中的的应应用用
1.串、并联电路中的计算:利用欧姆定律解题时要注意:(1)上下标要统一。在实际电路中,往往有几个用电器,即使是同一个用电器,在不同时刻的I、
U值也不同,因此在应用欧姆定律解题时应对同一用电器同一时刻的I、U值标上统一的上下标,以避免
张冠李戴。
(2)单位统一。欧姆定律中的各物理量的单位一定要统一。例如有kV、mA等单位时,要注意换成
V、A。
2.I-U关系图像:I-U关系图像是一条直线时,说明是定值电阻,阻值不发生变化;I-U图像是曲线
的,说明是非定值电阻,阻值会发生变化,该图像上的每个点表示的都是在该位置时对应的电阻值,故
计算时只能从图像中读出相应的电流、电流值代入计算。
3.比值的计算
串联电路的分压规律 ;
并联电路的分流规律: 。
【典例1】(21-22九年级上·河南驻马店·期末)如图所示的电路,电源电压为6V且保持不变。当
开关S和S 都闭合,滑动变阻器的滑片P置于中点时,电流表的示数为0.4A,电阻R= Ω;此
1
时断开开关S,电流表的示数变为0.3A,则滑动变阻器的最大电阻为 Ω。
1
【变式1-1】(2024·湖南岳阳·一模)在实践活动课上,小明同学设计了如图甲所示的模拟调光灯
电路。电源电压恒定, 为定值电阻。闭合开关S后,将滑动变阻器 的滑片P由最右端向左移动,直
至灯泡L正常发光。此过程中,电流表A的示数随两电压表 (电压表 未画出)示数变化关系图
像如图乙所示。小灯泡正常发光时的电阻为 Ω,电源电压为 V;若 的滑片可任意滑
动,为了保证灯泡的安全,电路中至少要再串联一个 Ω的电阻。
【变式1-2】(22-23九年级上·四川泸州·期末)如图所示的电路,电源电压3V不变,R=10Ω,
1
R=20Ω,闭合开关S后,电流表的示数为A,电压表V 测的是 (选填“R”“R”或“电源”)
2 1 1 2
的电压,电压表V 与V 的示数之比为 。
1 2问问题题二二::动动态态电电路路分分析析
1.开关类动态电路分析:开关类动态电路分析解题步骤
(1)画出等效电路图,确定开关闭合前后电路的连接特点;
(2)明确电压表、电流表测量的对象;
(3)分析开关闭合前后各物理量的变化情况,得出结论。
2.滑动变阻器滑片移动类动态电路分析:滑动变阻器滑片移动类动态电路分析解题步骤
滑动变阻器滑片的移动一般不会改变电路结构,只会改变电路中电阻的大小,解题步骤如下:
(1)画出等效电路图,确定开关闭合前后电路的连接特点;
(2)明确电压表、电流表测量的对象;
(3)按照“先电阻、再电流、最后电压”的顺序,分析电路中电阻、电流、电压的变化情况。
技巧点拨:当动态电路中分析涉及电表示数比值或乘积问题时,可分析比值或乘积所代表的物理意
义,如V表与A表的比值可能是某用电器阻值,两个A表之差可能是某支路电流大小等,再结合电流变化
情况分析求解。
3.敏感电阻(传感器)类动态电路分析:由各敏感电阻(如光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻等)引
起的电流动态变化,其本质上与滑动变阻器滑片移动引起的电路的动态变化相同,其分析方法也基本相
同。
【典例2】(2024·山东济宁·二模)如图所示电路,电源两端电压为 且保持不变。电阻
,滑动变阻器 的铭牌上标有“20Ω 1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,两块电压表的量
程均为0~3V,在保证电路安全的条件下,下列说法中正确的是( )。
A.电流表A的示数范围为0.15A~0.45A
B.电压表 示数范围为1.5V~3V
C.电压表 示数范围为0~3V
D.滑动变阻器 的阻值取值范围为5Ω~15Ω
【变式2-1】41.(23-24九年级下·北京·期中)如图所示,电源电压保持不变,R为定值电阻,
2
R为滑动变阻器,滑片P处于中点,下列说法正确的是( )
1A.闭合开关S和S,滑片P向右移,电压表V 示数变大,电流表A示数不变
2 1
B.闭合所有开关,滑片P向左移过程中,电压表V 示数与电流表A示数之比不变
2
C.滑片P处于中点时,先闭合开关S、S,再闭合开关S,电流表A和电压表V 示数均变大
2 1 1
D.若将电压表V 和V 换成对应的电流表A 和A,闭合开关S和S,滑片P向右移电流表A 示数不
1 2 1 2 1 2
变,电流表A 和A示数变小
1
【变式2-2】(21-22九年级上·河南驻马店·期末)近年来,火灾事故频繁发生,给人民的生命和
财产带来了重大的损失。为了能够及时发现火情避免火情的扩散,也为了增加人们逃生的机会,小明同
学设计了一种火灾烟雾报警装置,其原理电路如图所示, 为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照
强度的减弱而增大。当电流表示数减小至某一值时,装置报警。开关S闭合后,当有烟雾遮挡射向R的激
光时,下列说法正确的是( )。
A.电流表的示数变大
B.电压表的示数变小
C.减小电源电压,可使装置在较低浓度烟雾下就能报警
D.减小 的阻值,可使装置在较低浓度烟雾下就能报警
【【基基础础强强化化】】
1.(2024·天津·二模)如图所示电路,电源电压不变,只闭合开关S,灯泡L正常发光;再闭合
开关 ,下列判断正确的是( )。A.灯泡L变亮 B.灯泡L亮度不变
C.电流表示数不变 D.电压表示数变小
2.(2024·湖北·一模)如图所示是灯泡L与电阻R的电流与电压关系图像,根据图像可得
( )。
A.灯泡的电阻是
B.电阻R的阻值随电流、电压的增大而增大
C.L与R串联在5V的电源上使用时,通过L的电流是0.4A
D.L与R并联在2V的电源上使用时,通过干路的电流是0.6A
3.(2024·安徽滁州·二模)科技兴趣小组为检测水流速度变化的情况,设计了如图所示的模拟电
路,电路中电源电压恒定, 是定值电阻。当水流速度越大,探头上下表面的压力差就越大。下列说法
正确的是( )。
A.水流速度增大,电压表示数变小,电流表示数变大
B.水流速度减小,电压表示数变大,电流表示数变小
C.电压表和电流表可以改装成显示水流速的仪表
D.水流速度增大,定值电阻的电功率变小
4.(2024·江苏泰州·二模)如图甲所示,闭合开关S、S,电压表示数如图乙,两电流表的指针
1 2
均如图丙,则通过L 的电流为 A,此时L 的电阻为 Ω(结果保留一位小数);仅断
1 1
开S,电流表A A。
2 15.(2024·贵州遵义·一模)如图甲电路中电源电压保持不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程
为0~15V,R的阻值变化范围为0~20Ω,R为定值电阻。闭合开关,滑片P在某两点间移动时电流与电压
1 2
表示数的变化关系图像如图乙。R= Ω;在保证电路安全的情况下,电压表的最大示数与最小示
2
数之差是 V。
【【素素养养提提升升】】
6.(2024·江苏泰州·二模)小华连接了图甲所示的电路,电源电压不变。电流表量程均为0.6A,
定值电阻R=10Ω,闭合开关S后再闭合开关S 或S,将滑动变阻器滑片从最右端向左调节至中点的过
1 1 2
程,电压表与电流表A 示数的I-U图像如图乙,下列说法正确的是( )。
2
A.电源电压为5V B.开关S、S 闭合,电路中最小电流为0.15A
1
C.该电路能通过的最大电流为0.5A D.滑动变阻器的最大阻值为20Ω
7.(2024·贵州六盘水·二模)如图所示,电源电压可调,定值电阻 ,电流表的量程均为
,滑动变阻器标有“ ”的字样。在确保电路安全的情况下,下列说法正确的是
( )。A.电源电压最大只允许调至
B.滑片P向左移动过程中,电流表 的示数变大
C.当电源电压调至 ,滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为
D.当电源电压调至 ,电流表A的示数最小为
8.(2024·黑龙江哈尔滨·二模)如图所示,在“探究电流与电阻的关系”时,电源电压恒为
4.5V,R可选用5Ω、10Ω、20Ω的电阻,滑动变阻器R规格为“25Ω,0.5A”,电压表(量程为0-
1 2
3V),电流表(量程为0~0.6A)。下列说法不正确的是( )。
A.将R由10Ω换成20Ω,不需要调节滑动变阻器的滑片
1
B.调节滑动变阻器滑片的过程中,应观察电流表的示数
C.实验中可保持R两端电压为3V
1
D.将R由10Ω换成20Ω,正确操作后滑动变阻器的功率将变小
1
9.(23-24九年级下·山东青岛·自主招生)如图所示的电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑
片P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U、U和U表示,电表示数变
1 2 3
化量的大小分别用ΔI、ΔU、ΔU和ΔU表示。已知电源电压保持不变,下列判断正确的是( )。
1 2 3
A. 不变, 不变 B. 变大, 变大
C. 变大, 不变 D. 变大, 变大
10.(2024·河北邯郸·一模)如图甲所示的电路中,电源电压不变,滑动变阻器标有“20Ω 2A”
字样,灯泡L的额定电压为6V,其I-U图像如图乙所示,当滑片P处于最右端,仅闭合开关S 时,电路
1
中的电流为0.3A。
(1)求电源电压;
(2)断开开关S,闭合开关S,将滑片P移至距左端 处时,定值电阻两端的电压为3.6V,求定值
1 2
电阻R的阻值;(3)用另外一个定值电阻 替换灯泡L,闭合开关是S 和S,将滑动变阻器的滑片移至最左端,将
1 2
一电流表串联在电路中某一位置时,电流表的示数如图丙所示,求定值电阻 的可能值。
【【能能力力培培优优】】
11.(2024·江苏常州·一模)如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑动变阻器
阻值从最大变化到最小,R和R中的某个电阻其“I-U”关系图线如图乙所示,则下列说法正确的是(
1 2
)。
A.R的阻值是20Ω
1
B.滑动变阻器R的最大阻值是30Ω
2
C.电流表的示数变化范围是0~0.2A
D.电压表V 的示数变化范围是0~4V
2
12.(2024九年级下·重庆·专题练习)图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S、 ,断
开 ,滑动变阻器 的滑片从最右端向左滑动到某点时,小灯泡正常发光;保持滑动变阻器 的滑片位
置不变,闭合开关S、 ,断开 ,再将滑动变阻器 的滑片继续向左滑动到最左端。两次电流表示数
与电压表示数关系图像如图乙所示。下列说法中错误的是( )。
A.定值电阻 的阻值是10Ω B.电源电压是3VC.小灯泡正常发光的电阻是5Ω D.滑动变阻器 最大阻值是25Ω
13.(23-24九年级下·河北邯郸·期中)在图(a)所示电路中,电源电压可调,定值电阻 的阻
值为10Ω,滑动变阻器 标有“2A”字样(最大阻值已看不清)。调节电源电压为 ,闭合开关 ,电
流表A与电流表 的示数之比为9:4且电流表 的示数如图(b)所示。
(1)求电源电压 ;
(2)求滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)调节电源电压,使其增大至U,发现移动滑动变阻器滑片P,通过电流表A的示数最大变化量为
1A;如图(c)改变电路连接方式(电流表A量程不变),将滑动变阻器 与 串联,闭合开关 ,移
动滑动变阻器的滑片,从一端移至另一端,电流表A示数的最大变化量为0.5A,求电源电压U和滑动变
阻器 的最大阻值。