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专题 17.4 欧姆定律在串、并联电路中的应用
知识点一:串联电路中电阻关系
(1)串联电路的总电阻等于各个分电阻之和;
(2)表达式:R=R+R
1 2
(3)说明:串联电阻相当于增加了导体的长度,所以串联电阻的总电阻比任何一个分电阻都大。
(4)串联电路中的分压作用:串联电路中各电阻分得的电压与电阻的阻值成正比,电阻越大,分得的电压
越大。即:电流一定时,电压与电阻成正比。
知识点二:并联电路中电阻关系
(1)并联电路的总电阻的倒数等于各个分电阻的倒数之和。
(2)表达式:1/R=1/ R+1/R
1 2
(3)说明:并联电阻相当于增加了导体的横截面积,所以并联电阻的总电阻比任何一个分电阻都小。
(4)并联电路的分流作用:并联电阻中各支路的电流与他们的电阻成反比,电阻越小的支路,电流越大。
知识点三:欧姆定律在串、并联电路中的应用
1.解决动态问题;
2.解决最值问题;
3.求解电学量;
4.解决与电学有关的实际问题。一、解决串并联电路问题需要掌握的基础知识
1.电阻R,R 串联有以下几个特点:
1 2
(1)电流特点:I=I=I(串联电路中各处的电流相等)
1 2
(2)电压特点:U=U+U(总电压等于各处电压之和)
1 2
(3)电阻特点:R=R+R(总电阻等于各电阻之和)
1 2
2.电阻R,R 并联有以下几个特点:
1 2
(1)电流特点:I=I+I(干路电流等于各支路电流之和)
1 2
(2)电压特点:U=U=U(干路电压等于各支路电压)
1 2
(3)电阻特点: (总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和)
3.欧姆定律的应用:
(1)同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关, 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增
大。
(2)当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小。
(3)当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大。
二、利用欧姆定律解题思维方法和解题规律
学习欧姆定律单元,一般教学经验丰富,业务过硬的物理教师,会指导学生总结出利用欧姆定律解决
串并联电路问题解题规律。交给学生一把打开解决问题的钥匙如下:
(1)对于单个导体在电路中工作的问题,只要把精力放在找这个导体的两端电压 U,流经电流I,导体电阻R。各量均用国际单位,根据欧姆定律列出方程:I=U/R,所求量在该方程中解出即可。
(2)对于两个导体串联时,分别找出每个导体对应的电流、电压和电阻。如:对于导体A,电阻R ,两端
1
电压U ,流经电流I ,这三个量满足欧姆定律:I=U/R;对于导体B,电阻R ,两端电压U ,流经电流
1 1 1 1 1 2 2
I ,这三个量满足欧姆定律:I=U/R。然后再根据串联电路电流、电压、电阻的特点将上面两方程联系起
2 2 2 2
来。比如:
①串联电路两导体流经电流相等,也就是I=I=I(I是串联电路总电流),这样
1 2
U/R=U/R=U/R(U是串联电路总电压,R为总电阻),题中待求的物理量就在这个方程中,
2 2 1 1
解方程即可!
②串联电路两导体电压之和等于电路总电压,也就是 U+U=U,这样将U=IR ,U=IR 代入得IR+IR=U,
1 2 1 1 1 2 2 2 1 1 2 2
解这个方程可得所要求的量。
(3)对于两个导体并联时,分别找到两个支路导体的电流、电压、电阻,再看看电路的总电流、总电压、
总电阻。
如:对于第一个支路,流经电流I,电阻R,两端电压U,用欧姆定律联系起来建方程:I=U/R;对于第
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二个支路,流经电流I,电阻R,两端电压U,也用欧姆定律联系起来建方程:I=U/R;对于整个电路找
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总电流I,总电压U,总电阻R。再用欧姆定律联系起来建方程:I=U/R;
然后根据并联电路的电流、电压、电阻之特点,将以上方程联系起来会得到新的方程,所求的量就在新的
方程之中。
如:①根据并联电路电流特点:I+I=I得U/R+U/R=U/R;
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②根据并联电路电压特点:U=U=U得:IR=IR=IR
1 2 1 1 2 2
题中所要求解的物理量就在上述新方程之中。涉及电路其它方面的计算,都是以这个规律为基础解题。知识点一:串联电路中电阻关系
【例题1】(2019湖南邵阳)一盏调光台灯,其原理如图所示,闭合S,将滑片从左向右移动,电流表的
示数和灯L两端的电压变化分别是( )
A.变大、变大 B.变大、变小 C.变小、变小 D.变小、变大
知识点二:并联电路中电阻关系
【例题2】(2019安徽省)如图为电阻A和B的I﹣U图象。若将A、B串联接入某电源两端,则闭合开关
后,它们两端的电压U 、U 之比是________;若将A、B并联接入电源两端,闭合开关后,测得干路电流
A B
为0.6A,则电源电压是________V。
知识点三:欧姆定律在串、并联电路中的应用
【例题3】如图所示,甲图中小灯泡上标有“2.5V,0.75W”的字样,电压表如图乙所示.闭合开关,推动
滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光,此时电压表的示数如图丙所示.
求:(1)电源电压;
(2)电流表的示数;(3)此时滑动变阻器接入电路的阻值.
1.如图所示是某电子秤内部简化电路。R 是定值电阻,R 是压敏电阻,阻值随压力增大而减小,电源电压
0 x
保持不变。闭合开关,当R 上压力增大时,随之减小的是( )
x
A.通过R 的电流 B.通过R 的电流 C.R 两端的电压 D.R 两端的电压
x 0 x 0
2.如图所示,电源电压恒为6V,定值电阻R =20Ω.闭合开关S,电流表A 的示数为0.9A,则电流表A
1 2 1
的示数为 A,定值电阻R 的阻值为 Ω。
2
3.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,已知R =3R ,当S和S 闭合、S 断开时,电压表和电流表的示
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数分别为U 和I ;当S 断开、S和S 闭合时,电压表和电流表的示数分别为U 和I ,则U :U 、I :I 分
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别是( )A.1:1、4:3 B.1:2、1:3 C.1:1、1:4 D.1:4、1:1
一、选择题
1.(2019湖南郴州)如图所示,电源电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P自中点向b端移动的
过程中,下列关于电表示数变化情况判断正确的是( )
A.电流表A 变小,A 变小,电压表V不变
1 2
B.电流表A 变小,A 不变,电压表V不变
1 2
C.电流表A 变小,A 变小,电压表V变大
1 2
D.电流表A 不变,A 变大,电压表V变小
1 2
2.(2019武汉)如图所示,电源电压保持不变。只闭合开关S ,电流表和电压表均有示数,若再闭合开
1
关S,则下列说法正确的是( )
2A.电流表示数变大,电压表示数变小 B.电流表示数变小,电压表示数不变
C.电压表示数与电流表示数的比值变小 D.电压表示数与电流表示数的比值不变
3.(2019四川达州)如图是物理兴趣小组设计的四个测量身高的电路图,身高仪都由电压表改装而成。
能实现身高越高身高仪示数越大且刻度均匀的电路是( )
A. B.
C. D.
4.(2019安徽省)如图电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关,向左移动滑片P,则(
)
A. 电压表的示数变大,电流表的示数变大
B. 电压表的示数变大,电流表的示数变小
C. 电压表的示数不变,电流表的示数变大
D. 电压表的示数变小,电流表的示数变大
5.(2018•临沂)如图所示的电路中,电流表 A 的示数为 0.5A,A 的示数为 0.3A,电阻R 的阻值为
1 2 2
10Ω.下列说法正确的是( )A.通过电阻R 的电流为0.5A
1
B.电源电压为5V
C.电阻R 的阻值为15Ω
1
D.若断开开关S,电流表A 示数变大
2 1
二、填空题
6.(2020四川成都模拟)在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。当闭合开关S,滑动变阻器/的滑片
P在a点时,电流表示数为0.5A。将滑片P从a点移动到最右端的过程中,通过滑动变阻器的电流随电阻
变化图像如图乙所示。则电源电压U=_____ V。当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电流表的读数为
_____A。
7.(难题)如图所示,已知电源电压为U,三个电源的阻值分别为R 、R 和R ,则:(1)当S 、S 均断开,
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电流表示数为_________,电压表的示数为__________;(2)当S、S 均闭合时,电压表示数为_________,
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电流表的示数为__________.三、计算题
8.(2019海南模拟题)如图所示,电源电压恒定,R 的阻值为20Ω,R 的阻值为10Ω.当S闭合,S 、S
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断开时,电流表的示数为0.5A.求
(1)电源电压;
(2)当S、S、S 都闭合时,电流表的示数变化了0.4A.则R 的阻值是多大?
1 2 3
9.(2019上海)在图所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,电阻R 的阻值为10欧,滑动变阻器
1
R 上标有“1A”字样。电键S闭合后,电压表V的示数为5伏。求:
2
①通过电阻R 的电流I。
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②电路正常工作10秒后,电流通过电阻R 做的功W .移动滑动变阻器的滑片P,电源电压和电压表示数的
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比值最大为3,求电压表示数的最大值和最小值的差值。
10.(2019湖北宜昌模拟题)如图甲是某电子秤的原理示意图,R 为定值电阻,托盘下方的电阻R 为压敏
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电阻,其电阻大小与托盘内所放物体质量m大小的关系图如图乙所示.已知电源电压为6V保持不变.
(1)当托盘为空时,R 电阻值;
2(2)若托盘为空时,电流表示数为I=0.01A,求定值电阻R 的阻值;
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(3)若放入某物体后,电流表示数为I=0.02A,求该物体的质量大小.
2
11.某同学设计了一个利用如图1所示的电路来测量海水的深度,其中R =2Ω是一个定值电阻,R 是一
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个压敏电阻,它的阻值随所受液体压力F的变化关系如图2所示,电源电压保持6V不变,将此压敏电阻用
绝缘薄膜包好后放在一个硬质凹形绝缘盒中,放入海水中保持受力面水平,且只有一个面积为 0.02m2的面
承受海水压力。(设海水的密度ρ =1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
水
(1)当电流表示数为0.2A时,求压敏电阻R 的阻值;
2
(2)如图2所示,当压敏电阻R 的阻值为20Ω时,求此时压敏电阻R 所在深度处的海水压强;
2 2
(3)若电流的最大测量值为0.6A,则使用此方法能测出海水的最大深度是多少?
12.甲、乙两地相距40km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知每条输电线每千米的电阻为0.2Ω.现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,枪修员进行了如下操作:在甲地利用电源(电压
恒为6v)、定值电阻Ro(阻值为20Ω)、电压表(量程为0~3V)以及开关等与输电线组成了一个检测电
路(如图所示,电压表未画出):闭合开关后,电压表示数为2V;解答如下问题:
(1)根据题意判定电压表的连接位置,将它接入检测电路;
(2)计算出短路位置离甲地的距离。