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1、專題27 利用歐姆定律解決串并聯(lián)電路的計(jì)算問題知識(shí)點(diǎn)1:歐姆定律1.理解歐姆定律公式(1)解歐姆定律數(shù)學(xué)表達(dá)式(2)變形公式u=ir(3)2.兩個(gè)電阻串或者并聯(lián)電路電流、電壓、電阻的規(guī)律(1)串聯(lián)電路特點(diǎn):ii1i2 uu1u2 rr1r2(2)并聯(lián)電路特點(diǎn):ii1i2 uu1u2 3.歐姆定律使用注意:?jiǎn)挝槐仨毥y(tǒng)一,電流用a,電壓用v,電阻用;不能理解為:電阻與電壓成正比,與電流成反比,因?yàn)殡娮璩R?guī)情況下是不變的。知識(shí)點(diǎn)2:利用歐姆定律解串并聯(lián)電路問題思維方法和解題規(guī)律學(xué)習(xí)歐姆定律單元,一般教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富,業(yè)務(wù)過硬的物理教師,會(huì)指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出利用歐姆定律解決串并聯(lián)電路問題解題規(guī)律。交給學(xué)生一把
2、打開解決問題的鑰匙如下:(1)對(duì)于單個(gè)導(dǎo)體在電路中工作的問題,只要把精力放在找這個(gè)導(dǎo)體的兩端電壓u,流經(jīng)電流i,導(dǎo)體電阻r。各量均用國際單位,根據(jù)歐姆定律列出方程:i=u/r,所求量在該方程中解出即可。(2)對(duì)于兩個(gè)導(dǎo)體串聯(lián)時(shí),分別找出每個(gè)導(dǎo)體對(duì)應(yīng)的電流、電壓和電阻。如:對(duì)于導(dǎo)體a,電阻r1,兩端電壓u1,流經(jīng)電流i1,這三個(gè)量滿足歐姆定律:i1=u1/r1;對(duì)于導(dǎo)體b,電阻r2,兩端電壓u2,流經(jīng)電流i2,這三個(gè)量滿足歐姆定律:i2=u2/r2。然后再根據(jù)串聯(lián)電路電流、電壓、電阻的特點(diǎn)將上面兩方程聯(lián)系起來。比如:串聯(lián)電路兩導(dǎo)體流經(jīng)電流相等,也就是i1=i2=i(i是串聯(lián)電路總電流),這樣u2
3、/r2=u1/r1=u/r(u是串聯(lián)電路總電壓,r為總電阻),題中待求的物理量就在這個(gè)方程中,解方程即可!串聯(lián)電路兩導(dǎo)體電壓之和等于電路總電壓,也就是u1+u2=u,這樣將u1=i1r1,u2=i2r2代入得i1r1+i2r2=u,解這個(gè)方程可得所要求的量。(3)對(duì)于兩個(gè)導(dǎo)體并聯(lián)時(shí),分別找到兩個(gè)支路導(dǎo)體的電流、電壓、電阻,再看看電路的總電流、總電壓、總電阻。如:對(duì)于第一個(gè)支路,流經(jīng)電流i1,電阻r1,兩端電壓u1,用歐姆定律聯(lián)系起來建方程:i1=u1/r1;對(duì)于第二個(gè)支路,流經(jīng)電流i2,電阻r2,兩端電壓u2,也用歐姆定律聯(lián)系起來建方程:i2=u2/r2;對(duì)于整個(gè)電路找總電流i,總電壓u,總電
4、阻r。再用歐姆定律聯(lián)系起來建方程:i=u/r;然后根據(jù)并聯(lián)電路的電流、電壓、電阻之特點(diǎn),將以上方程聯(lián)系起來會(huì)得到新的方程,所求的量就在新的方程之中。如:根據(jù)并聯(lián)電路電流特點(diǎn):i1+i2=i得u1/r1+u2/r2=u/r;根據(jù)并聯(lián)電路電壓特點(diǎn):u1=u2=u得:i1r1=i2r2=ir題中所要求解的物理量就在上述新方程之中。涉及電路其它方面的計(jì)算,都是以這個(gè)規(guī)律為基礎(chǔ)解題?!纠}1】(2020湖北武漢)如圖所示,電源電壓15v保持不變,滑動(dòng)變阻器的滑片在最右端。閉合開關(guān)s1,斷開開關(guān)s2,滑片p移至中點(diǎn)附近時(shí),電流表的示數(shù)是0.5a,保持滑片p不動(dòng),閉合開關(guān)s2,斷開開關(guān)s1時(shí),電流表的示數(shù)是
5、0.2a,則電阻r3的阻值是( )a. 20b. 30c. 45d. 50【答案】c【解析】分析電路可知, 閉合開關(guān)s1,斷開開關(guān)s2,r2和r1串聯(lián),滑片p移至中點(diǎn)附近時(shí),設(shè)r2和r1串聯(lián)的總電阻為r,電流表的示數(shù)是0.5a,由歐姆定律可得r=30閉合開關(guān)s2,斷開開關(guān)s1時(shí),r2、r3和r1串聯(lián),保持滑片p不動(dòng),設(shè)r2、r3和r1串聯(lián)的總電阻為r,電流表的示數(shù)是0.2a, 由歐姆定律可得r=75滑片p保持不動(dòng),故電阻r3的阻值為r3= r- r=75-30=45【對(duì)點(diǎn)練習(xí)】如圖電路,電源電壓恒定,r112r26r3是定值電阻。閉合開關(guān)s1,單刀雙擲開關(guān)s2接a時(shí)電流表的示數(shù)為0.6a,接b
6、時(shí)電流表的示數(shù)可能為()a0.3 ab0.6 ac0.9 ad1.2 a【答案】c【解析】由電路圖可知,閉合開關(guān)s1,單刀雙擲開關(guān)s2接a時(shí),r1與r3串聯(lián),電流表測(cè)電路中的電流,因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,由i可得,電源的電壓:uia(r1+r3)0.6a×(12+r3),當(dāng)閉合開關(guān)s1,單刀雙擲開關(guān)s2接接b時(shí),r2與r3串聯(lián),電流表測(cè)電路中的電流,則電流表的示數(shù):ib0.6a+,當(dāng)r30時(shí),ib0.6a+1.2a,當(dāng)r3時(shí),ib0.6a,由r3是定值電阻可知,0.6aib1.2a,結(jié)合選項(xiàng)可知c符合?!纠}2】(2020四川南充)一燈泡標(biāo)有“6v、3w”的字樣,現(xiàn)
7、僅有8v的電源,要使小燈泡正常發(fā)光,應(yīng)該給小燈泡_(選填“串”或“并")聯(lián)一個(gè)_的電阻。(不考慮燈泡電阻受溫度的影響)【答案】 (1) 串 (2)4【解析】(1)根據(jù)題意知道,燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓ul =6v,功率pl =3w,所以,要使燈泡接到8v的電源上時(shí)正常發(fā)光,應(yīng)串聯(lián)一個(gè)電阻r分壓。(2)因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,串聯(lián)電阻兩端的電壓ur =u-ul =8v-6v=2v又因?yàn)榇?lián)電路中各處的電流相等,所以,由p=ui知道,燈泡正常工作時(shí)電路中的電流由知道,串聯(lián)電阻的阻值【對(duì)點(diǎn)練習(xí)】如圖甲所示的電路中,電源電壓恒定不變,圖乙是小燈泡l和定值電阻r1的電流與電壓關(guān)系
8、的圖象。當(dāng)只閉合s1、s2時(shí),電壓表示數(shù)為2v;當(dāng)只閉合s2、s3時(shí),電壓表示數(shù)為4v則電源電壓u= v,r2= 。 【答案】8;5【解析】(1)由電路圖可知,當(dāng)只閉合s1、s2時(shí),r1與l串聯(lián),電壓表測(cè)燈泡兩端電壓,由圖象知,燈泡兩端電壓為2v時(shí)的電流為0.6a,串聯(lián)電路中電流處處相等,即通過r1的電流也為0.6a,r1的電流為0.2a時(shí),電壓為2v,r1的電流與電壓成正比,所以r1的電流為0.6a,它兩端電壓為6v,所以電源電壓u=ul+u1=2v+6v=8v;(2)當(dāng)只閉合s2、s3時(shí),r2與l串聯(lián),電壓表仍測(cè)燈泡兩端電壓,燈泡兩端電壓為4v,由圖象知,此時(shí)通過燈泡的電流為0.8a,由串
9、聯(lián)電路特點(diǎn)可知,i2=il=0.8a,u2=uul=8v4v=4v,由歐姆定律可得r2的阻值:r2=u2/i2=4v/0.8a=5?!纠}3】(2020貴州黔東南)如圖所示電源電壓保持不變,r1=r2=r3=20,當(dāng)s1、s2都斷開, 電流表示數(shù)0.3a,求:(1)電源電壓;(2)s1,s2都閉合時(shí),電流表示數(shù)是多少?【答案】(1) 12v;(2) 1.2a?!窘馕觥?1) s1、s2都斷開時(shí),電路為r1和r2的串聯(lián)電路,電源電壓為(2) 當(dāng)s1、s2都閉合時(shí),電路電阻r2被短路,電路為r1、r3組成的并聯(lián)電路,電流表示數(shù)是【對(duì)點(diǎn)練習(xí)】如圖所示,甲圖中小燈泡上標(biāo)有“2.5v,0.75w”的字樣
10、,電壓表如圖乙所示閉合開關(guān),推動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,使小燈泡正常發(fā)光,此時(shí)電壓表的示數(shù)如圖丙所示求:(1)電源電壓;(2)電流表的示數(shù);(3)此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值【答案】(1)4.3v;(2)0.3a;(3)6【解析】由圖甲所示電路圖可知,滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián),電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓,電流表測(cè)電路電流.(1)由圖乙可知,電壓表沒有調(diào)零,電壓表量程為03v,分度值為0.1v,初始值為0.2v,由圖丙所示電壓表可知,其量程為03v,分度值為0.1v,示數(shù)為2v,則滑動(dòng)變阻器兩端電壓ur=2v0.2v=1.8v,燈泡正常發(fā)光時(shí)其兩端電壓等于其額定電壓2.5v,則電源電壓:u=ur+ul額=
11、1.8v+2.5v=4.3v;(2)電流表示數(shù)等于通過燈泡的電流,燈泡正常發(fā)光,電流i= pl額/ ul額=0.75w/2.5v=0.3a(3)由歐姆定律:i=u/r可知,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值:r= ur/i=1.8v/0.3a=6.一、選擇題1.(2020江蘇連云港)如圖所示電源電壓恒定閉合開關(guān),滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)的過程中,下列說法正確的是()a. 電流表示數(shù)增大b. 電壓表示數(shù)減小c. 定值電阻r兩端的電壓增大d. 電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)比值增大【答案】d【解析】abc由圖可知,電阻r和變阻器串聯(lián),電壓表測(cè)量變阻器兩端的電壓,電流表測(cè)量電路中的電流,滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng),變阻器連
12、入電路的電阻變大,由電阻的串聯(lián)可知電路的總電阻變大,由i=可知通過電路的電流變小,即電流表的示數(shù)變小,由u=ir可知定值電阻r兩端的電壓變小,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知變阻器兩端的電壓變大,即電壓表的示數(shù)變大,故abc錯(cuò)誤;d電壓表的示數(shù)變大,電流表的示數(shù)變小,電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)比值增大,故d正確。2.如圖所示,電源電壓保持不變,開關(guān)s閉合后,燈l1和l2都正常發(fā)光,甲、乙兩個(gè)電表示數(shù)之比為4:3此時(shí)燈l1和l2的電阻之比為()a1:3b3:1c3:4d4:3【答案】a【解析】如果甲乙任何一個(gè)為電流表,將會(huì)形成短路,所以甲乙都為電壓表,此時(shí)燈l1、l2串聯(lián),電壓表甲測(cè)量電源電壓,電壓表乙測(cè)量
13、l2兩端電壓;已知甲、乙兩個(gè)電表的示數(shù)之比是4:3,即u:u2=4:3;所以燈l1、l2兩端電壓之比為u1:u2=(u-u2):u2=(4-3):3=1:3;根據(jù)串聯(lián)電路中的電阻與電壓成正比,可得l1、l2的電阻之比:r1:r2=u1:u2=1:3,故選a。3.某同學(xué)利用如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),電源電壓恒為3伏,更換5個(gè)定值電阻rx,得到如圖乙所示的圖象。以下有關(guān)敘述正確的是( ) a該同學(xué)研究的是電流和電壓的關(guān)系b實(shí)驗(yàn)中電壓表的示數(shù)保持0.5伏不變c滑動(dòng)變阻器阻值變化范圍為1歐5歐d將rx從5歐換成10歐后,應(yīng)將滑片p向左移【答案】c【解析】研究電流和電壓的關(guān)系時(shí),要控制電阻不變,由圖乙知
14、,電阻是變化的,故a錯(cuò)誤;由題意和圖象可知,該同學(xué)研究的是電流和電阻的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)中要控制rx兩端的電壓不變(即電壓表示數(shù)不變);由圖乙知,電流與電阻之積(即rx兩端的電壓):u=irx=0.5a×5=0.1a×25=2.5v,即電壓表保持2.5伏不變,故b錯(cuò)誤;由圖乙知,電流最大為0.5a時(shí),對(duì)應(yīng)的電阻為5,根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的規(guī)律,變阻器連入電路中的電阻:;由圖乙知,電流最小為0.1a時(shí),對(duì)應(yīng)的電阻為25,根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的規(guī)律,變阻器連入電路中的電阻:;所以,滑動(dòng)變阻器阻值變化范圍為1歐5歐,故c正確;根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,將定值電阻由5改接成10的電阻,電阻
15、增大,其分得的電壓增大(大于2.5v);探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電阻兩端的電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分得的電壓使電壓表的示數(shù)減小為2.5v,由分壓原理,應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻,所以滑片應(yīng)向右端移動(dòng),故d錯(cuò)誤。故選:c。4.如圖所示的電路中,電流表a1的示數(shù)為0.5a,a2的示數(shù)為0.3a,電阻r2的阻值為10下列說法正確的是( ) a通過電阻r1的電流為0.5ab電源電壓為5vc電阻r1的阻值為15d若斷開開關(guān)s2,電流表a1示數(shù)變大【答案】c【解析】由電路圖可知,兩電阻并聯(lián),電流表a2測(cè)r2支路的電流,電流表a1測(cè)干路的電流;開關(guān)s1控制整個(gè)電路,開關(guān)
16、s2控制電阻r1;因?yàn)椴⒙?lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以通過電阻r1的電流:i1=ii2=0.5a0.3a=0.2a,故a錯(cuò)誤;又因?yàn)椴⒙?lián)電路中各支路兩端的電壓相等,故根據(jù)歐姆定律可得,電源的電壓:u=u2=i2r2=0.3a×10=3v,故b錯(cuò)誤;電阻r1的阻值:r1=u/ i1=3v/0.2a=15,故c正確。若斷開開關(guān)s2,電流表a1只測(cè)量r2的電流,電流表a1示數(shù)變小,故d錯(cuò)誤。5.如圖所示,r0為定值電阻,r1為滑動(dòng)變阻器,a1,a2為實(shí)驗(yàn)室用電流表(接線柱上標(biāo)有“”,“0.6”,“3”),閉合開關(guān)后,調(diào)節(jié)滑片p使兩電流表指針?biāo)肝恢孟嗤?。下列說法正確的是()a.電
17、流表a1與a2的示數(shù)之比為1:4 b.通過r0與r1的電流之比為4:1c.r0與r1兩端的電壓之比為1:4 d.r0與r1的阻值之比為4:1【答案】d 【解析】由電路圖可知,r0與r1并聯(lián),電流表a1測(cè)r0中的電流,電流表a2測(cè)干路電流,因并聯(lián)電路中總電流等于各支路電流之和,且兩電流表指針?biāo)肝恢孟嗤?,所以,電流表a1的量程為00.6a,電流表a2的量程為03a,因指針位置相同時(shí)大量程示數(shù)是小量程示數(shù)的5倍,所以,電流表a1與a2示數(shù)之比為1:5,即i=5i0,a錯(cuò)誤;由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可得,通過r0與r1的電流之比:=,b錯(cuò)誤;因并聯(lián)電路兩端的電壓都相等,所以r0與r1兩端的電壓之比為1:
18、1,c錯(cuò)誤;根據(jù)并聯(lián)電路的分流特點(diǎn)可知,r0與r1的阻值之比:=,d正確。6.如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,r1=2r2,閉合s、s1,斷開s2時(shí),電壓表示數(shù)為5v,閉合s、s2,斷開s1時(shí),電壓表示數(shù)為7v,則r:r2為( )a.3:2 b.3:3 c.7:5 d.5:7【答案】a 【解析】當(dāng)閉合s、s1,斷開s2時(shí),r1與r串聯(lián),電壓表測(cè)r兩端的電壓;由串聯(lián)電路電壓特點(diǎn),結(jié)合歐姆定律有:(u-5)/ r1=5/ r.(1)當(dāng)閉合s、s2,斷開s1時(shí),r2與r串聯(lián),電壓表測(cè)r兩端的電壓;由串聯(lián)電路電壓特點(diǎn),結(jié)合歐姆定律有:(u-7)/ r2=7/ r.(2)題中已知條件r1=2r2.(
19、3)由(1)(2)(3)三個(gè)式子可得:r:r2=3:27.甲圖是燈泡l和定值電阻r的iu圖象,將l和r先后以乙圖和丙圖兩種方式連在同電源上,若乙圖中u1:u2=m,丙圖中,i1:i2=n,則下述正確的是( ) am=n bmn cmn dmn=1【答案】b【解析】本題考查的是串并聯(lián)電路和歐姆定律。圖乙中,燈泡與電阻串聯(lián),u1:u2=m;圖丙中,燈泡與電阻并聯(lián),i1:i2=n,分別根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律和并聯(lián)電路的電壓規(guī)律求得兩電阻之比,然后即可得出結(jié)論。由圖乙知,燈泡與電阻串聯(lián),由i=u/r可知,當(dāng)電流相同時(shí),電壓與電阻成正比,即:u1:u2=rl乙 /r=m由圖丙知,燈泡與電阻并聯(lián),由i=u
20、/r可知,當(dāng)電壓相同時(shí),電流與電阻成反比,即:i1:i2= r/ rl丙 =n由圖象甲可知,燈泡電阻隨電壓增大而增大,而乙圖中燈泡兩端電壓比丙圖中小,所以rl乙<rl丙,則m1/n,即mn1,故d錯(cuò)誤;由圖象甲可知,在電流相同時(shí),燈泡的電壓較大,即u1u2,則u1:u2=m1,由前面的解答可知1m1/n,則可得n1,比較可知mn,故ac錯(cuò)誤,b正確。二、填空題8(2020黑龍江龍東農(nóng)墾森工)如圖所示,電源電壓保持不變,電阻r1r2r310,要使r2、r3并聯(lián),且兩端電壓等于電源電壓,應(yīng)閉合開關(guān) ,此時(shí)電流表的示數(shù)為i1;要使r1、r2串聯(lián),應(yīng)斷開開關(guān)s1、s2,此時(shí)電流表的示數(shù)為i2;則
21、i1:i2 ?!敬鸢浮縮1、s2; 4:1?!窘馕觥咳鐖D所示,要使電阻r2、r3并聯(lián),則電阻r2、r3中必須有電流通過,所以應(yīng)閉合開關(guān)s1、s2,此時(shí)電流表測(cè)干路電流,因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和,所以,電路中的總電阻:r5,此時(shí)電流表的示數(shù):i1;斷開開關(guān)s1、s2時(shí),r1、r2串聯(lián),電流表測(cè)電路中的電流,因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,此時(shí)電流表的示數(shù):i2,所以,i1:i2:4:1。9.(2020河南)在如圖所示的電路中,電阻r0為6,電源電壓不變。把“6v 3w”的小燈泡接在 ab間,cd間接電流表,閉合開關(guān)s,小燈泡正常發(fā)光,則電源電壓為_v,電流表的示數(shù)為
22、_a。如果把這個(gè)小燈泡接在cd間,ab間接電壓表,閉合開關(guān)s,若燈絲電阻與正常發(fā)光時(shí)相同,則電壓表的示數(shù)為_v?!敬鸢浮?1) 6 (2)1.5 (3) 2【解析】(1)燈泡接在ab之間,電路為并聯(lián)電路,此時(shí)小燈泡正常發(fā)光,所以電壓為燈泡的額定電壓 6v。(2)電流表接在cd之間,測(cè)量干路電流,其中r0的電流小燈泡的電流為所以干路電流電流表的示數(shù)為1.5a。(3)改換電路后小燈泡和電阻r0串聯(lián),電壓表測(cè)量r0兩端的電壓,小燈泡的電阻串聯(lián)分壓可得并且由此可得,電壓表的示數(shù)為2v。10(2020齊齊哈爾)如圖所示的電路中,電源電壓恒定不變,已知r13r2當(dāng)s1閉合,s2斷開時(shí),電壓表示數(shù)為3v,電
23、流表示數(shù)為0.4a,電阻r1為 ;當(dāng)s1斷開,s2閉合時(shí),電流表示數(shù)為 a?!敬鸢浮?0;0.3?!窘馕觥坑蓤D可知,當(dāng)s1閉合、s2斷開時(shí),兩電阻并聯(lián),電流表測(cè)干路電流,電壓表測(cè)電源電壓,根據(jù)歐姆定律和并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知:ii1+i2+0.4a,解得:r130,r210;當(dāng)s1斷開、s2閉合時(shí),兩電阻仍并聯(lián),電流表測(cè)r2電流,電壓表仍測(cè)電源電壓,電流表示數(shù)為:i'0.3a。11.如圖所示,電源電壓恒為6v,定值電阻r120閉合開關(guān)s,電流表a2的示數(shù)為0.9a,則電流表a1的示數(shù)為 a,定值電阻r2的阻值為 ?!敬鸢浮?.3;10。【解析】由電路圖可知,r1與r2并聯(lián),電流表a1測(cè)
24、r1支路的電流,電流表a2測(cè)干路電流,因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以,通過r1即電流表a1的示數(shù):i10.3a,因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,通過定值電阻r2的電流:i2ii10.9a0.3a0.6a,則定值電阻r2的阻值:r210。12.有兩個(gè)電路元件a和b流經(jīng)各元件的電流i與其兩端電壓u的關(guān)系如圖所示把a(bǔ)、b元件并聯(lián)后接在1v電源兩端,并聯(lián)電路的總電流為a,此時(shí)元件b的電阻是【答案】0.3;10【解析】當(dāng)將a和b并聯(lián)后接在電壓為1v的電源上時(shí),由圖可知:a的電流是0.2a,b的電流是0.1a,a和b并聯(lián)在電路中,干路電流等于各支路的電流之和,干路電流是0.3a由歐姆
25、定律得:rb=u/ ib=1v/0.1a=10。13.如圖所示電路中,電源電壓保持不變,r1的阻值為10。兩個(gè)開關(guān)s1、s2都閉合時(shí),電流表示數(shù)為0.6a;只閉合開關(guān)s1時(shí),電流表示數(shù)為0.2a。則電源電壓為v。只閉合開關(guān)s1時(shí),電阻r2消耗的電功率為w。 【答案】6v. 0.8?!窘馕觥?1)開關(guān)s1 s2都閉合時(shí),電阻r2被短路,這時(shí)電路中只有一個(gè)電阻r1,電流i1=0.6a。根據(jù)歐姆定律公式i=u/r的變形得到u=ir,所以u(píng)1= i1r1=0.6a×10=6v 電源電壓u=6v (2) 只閉合s1時(shí), 電阻r1與電阻r2串聯(lián),電路中流過每個(gè)電阻的電流都等于這時(shí)電流表的示數(shù)。i
26、=0.2a。這時(shí)r1的兩端電壓u0=ir1=0.2a×10=2v這時(shí)r2的兩端電壓u2=u-u0=6v-2v=4v電阻 r2消耗的電功率為p2=iu2=0.2a×4v=0.8w14.在如圖甲所示的電路中,電源電壓保持不變。當(dāng)閉合開關(guān)s,滑動(dòng)變阻器/的滑片p在a點(diǎn)時(shí),電流表示數(shù)為0.5a。將滑片p從a點(diǎn)移動(dòng)到最右端的過程中,通過滑動(dòng)變阻器的電流隨電阻變化圖像如圖乙所示。則電源電壓u=_ v。當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí),電流表的讀數(shù)為_a。 【答案】3,0.3?!窘馕觥浚?)滑片位于a點(diǎn)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值小,通過滑動(dòng)變阻器的電流最大,由圖乙可知,通過變阻器的最
27、大電流i滑大=0.3a,此時(shí)變阻器接入電路中的電阻r滑=10,因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,電源電壓等于這時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓。由i=u/r可得,電源電壓:u=u滑=i滑大r滑=0.3a×10=3v。因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,通過r的電流:ir=ii滑大=0.5a0.3a=0.2a,(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí),由圖象可知,通過滑動(dòng)變阻器的最小電流i滑小=0.1a,因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響,所以,通過r的電流不變,即ir=0.2a,干路最小電流:i總小=i滑小+ir=0.1a+0.2a=0.3a,這時(shí)電流表的讀數(shù)等于干路最小電流。解題關(guān)
28、鍵:(1)并聯(lián)電路電流電壓特點(diǎn);(2)歐姆定律公式應(yīng)用;(3)能根據(jù)滑動(dòng)變阻器的電流隨電阻變化圖像分析收集滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小、最大時(shí),流經(jīng)變阻器的電流分別是多大。15.如圖1所示的電路中,定值電阻r1為10,r2為滑動(dòng)變阻器,電源電壓保持不變閉合開關(guān)s后,滑片p從b端移動(dòng)到a端的過程,電壓表示數(shù)u與電流表示數(shù)i的關(guān)系圖象如圖2所示則:電源電壓為_;滑動(dòng)變阻器的最大阻值為_【答案】(1)6v(2)20【解析】(1)由圖1可知,兩電阻串聯(lián),電壓表測(cè)r2兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí),電路中的電流最大,由圖2可知i1=0.6a,由i=可得,電源的電壓:u
29、=i1r1=0.6a×10=6v;(2)由歐姆定律可知滑動(dòng)變阻器的最大阻值:r2=20三、綜合應(yīng)用題16.如圖所示,已知電源電壓為u,三個(gè)電源的阻值分別為r1、r2和r3,求:(1)當(dāng)s1、s2均斷開,電流表和電壓表的示數(shù);(2)當(dāng)s1、s3均閉合時(shí),電壓表和電流表的示數(shù)【答案】(1)當(dāng)s1、s2均斷開,電流表的示數(shù)為,電壓表的示數(shù)為;(2)當(dāng)s1、s3均閉合時(shí),電壓表的示數(shù)為u,電流表的示數(shù)為【解析】(1)當(dāng)s1、s2均斷開時(shí),r2與r3串聯(lián),電壓表測(cè)r2兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流,因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,電路中電流表的示數(shù):i=,電壓表的示數(shù):u2=ir2
30、=×r2=;(2)當(dāng)s1、s3均閉合時(shí),r1與r2并聯(lián),電壓表測(cè)電源的電壓,電流表測(cè)干路電流,則電壓表的示數(shù)為u,因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和,所以,電路中的總電阻:r=,電流表的示數(shù):i=17.甲、乙兩地相距40km,在甲、乙兩地之間沿直線架設(shè)了兩條輸電線,已知每條輸電線每千米的電阻為0.2現(xiàn)輸電線在某處發(fā)生了短路,為確定短路位置,槍修員進(jìn)行了如下操作:在甲地利用電源(電壓恒為6v)、定值電阻ro(阻值為20)、電壓表(量程為03v)以及開關(guān)等與輸電線組成了一個(gè)檢測(cè)電路(如圖所示,電壓表未畫出):閉合開關(guān)后,電壓表示數(shù)為2v;解答如下問題:(1)根據(jù)題意判定電壓表的連接位置,將它接入檢測(cè)電路;(2)計(jì)算出短路位置離甲地的距離。 【答案】甲地;25?!窘馕觥恐离姳淼氖緮?shù),根據(jù)歐姆定律求出導(dǎo)線的總電阻,又知道每千米導(dǎo)線的電阻值,可求導(dǎo)線的長(zhǎng)度,然后除以2即可求出短路位置離甲地的距離。(1)由題知,輸電線在某處發(fā)生了短路,為確定短路位置,在甲地利用圖中的檢測(cè)電路進(jìn)行檢測(cè);甲地是電源所在位置,電阻r0與導(dǎo)線電阻r線串聯(lián);要確定短路位置,需要測(cè)出甲地到短路位置兩輸電線串聯(lián)的總電阻,電壓表應(yīng)測(cè)導(dǎo)線的總電壓,所以電壓表應(yīng)接在甲地兩點(diǎn)之間,如下圖:;(2)由題知,閉合開關(guān)后,電壓表示數(shù)為2v,即u線=2v,由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可得,電阻r0兩端的
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