174歐姆定律在串并聯(lián)電路中的應(yīng)用-2023-2024學(xué)年九年級(jí)物理全冊(cè)舉一反三（原卷版）（人教版）

17.4歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用（原卷版）本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能根據(jù)歐姆定律以及電路的特點(diǎn)，得出串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系。2.理解歐姆定律，能運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行串并聯(lián)電路的計(jì)算。3.會(huì)利用歐姆定律進(jìn)行電路故障分析。要點(diǎn)一串、并聯(lián)電路中的電阻關(guān)系知識(shí)點(diǎn)一、等效電阻在電路中，如果一個(gè)電阻的效果和幾個(gè)電阻在同一電路中的效果相同，可以認(rèn)為這個(gè)電阻是幾個(gè)電阻的等效電阻。這個(gè)概念可以結(jié)合“合力與分力的關(guān)系”對(duì)照理解。如果電源電壓相同，在圖1和圖2中電流表示數(shù)相同，可以認(rèn)為R為R1和R2串聯(lián)后的等效電阻，也稱總電阻。要點(diǎn)詮釋：電阻在電路中的作用即對(duì)電流的阻礙作用。這里的“等效”可以理解為在同一個(gè)電路中，即電源電壓相同，電阻對(duì)電流的阻礙作用相同，電路中的電流大小相同。知識(shí)點(diǎn)二、串聯(lián)電路中的電阻關(guān)系在圖1中，因?yàn)镽1和R2串聯(lián)，因此通過它們的電流相同，設(shè)R1兩端電壓為U1，R2兩端電壓為U2，則有:在圖2中有：，綜合以上推導(dǎo)，有：；因此可以得到有串聯(lián)電路總電阻和分電阻的關(guān)系：。要點(diǎn)詮釋：（1）導(dǎo)體串聯(lián)，相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長(zhǎng)度，因此，串聯(lián)導(dǎo)體的總電阻大于任何一個(gè)串聯(lián)導(dǎo)體的電阻，總電阻等于各串聯(lián)導(dǎo)體電阻之和，即。（2）如果用n個(gè)阻值均為R0的導(dǎo)體串聯(lián)，則總電阻為。知識(shí)點(diǎn)三、并聯(lián)電路中的電阻關(guān)系如圖3、圖4所示,R1和R2并聯(lián)。兩個(gè)圖中電流表示數(shù)相同，說明R和R1、R2并聯(lián)的效果相同，可以認(rèn)為R是其等效電阻。在圖3中，有在圖4中，有:，綜合以上推導(dǎo)，有；即：，。要點(diǎn)詮釋：（1）導(dǎo)體并聯(lián)，相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的橫截面積，因此，并聯(lián)導(dǎo)體的總電阻小于任何一個(gè)并聯(lián)導(dǎo)體的電阻，總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)導(dǎo)體電阻的倒數(shù)之和，即。（2）n個(gè)阻值為R0的相等電阻并聯(lián),則總電阻為：。（3）不管是串聯(lián)還是并聯(lián)電路中，某個(gè)電阻的阻值增大，電路的總電阻都是增大；如果電路中電阻的個(gè)數(shù)增多，則串聯(lián)電路的總電阻增大，而并聯(lián)電路的總電阻減小。知識(shí)點(diǎn)四、串、并聯(lián)電路中電阻規(guī)律的應(yīng)用1.串聯(lián)電路中，電阻阻值之比等于電阻兩端電壓之比。推導(dǎo)如下：。2.并聯(lián)電路中，各支路電阻阻值之比等于通過各支路電流的反比。推導(dǎo)如下：，。要點(diǎn)詮釋：（1）當(dāng)電阻R1和R2串聯(lián)時(shí)，若R1>R2，則U1>U2，如下圖所示。（2）當(dāng)電阻R1和R2并聯(lián)時(shí)，若R1>R2，則I1<I2，可以類比馬路上的車流，如下圖。【例】（2023·泰州）如圖甲所示電路，開關(guān)S1、S2閉合后兩電流表的指針均指在同一位置，示數(shù)如圖乙所示，則通過R1的電流為______A，兩電阻之比R1∶R2=______；只斷開開關(guān)S2，電流表A1的示數(shù)將______（變大／變?。蛔儯！咀兪?】（2023·齊齊哈爾）如圖所示，已知。當(dāng)開關(guān)S閉合，甲、乙兩表均為電壓表時(shí)，兩表示數(shù)之比為___________；當(dāng)開關(guān)S斷開，甲、乙兩表均為電流表時(shí)，兩表示數(shù)之比為___________。（電路中各元件均未損壞）【變式2】（2023·綏化）定值電阻R1和R2并聯(lián)在如圖甲所示電路中，電流表的示數(shù)為0.5A，通過R1的電流為0.3A，則通過R2的電流為______A；再將R1和R2串聯(lián)在如圖乙所示電路中，電源電壓為5V，電壓表示數(shù)為3V，則R1兩端的電壓為______V。【變式3】（2023·郴州）如圖所示，電源電壓恒為3V。閉合開關(guān)S，電壓表的示數(shù)為0.5V，則燈泡L2兩端的電壓為__________V，燈泡L1與L2的電阻之比為__________。要點(diǎn)二電路故障分析電路故障常見問題及要求：（1）開路：（亦作“斷路”）。所有用電器都不工作,電流表無示數(shù)，只有垮在斷點(diǎn)兩邊的電壓表有示數(shù)，且示數(shù)接近(或等于)電源電壓。（2）短路：被短路的部分用電器不工作，電流表有示數(shù),接在被短路用電器兩端的電壓表無示數(shù)，接在其他用電器兩端的電壓表有示數(shù)。（3）正確判斷滑動(dòng)變阻器有效電阻及由于滑片的變化引起的有效電阻的變化。（4）熟練掌握串并聯(lián)電路中電壓、電流及電阻的規(guī)律。（4）熟練掌握歐姆定律的運(yùn)用，尤其是要分析好電路中局部和整體的關(guān)系。總之，在物理學(xué)習(xí)和中考復(fù)習(xí)過程中，加深對(duì)概念的理解和知識(shí)的梳理，深化學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的運(yùn)用，加強(qiáng)學(xué)生解題能力的指導(dǎo)和良好解題習(xí)慣的培養(yǎng)，提高學(xué)生的綜合分析能力和整體素質(zhì)的提高?！纠浚?023·大連）如圖所示的電路，閉合開關(guān)S，電壓表無示數(shù)，說明電路中存在故障。此時(shí)，可以通過觀察電流表來做進(jìn)一步判斷。已知故障發(fā)生在R1或R2上，下列判斷正確的是（）。A.若電流表有示數(shù)，則R1被短接 B.若電流表有示數(shù)、則R2斷路C.若電流表無示數(shù)、則R2被短接 D.若電流表無示數(shù)、則R1斷路【變式1】（2023·鄂州）如圖所示，開關(guān)S閉合時(shí)，小燈泡L1、L2都不亮，用一段導(dǎo)線的兩端接觸a、b兩點(diǎn)時(shí)兩小燈泡都不亮；接觸b、c兩點(diǎn)時(shí)，兩小燈泡也不亮；接觸c、d兩點(diǎn)時(shí)，兩小燈泡都亮。對(duì)此，下列判斷中可能的是（）。A.小燈泡L1斷路 B.小燈泡L2斷路C.開關(guān)S斷路 D.小燈泡L2短路【變式2】（2023·懷化）如圖所示，當(dāng)開關(guān)S閉合后，電流表無示數(shù)，電壓表的示數(shù)接近電源電壓。若電路中只有一處故障，則故障可能是（）。A.燈L1斷路 B.燈L1短路C.燈L2斷路 D.燈L2短路【變式3】（2023·泰安）如圖所示電路，電源電壓保