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文檔簡介
中考物理一輪復(fù)習(xí)資料匯編專題16歐姆定律二、內(nèi)容結(jié)構(gòu)與思維導(dǎo)圖一、新課標(biāo)要求三、知識梳理與典例四、實驗專題五、綜合練習(xí)目錄專題16歐姆定律一、新課標(biāo)要求(2022版)新課標(biāo)要求(2022版)專題16歐姆定律3.4.2
知道電壓、電流和電阻。探究電流與電壓、
電阻的關(guān)系。理解歐姆定律。4.1.9
用電流表和電壓表測量電阻。4.2.12
探究電流與電壓、電阻的關(guān)系。二、內(nèi)容結(jié)構(gòu)與思維導(dǎo)圖復(fù)習(xí)內(nèi)容電流與電壓和電阻的關(guān)系01歐姆定律02電阻的測量03專題16歐姆定律歐姆定律的應(yīng)用04內(nèi)容結(jié)構(gòu)專題16歐姆定律探究電流與電壓的關(guān)系、探究電流與電阻的關(guān)系
伏安法測電阻處理串并聯(lián)電路問題應(yīng)用得出規(guī)律思維導(dǎo)圖專題16歐姆定律三、知識梳理與典例知識一、探究電流與電壓的關(guān)系【實驗器材】電源、定值電阻、滑動變阻器、電鍵、電流表、電壓表、導(dǎo)線等?!具M行實驗】(1)按電路圖把一個10Ω的定值電阻連接電路。(2)閉合開關(guān)前,檢查電路中各元件的連接是否正確,將滑動變阻器的滑片調(diào)到阻值最大處。知識一、探究電流與電壓的關(guān)系(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器使電阻兩端的電壓分別為1V、2V、3V、4V、5V、6V,讀出此時相應(yīng)的電流值記入下表中。電阻R10Ω電壓U/V1.02.03.04.05.06.0電流I/A0.60.50.40.30.20.1知識一、探究電流與電壓的關(guān)系【分析論證】(1)分析實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)電流與電壓有關(guān),電流隨電壓的增大而增大,并且成正比。(2)在坐標(biāo)系中根據(jù)各電流值和對應(yīng)的電壓值描點,畫出I-U圖像。分析圖像可得出:通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比?!窘Y(jié)論】在電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成_____比。正知識二、探究電流與電壓的關(guān)系【提出問題】電壓一定時,電流與電阻存在怎樣的關(guān)系?【猜想與假設(shè)】因為電阻對電流有阻礙作用,所以若電壓一定,可能電阻越大,電流越小?!驹O(shè)計實驗】要研究電流與電阻的關(guān)系,必須改變接入電路的阻值,所以要更換不同的電阻R接入電路。實驗中要控制電阻R兩端的________不變。所以需要在電路中串聯(lián)滑動變阻器,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器,保持電阻R兩端的電壓不變,電路圖如圖所示。AVRR'SP電壓知識二、探究電流與電壓的關(guān)系【實驗器材】電源、不同阻值的定值電阻多個、滑動變阻器、開關(guān)、電流表、電壓表、導(dǎo)線等。【進行實驗】(1)按電路圖連接電路。(2)閉合開關(guān)前,檢查電路中各元件的連接是否正確,將滑動變阻器的滑片調(diào)到阻值最大處。知識二、探究電流與電壓的關(guān)系(3)把阻值為5Ω的定值電阻接入電路,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表示數(shù)為3V保持不變,讀出電流表的示數(shù),記錄在下面的表格中。(4)把阻值為5Ω的定值電阻分別更換為10Ω、15Ω、25Ω的定值電阻,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表示數(shù)保持3V不變,讀出電流表的示數(shù),記錄在下面的表格中。電壓U/V3電阻R/Ω5101525電流I/A知識二、探究電流與電壓的關(guān)系【分析論證】(1)分析實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):電流與電阻有關(guān),電流隨電阻的增大而減小,且電流與電阻的乘積為一定值,說明電流與電阻并且成反比。(2)在坐標(biāo)系中畫出I-R圖像。分析圖像得出:通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比?!窘Y(jié)論】在電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成_____比。反知識二、探究電流與電壓的關(guān)系
(2)若用干電池做實驗,可以通過改變串聯(lián)干電池的節(jié)數(shù)改變定值電阻兩端的電壓(圖甲);若用學(xué)生電源做實驗,可以通過轉(zhuǎn)動旋鈕來改變定值電阻兩端的電壓(圖乙);正典例分析【例題1】在物理實驗課上,同學(xué)們探究“電流與電壓的關(guān)系”,如圖所示。(1)請用筆畫線將圖甲中所缺的一根導(dǎo)線補充完整;(2)在實驗進行中,得到電流表示數(shù)如圖乙所示,其示數(shù)為_____A;(3)正確進行實驗,得到實驗數(shù)據(jù)如下表,實驗中定值電阻兩端電壓的改變是通過_________________實現(xiàn)的;(4)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析可得:電阻一定時,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成_____________。調(diào)節(jié)滑動變阻器0.36正比實驗次數(shù)12345電壓U/V1.21.51.82.02.4電流I/A0.240.300.360.400.48典例分析(1)探究“電流與電壓的關(guān)系”,電流表與定值電阻串聯(lián),電壓表與定值電阻并聯(lián),電源是兩節(jié)干電池,電壓為3V,所以電壓表用0~3V的量程,如圖所示:(2)由圖乙可知,電流表所用量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.36A。(3)探究電流與電壓的關(guān)系,應(yīng)控制電阻不變,改變定值電阻兩端的電壓,實驗中定值電阻兩端電壓的改變是通過調(diào)節(jié)滑動變阻器實現(xiàn)的。(4)分析數(shù)據(jù)可知,每次實驗電壓與電流的比值都為定值,說明電阻一定時,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。典例分析【例題2】在“探究通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系”實驗中:(1)小明連接的電路如圖甲所示,請用筆畫線代替導(dǎo)線把電路連接完整;(2)小華連接的電路,電流表在電池和開關(guān)之間,其他和小明的電路一致。對于電流表的這兩種接入位置_______;A.小明的可以,小華的不可以B.小華的可以,小明的不可以C.兩種都可以D.兩種都不可以(3)實驗時保持電阻兩端的電壓不變,如圖乙所示,電壓表的示數(shù)為_____V;(4)根據(jù)表格中記錄的三組數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)電阻越大則電流越小,要判斷電流與電阻是否成反比,在不畫坐標(biāo)圖像的前提下,應(yīng)該如何對數(shù)據(jù)進行處理:____________。實驗序號R/ΩI/A①50.40②100.20③200.10計算出每次實驗電流與電阻的乘積C2典例分析(1)如圖甲,滑動變阻器電阻絲的右端已接入電路,再把金屬桿的左端或右端與開關(guān)的右側(cè)接線柱連接即可,如圖所示:(2)在串聯(lián)電路中,各處電流都相等,所以只要電流表和電阻串聯(lián),接在圖中位置或者開關(guān)和電池之間都可以,故C符合題意,ABD不符合題意。故選C。(3)如圖乙,電壓表選用的量程是0~3V,分度值為0.1V,示數(shù)為2V;(4)計算出每次實驗中電流和電阻的乘積,如果三次乘積相同,說明電流與電阻成反比。知識三、歐姆定律1.歐姆定律(1)內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。(2)數(shù)學(xué)表達(dá)式各物理量單位電壓U:伏特,符號V;電阻R:歐姆,符號Ω;電流
I:安培,符號A。
知識三、歐姆定律
不能無知識三、歐姆定律(4)對公式的理解①統(tǒng)一性I、U、R必須使用國際單位制中的單位,分別為:A、V、Ω。②同一性I、U、R是對同一個______或同一段電路而言的,三者要一一對應(yīng)。在解題時,習(xí)慣上把同一個導(dǎo)體或同一段電路各個物理量符號的角標(biāo)用同一數(shù)字或字母表示,如I1、R1、U1等。I燈U燈___=R燈如圖所示,電燈與電阻并聯(lián)。計算通過電燈的電流時,以電燈為研究對象,用該燈兩端的電壓U燈除以該燈電阻R燈的大?。簩?dǎo)體知識三、歐姆定律
電阻電壓知識三、歐姆定律
(2)利用歐姆定律解答計算題的一般步驟第一步:可采用“去表法”判斷電路的連接方式,將電壓表去掉,將電流表看成一段導(dǎo)線,畫出等效電路圖,然后進行判斷。判斷出電路的連接方式后,再將電壓表和電流表“恢復(fù)”到原來的位置,明確各測量哪部分電路兩端的電壓和電路中的電流。第二步:認(rèn)真審題,在電路圖(或畫出的電路圖)上標(biāo)出已知量、待求量。第三步:找出各物理量之間的關(guān)系;利用歐姆定律和串、并聯(lián)電路電流、電壓的關(guān)系列出關(guān)系式,列式時要注意公式成立的條件。第四步:討論結(jié)果的合理性,得出答案。知識三、歐姆定律(3)酒精濃度檢測儀酒精測試儀實際上是由酒精氣體傳感器R1(相當(dāng)于隨酒精氣體濃度變化的變阻器)、一個定值電阻R2及一個電流表和電壓表串聯(lián)組成。酒精氣體傳感器的電阻值R1隨酒精氣體濃度的增大而______,如果駕駛員呼出的酒精氣體濃度越大,那么傳感器的電阻值R1越小,根據(jù)歐姆定律I=U/R可知,電路中的電流越_____,則定值電阻R2兩端的電壓U2=IR2越大,即測試儀的示數(shù)越_____。知識三、歐姆定律減小大大(4)車重表①圖為設(shè)計的高速公路收費站計重秤的原理圖。該原理圖中,R2為滑動變阻器。若車重表是由電流表改裝而成,現(xiàn)將它串聯(lián)在圖中位置,則當(dāng)車越重時,變阻器的滑片向下滑,連入電路的阻值變小,電路中的電流變大,即車重表的示數(shù)將變_____。②若車重表是由電壓表改裝而成,現(xiàn)將它并聯(lián)在R1兩端,則當(dāng)車越重時,變阻器的滑片向下滑,電路中的電流變大,R1兩端的電壓變____,即車重表的示數(shù)將變大。知識三、歐姆定律大大典例分析【例題1】我市交通管理部門定期開展交通違法專項治理行動,如圖甲是查處飲酒駕駛行為中使用的某酒精測試儀工作原理圖,電源電壓恒定,R1為定值電阻,R2為氣敏電阻,其阻值隨氣體酒精濃度的變化情況如圖乙所示,閉合開關(guān)S,下列說法正確的是()A.氣敏電阻主要由超導(dǎo)體材料制成B.圖甲中通過R1的電流保持不變C.檢測氣體的酒精濃度越大,R2阻值越大D.檢測氣體的酒精濃度越大,電壓表示數(shù)越大D解析見下頁典例分析AC.由圖乙可知,氣敏電阻R2的阻值不為0,且隨氣體酒精濃度的增大而減小,而超導(dǎo)體的阻值為0,故AC錯誤;B.由圖乙可知,氣敏電阻R2的阻值隨氣體酒精濃度的增大而減小,根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知,電路中的總電阻會改變,而電源電壓不變,再根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流會改變,故B錯誤;D.由圖乙可知,檢測氣體的酒精濃度越大,氣敏電阻R2的阻值越小,根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知,電路中的總電阻會變小,而電源電壓不變,再根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流會變大,由公式U=IR可知,定值電阻R1兩端的電壓變大,而電壓表測的就是定值電阻R1兩端電壓,所以電壓表示數(shù)變大,故D正確。故選D。典例分析【例題2】如圖甲所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)時,滑動變阻器的滑片P從b端滑到a端,電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的變化關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是()A.定值電阻R的阻值是8Ω B.定值電阻的阻值是4ΩC.滑動變阻器的阻值范圍是0~18Ω D.滑動變阻器的阻值范圍是0~12ΩD解析見下頁典例分析AB.由電路圖甲可知,定值電阻R與滑動變阻器串聯(lián),電壓表測量定值電阻R兩端的電壓,電流表測量整個電路中的電流;由圖乙可知,當(dāng)滑片在a端時,電壓表和電流表的示數(shù)最大;由歐姆定律可得R=U/I=9V/1.5A=6Ω,故AB錯誤;CD.由圖乙可知,電源電壓為U=9V;當(dāng)滑片P在b端時,電路中的電流最小,為0.5A,則0.5A=9V/(6Ω+RP)
RP=12Ω所以,滑動變阻器的阻值范圍是0~12Ω,故C錯誤,D正確。故選D。知識四、電阻的測量1.伏安法測電阻
AVRS1.5V3V4.5V平均知識四、電阻的測量方案二:使用滑動變阻器改變待測電阻兩端的電壓AVRR'SP串聯(lián)一個滑動變阻器,移動滑片,就可以改變定值電阻兩端的電壓和流過的電流。電路設(shè)計如圖所示。如圖所示,當(dāng)變阻器的滑片P向左移動時,變阻器連入電路的阻值變小,則待測電阻兩端的電壓變大,通過的電流也變大?!驹O(shè)計表格】實驗序號電壓U/V電流I/A電阻R/Ω電阻平均值R/Ω123知識四、電阻的測量AVRR'SP【進行實驗】①根據(jù)電路圖連接電路。②閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片來改變待測電阻兩端的電壓,記下相應(yīng)的電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)并填在表中。③斷開開關(guān),整理器材,結(jié)束實驗。④算出待測電阻的阻值大小及電阻的平均值并填入表中。知識四、電阻的測量【數(shù)據(jù)處理】將每次測量的電壓值、電流值代入公式,分別求出待測電阻的阻值R1、R2、R3,計算出它們的平均值。實驗序號電壓U/V電流I/A電阻R/Ω電阻平均值R/Ω1231.00.205.02.00.395.13.00.585.25.1
計算電阻的平均值:R=(5Ω+5.1Ω+5.2Ω)/3=5.1Ω知識四、電阻的測量【分析與討論】畫出定值電阻的I-U圖像,分析圖像發(fā)現(xiàn):當(dāng)定值電阻兩端的電壓改變時,通過它的電流也隨之而改變,但電壓與電流的______不變,即電阻不變,同時證明了導(dǎo)體的電阻是由自身的性質(zhì)所決定的,與電壓和電流____關(guān)。比值無知識四、電阻的測量
2.伏安法測定小燈泡的電阻知識四、電阻的測量實驗序號電壓U/V電流I/A電阻R/Ω11.50.115.022.00.1216.732.50.1418.0【數(shù)據(jù)處理】將每次測量的電壓值、電流值代入公式,分別求出小燈泡的阻值R1、R2
、R3,發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻值是______的。【分析與討論】畫出小燈泡的I-U圖像,發(fā)現(xiàn)小燈兩端的電壓與電流之比(電阻)不是一個_____值;當(dāng)小燈兩端電壓越大時,燈絲電阻越___。原因是當(dāng)燈兩端電壓變大時,燈絲溫度升高。變化定大知識四、電阻的測量
測定值電阻的阻值測小燈泡的電阻實驗原理電路圖實驗過程數(shù)據(jù)處理實驗結(jié)論3.“測小燈泡的電阻”和“測定值電阻的阻值”的實驗比較R=U/I均進行多次測量分別計算出每次測量的電阻,然后求出平均值分別計算出每次測量的燈泡電阻,然后尋求普遍規(guī)律平均值為所求的電阻值當(dāng)小燈兩端電壓越大時,燈絲電阻越大知識四、電阻的測量(1)伏阻法測電阻(利用電壓表測量)方法一:①把定值電阻R0和未知電阻Rx串聯(lián)起來,如圖所示。②用電壓表分別測量出兩者的電壓U0、Ux。③計算出未知電阻Rx阻值的表達(dá)式為:I0=Ix
4.特殊方法測電阻知識四、電阻的測量方法二:①如圖所示,首先將開關(guān)S、S0閉合,讀出電壓表的示數(shù),記為U;斷開開關(guān)S0,讀出電壓表的示數(shù)為Ux。
②計算:定值電阻R0兩端的電壓為U-Ux,則電路中的電流為:
Rx阻值為:
知識四、電阻的測量(R′為滑動變阻器的最大阻值)方法三:①把未知電阻Rx和滑動變阻器R'和串聯(lián)起來,如圖所示。②如圖所示,滑片置于阻值最小的位置,閉合開關(guān),記下電壓表示數(shù)U1;滑片置于阻值最大的位置,記下電壓表示數(shù)U2。③計算出未知電阻Rx阻值的表達(dá)式為:AVRxR'SPIx=IR'
知識四、電阻的測量閉合S和S1,電流表測量R0和Rx并聯(lián)的總電流為I1;閉合S斷開S1,電流表測量通過Rx的電流為I2,根據(jù)U=IR求出并聯(lián)電路各支路兩端的電壓U=(I1-I2)R0電阻Rx的阻值
(2)安阻法測電阻(利用電流表測量)方法一:①如圖,閉合S和S1,記錄電流表的示數(shù)I1;②閉合S斷開S1,記錄電流表的示數(shù)I2;③用R0和測量出來的物理量表示Rx。知識四、電阻的測量方法二:
①如圖所示,閉合開關(guān)S1、S2,記下電流表示數(shù)為Ix;②斷開開關(guān)S2,記下電流表示數(shù)為I,未知電阻Rx阻值的表達(dá)式為:
AR0RxS1S2知識四、電阻的測量
ARxR'SP典例分析【例題1】在“用伏安法測小燈泡電阻”的實驗中,待測小燈泡額定電壓為2.5V。(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲的實物圖未連接部分補充完整(連線不得交叉);(2)當(dāng)開關(guān)閉合后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表示數(shù)接近電源電壓,電流表無示數(shù),可能是因為_________;(3)根據(jù)I-U圖像,如圖乙所示,分析圖像可知,小燈泡正常工作時電阻為______
Ω;(4)分析圖像,小燈泡燈絲兩端的電壓增大時,其電阻_______(變化/不變)。變化燈泡斷路
10解析見下頁典例分析(1)由題意知,待測小燈泡額定電壓為2.5V,沒有超過3V,所以電壓表接0~3V的量程,由乙圖可知,通過小燈泡的電流沒有超過0.6A,所以電流表接0~0.6A的量程,實物連接如圖所示:(2)由電路圖可知,燈泡與滑動變阻器串聯(lián),當(dāng)開關(guān)閉合后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表無示數(shù),則故障是斷路,電壓表示數(shù)接近電源電壓,則故障是燈泡斷路,電壓表串聯(lián)在電路中測電源電壓。(3)由乙圖可知,小燈泡額定電壓為2.5V時,通過小燈泡的電流為0.25A,小燈泡正常工作時電阻為R=U/I=2.5V/0.25A=10Ω(4)I-U圖像的斜率為電阻的倒數(shù),由圖像可知,小燈泡燈絲兩端的電壓增大時,圖像的斜率變小,說明1/R在變小,即電阻在變大,所以小燈泡燈絲兩端的電壓增大時,其電阻在變化且在變大。典例分析
(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中電路連接完整,導(dǎo)線不得交叉;閉合開關(guān)S前,應(yīng)將滑動變阻器滑片P移到最______端(選填“左”或“右”)。(2)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù)且示數(shù)接近3V,則電路故障原因可能是______。
Rx斷路
(1)電源電壓3V,故電壓表選擇0~3V量程,與被測電阻并聯(lián),如圖所示.為了保護電路,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片置于阻值最大端,即右端。(2)電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),接近電源電壓,說明與電壓表并聯(lián)的Rx斷路。
右(3)排除故障后,當(dāng)滑片移到某一位置時,電壓表示數(shù)為1.6V,電流表示數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)為______A,則未知電阻Rx
=____Ω。接下來測量多組實驗數(shù)據(jù)算出Rx平均值,這是為了減小測量帶來的______。(4)實驗中電流表突然損壞,小組同學(xué)經(jīng)過討論設(shè)計了一種實驗方案也可測出Rx阻值。電路如圖丙所示,電源電壓未知且恒定不變,a、b為滑動變阻器左右兩個端點,滑動變阻器最大阻值為R0
,請你把以下測量步驟補充完整。①閉合開關(guān)S,滑片p移到a端時,讀出電壓表示數(shù)為U1;②閉合開關(guān)S,______________,讀出電壓表示數(shù)為U2;③待測電阻Rx
__________(用已知和測量出的物理量符號表示)。0.16誤差解析見下頁10滑片P移到b端時
典例分析
典例分析知識五、歐姆定律的應(yīng)用(1)串聯(lián)電路中電流的計算根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律,通過電阻R1的電流和通過電阻R2的電流相等,都等于I。電阻R1
兩端的電壓U1=IR1,R2兩端的電壓U2=IR2。根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律U=U1+U2,有U=IR1+IR2=I(R1+R2)可求得1.歐姆定律在串聯(lián)電路中的應(yīng)用USR2R1A串聯(lián)電路中通過某個電阻的電流或串聯(lián)電路的電流,等于電源兩端電壓除以各分電阻之和。
知識五、歐姆定律的應(yīng)用由歐姆定律可知:U1=IR1
U2=IR2
U=IR因為在串聯(lián)電路中:U=U1+U2I=I1=I2所以
R=R1+R2
R=R1+R2U1U2I2USR2R1I1結(jié)論:串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和。(2)理論推導(dǎo):串聯(lián)電路中總電阻與分電阻的大小關(guān)系知識五、歐姆定律的應(yīng)用結(jié)論:串聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓與它們電阻的大小成正比.因為I1=I2由歐姆定律可知:U1=I1R1
U2=I2R2所以=__U2U1__R2R1(3)串聯(lián)電路的分壓特點U1U2I2USR2R1I1知識五、歐姆定律的應(yīng)用①動態(tài)電路就是指電路中的電流、電壓或電阻發(fā)生了變化,一般情況下,都是反映在電流表與電壓表示數(shù)的變化。大多都是下列幾種情況下引起的:滑動變阻器的滑片P的位置變化引起;開關(guān)的斷開或閉合引起;電路出現(xiàn)的故障(短路和斷路)引起。②分析動態(tài)電路用到的知識歐姆定律;串聯(lián)電路中電流、電壓及電阻的關(guān)系;滑動變阻器的使用知識;電流表、電壓表的使用知識;短路與斷路知識。(4)動態(tài)電路分析知識五、歐姆定律的應(yīng)用定值電阻R1和R2并聯(lián),電源電壓為U.并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等U1=U2通過電阻R1的電流為:I1=U1/R1通過電阻R2的電流為:I2=U2/R2并聯(lián)電路的總電流(1)并聯(lián)電路中總電流的計算2.歐姆定律在并聯(lián)電路中的應(yīng)用R1R2II1I2U并聯(lián)電路中干路電流等于各支路兩端電壓除以本支路電阻的和。
知識五、歐姆定律的應(yīng)用①并聯(lián)電路中的總電阻在并聯(lián)電路中,兩個電阻R1和R2對電流的阻礙作用,也可以用一個電阻R替代,若通過這一個電阻的電流與原來兩個電阻的總電流相同,則這個電阻R就叫這個并聯(lián)電路的總電阻。電流I相等(2)并聯(lián)電路中的總電阻和分電阻的關(guān)系R1R2ISRI知識五、歐姆定律的應(yīng)用②理論推導(dǎo):并聯(lián)電路中的總電阻和分電阻的關(guān)系
由歐姆定律知:I1=U1/R1
I2=U2/R2
I=U/R在并聯(lián)電路中:U=U1=U2I=I1+I2
____1R1=1RR21+R1R2II1I2結(jié)論:并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù),等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。知識五、歐姆定律的應(yīng)用并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等,U1=U2因為U1=I1R1U2=I2R2即I1R1=I2R2所以(3)并聯(lián)電路的分流特點R1R2II1I2結(jié)論:并聯(lián)電路中,各支路的電流與支路電阻的大小成反比.____R1R2=I1I2知識五、歐姆定律的應(yīng)用并聯(lián)電路中電流表與電壓表示數(shù)的變化主要由以下三個方面引起:①滑動變阻器的滑片P的位置變化引起;②開關(guān)的斷開或閉合引起;③電路出現(xiàn)斷路故障引起。(4)并聯(lián)電路動態(tài)分析R2SR1A1AVP典例分析【例題1】如圖所示電路,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻器的滑片從右端向左移動的過程中、下列說法正確的是()A.電流表A1示數(shù)不變,電流表A2示數(shù)變大B.電流表A1示數(shù)變小,電壓表V示數(shù)不變C.電壓表V示數(shù)與電流表A2示數(shù)的比值變大D.電流表A2示數(shù)變大,電壓表V示數(shù)不變,燈泡變亮A解析見下頁典例分析由圖可得,滑動變阻器與燈泡并聯(lián),電流表A1測燈泡所在支路電流,電流表A2測干路電流,電壓表測電源電壓,并聯(lián)電路中各用電器工作互不影響。當(dāng)滑動變阻器的滑片從右端向左移動的過程中,燈泡的亮度不變,電流表A1示數(shù)不變;電源電壓不變,故電壓表V示數(shù)不變;滑動變阻器電阻變小,電壓不變,由歐姆定律可得,通過滑動變阻器的電流變大,由并聯(lián)電路電流規(guī)律可得,干路電流也變大,即電流表A2示數(shù)變大,電壓表V示數(shù)與電流表A2示數(shù)的比值變小,故A正確,BCD錯誤。所以選A。典例分析【例題2】如圖是某同學(xué)為汽車設(shè)計的油量表(實際上就是電流表)原理示意圖,R0是定值電阻,R是滑動變阻器,則向油箱里正常加油時,油量表的示數(shù)會______(選填“變大”、“變小”或“不變”);油箱加油過滿時,電路______(選填“會”、“不會”)被短路。若換用電壓表改裝成油量表,要求油面升高時電壓表示數(shù)變大,電壓表應(yīng)并聯(lián)在圖中______(選填“R”、“R0”)兩端。變大R0不會解析見下頁典例分析
【例題3】如圖所示,電阻R1為10Ω,電源兩端電壓為12V。開關(guān)S閉合后,求:(1)當(dāng)滑動變阻器R接入電路的電阻R2為40Ω時,通過電阻R1的電流I1和電路的總電流I;
(2)當(dāng)滑動變阻器接入電路的電阻R3為20Ω時,通過電阻R1的電流I1′和電路的總電流
I′
。
典例分析
(2)當(dāng)滑動變阻器接入電路的電阻R3為20Ω時,通過電阻R1的電流I1′和電路的總電流
I′
??偨Y(jié):當(dāng)并聯(lián)電路中的一個支路的電阻改變時,這個支路的電流會變化,干路電流也會變化,但另一個支路的電流和電壓不變。典例分析四、綜合練習(xí)1.某科技小組為快遞公司設(shè)計的分揀計數(shù)裝置簡化電路如圖所示。R2為定值電阻,R1為光敏電阻,當(dāng)有光照射光敏電阻時其阻值變小。激光被遮擋一次,計數(shù)器會自動計數(shù)一次(計數(shù)器可視為電壓表)。閉合開關(guān),激光被遮擋瞬間,下列說法正確的是()A.電阻R1的阻值變小 B.通過R2的電流變大C.電阻R1兩端的電壓變大 D.電阻R2兩端的電壓變大綜合練習(xí)C解析見下頁綜合練習(xí)由圖可知兩電阻串聯(lián),計數(shù)器(電壓表)測R1的電壓,已知當(dāng)有光照射時電阻變小,故激光被遲擋瞬間電阻R1變大,由串聯(lián)電阻的規(guī)律,電路的總電阻變大,電路的電流變小,根據(jù)U=IR,R1的電壓變大,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知,R2兩端的電壓變小,故ABD錯誤,C正確。
故選C。綜合練習(xí)2.圖示為電阻R1和R2的I-U圖像,由圖可知()A.R1的阻值為5ΩB.R1的阻值小于R2的阻值C.將R1、R2串聯(lián)接入電路,通電后R1兩端的電壓大于R2兩端的電壓D.將R1、R2并聯(lián)接入電路,通電后通過R1的電流大于通過R2的電流C解析見下頁綜合練習(xí)AB.由圖知電阻R1和R2的I-U圖像,都是過原點的斜線,說明R1和R2兩端的電壓與通過它們的電流成正比,兩電阻的阻值是不變的。當(dāng)電壓為1V時,通過電阻R1和R2的電流分別為0.10A、0.20A,電阻R1和R2的阻值分別為R1=U/I1=1V/0.10A=10ΩR2=U/I2=1V/0.20A=5Ω由計算可知,R1的阻值大于R2的阻值。故AB不符合題意;C.將R1、R2串聯(lián)接入電路,由串聯(lián)電路電流處處相等可知,通過電阻R1和R2的電流相同,因R1的阻值大于R2的阻值,由U=IR可知,通電后R1兩端的電壓大于R2兩端的電壓。故C符合題意;D.將R1、R2并聯(lián)接入電路,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點可知,電阻R1和R2兩端的電壓相等,因R1的阻值大于R2的阻值,由I=U/R可知,通電后通過R1的電流小于通過R2的電流。故D不符合題意。故選C。綜合練習(xí)3.如圖1所示的電路中,R1為定值電阻,R2為滑動變阻器,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S后,滑片P從b端移動到a端的過程中,電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的關(guān)系圖像如圖2所示,則電源電壓和R1的阻值分別為()A.3V,5Ω B.2V,10Ω C.3V,10Ω D.2V,5ΩA解析見下頁綜合練習(xí)由圖1知,兩電阻串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流。當(dāng)滑片于a端時,滑動變阻器接入電路的電阻為0,電路中的電流最大,由圖2可知I1=0.6A;由歐姆定律可得,電源電壓
U=I1R1=0.6A×R1①當(dāng)滑片于b端時,其接入電路中的電阻最大,電路中的電流最小,由圖2可知I2=0.2A,U2=2V則滑動變阻器接入電路中為最大阻值,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以電源電壓
U=I2R1+U2=0.2A×R1+2V②因電源電壓不變,由①②可得0.6A×R1=0.2A×R1+2V解得R1=5Ω,U=3V故A符合題意,BCD不符合題意。故選A。綜合練習(xí)4.圖是小華探究電流與電阻關(guān)系的實驗電路,AB間可以換接多個不同阻值的電阻。在每次換接電阻后,他應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片控制AB間______不變。換接電阻多次實驗,是為了_______________。探究電流與電阻關(guān)系的實驗中,在更換電阻的過程中需控制電阻兩端的電壓保持不變,即控制AB間電壓保持不變。在AB間更換不同的電阻進行多次實驗,得出多組數(shù)據(jù),根據(jù)多組數(shù)據(jù)進行分析,得出電流與電阻關(guān)系,這樣得出的結(jié)論具有普遍性。所以換接電阻多次實驗,是為了尋找普遍規(guī)律。尋找普遍規(guī)律電壓綜合練習(xí)5.如圖所示的電路中,R1為定值電阻,R2為滑動變阻器,電源電壓不變.閉合開關(guān)S后,滑片P從a端移動到b端,電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的變化關(guān)系如圖所示,則電源電壓為
V,R2的最大阻值為
Ω.103當(dāng)閉合S,滑片P從a端移動到b端時,觀察圖中電壓表和電流表的示數(shù)變化情況得,電壓表示數(shù)的變化為2V,電流表的變化為0.4A,故定值電阻R1的兩端電壓的變化量也是2V,則定值電阻R1的大小為:R1=ΔU1/ΔI1=2V/0.4A=5Ω當(dāng)滑片滑到a端時,電路中的電流為0.6A,故電源電壓為U=R1×Ia=5Ω×0.6A=3V當(dāng)滑片滑到b端時,電路中的電流為0.2A,故電路中的總電阻為R=U/Ib=3V/0.2A=15Ω故變阻器的最大電阻R2=15Ω-5Ω=10Ω.綜合練習(xí)6.在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,電阻R1的阻值為30Ω,閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2,電流表A1的示數(shù)為0.3A;閉合開關(guān)S1和S2,電流表A2的示數(shù)為1.2A,求:(1)電源電壓U;(2)電阻R2的阻值。(1)根據(jù)電阻R1為30Ω,閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2,電流表A1的示數(shù)為0.3A;根據(jù)歐姆定律可得電源電壓為U=IR=I1R1=0.3A×30Ω=9V(2)當(dāng)開關(guān)S2也閉合時,此時電源電壓不變,此時A1的示數(shù)仍為0.3A,電流表A
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