九年級物理上冊 歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用學(xué)案 （新版）蘇科版

九年級物理上冊 歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用學(xué)案 （新版）蘇科版 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1.理解歐姆定律，能運用歐姆定律進(jìn)行簡單的計算； 2.能根據(jù)歐姆定律以及電路的特點，得出串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系。 【要點梳理】 要點一、串聯(lián)電路中電阻的規(guī)律 1.規(guī)律：串聯(lián)電路中總電阻等于各串聯(lián)導(dǎo)體的電阻之和。 　　 　 在圖中，因為R1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: 又由歐姆定律變形式：　　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： 2.公式： 3.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： 　 要點詮釋： （1）導(dǎo)體串聯(lián)，相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長度，因此，串聯(lián)導(dǎo)體的總電阻大于任何一個串聯(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個阻值均為R0的導(dǎo)體串聯(lián)，則總電阻為。 （3）當(dāng)電阻R1和R2串聯(lián)時，若R1>R2，則U1>U2，如下圖所示。 要點二、并聯(lián)電路中電阻的規(guī)律 1.規(guī)律：并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)導(dǎo)體電阻的倒數(shù)之和。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 在圖中，有 由歐姆定律: 綜合以上推導(dǎo)，有; 即： 2.公式： 3.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）兩個電阻并聯(lián)：。 （3）n個阻值為R0的相等電阻并聯(lián),則總電阻為：。 （4）不管是串聯(lián)還是并聯(lián)電路中，某個電阻的阻值增大，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。 （5）當(dāng)電阻R1和R2并聯(lián)聯(lián)時，若R1>R2，則I1<I2，可以類比馬路上的車流，如下圖。 【典型例題】 類型一、歐姆定律在串聯(lián)電路中的應(yīng)用 1. 一只燈泡兩端的電壓是3V，能正常發(fā)光，此時的電阻是6Ω。如果把這只燈泡接到電壓為9V的電源上，電路中應(yīng)串聯(lián)一個多大的電阻，燈泡才能正常發(fā)光？ 【思路點撥】現(xiàn)在電源電壓大于燈泡正常工作時的電壓，需要串聯(lián)分壓，串聯(lián)電阻兩端的電壓等于電源電壓減去燈泡的額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律得出等式即可求出電阻的阻值。 【答案與解析】 利用串聯(lián)電路中電阻和電壓成正比，，只需要分別找出兩個電阻兩端電壓的比值，即可直接算出待求電阻的大小。 　　　　　 【總結(jié)升華】電學(xué)中由于公式之間的互通性，因此一題多解常常出現(xiàn)，希望同學(xué)們能認(rèn)真分析找到最簡便的方法。 舉一反三： 【變式】如圖是燈泡L和電阻R中電流隨電壓變化的圖象。由圖象可知，電阻R的阻值為 Ω。若將它們并聯(lián)接在電壓為2V的電源兩端，電路中的總電流為 A。 【答案】20；0.35 類型二、歐姆定律在并聯(lián)電路中的應(yīng)用 2. 如圖所示電路，R1=R2=12Ω，電源電壓為18V。求： （1）R1、R2并聯(lián)后的總電阻是多少？ （2）電流表的示數(shù)是多少？ 【思路點撥】（1）根據(jù)并聯(lián)電路電阻的關(guān)系進(jìn)行分析， 。 （2）根據(jù) 即可求出電流的大小。 【答案與解析】(1)由并聯(lián)電路總電阻與各支路電阻的關(guān)系得： 帶入數(shù)據(jù)可得R=6Ω。 （2）根據(jù)歐姆定律。 【總結(jié)升華】知道并聯(lián)電路中總電阻與各支路電阻的關(guān)系，會靈活應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行計算。 3. 如圖所示的電路圖中，電源兩端的電壓保持不變，電阻R2與電阻R3的阻值均為10Ω。閉合開關(guān)S、S1、S2后，電流表A的示數(shù)為I；此時斷開S2，電流表A2示數(shù)為I2/,A1的示數(shù)為0.3A；I：I2/=5：2。求R1的阻值和電源電壓U。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 【答案】20Ω；2V 【解析】閉合開關(guān)S、S1、S2后，等效電路圖為圖1，電流表A測干路電流I,電流表A1測通過R1、R2的總電流I1+I2，電流表A2測通過R2、R3的總電流I2+I3，斷開S2時，等效電路圖為圖2;電流表A2測通過R2的電流，電流表A和A1都測干路電流 　　　　　　　　　 　　圖1中，R2兩端電壓為U，圖2中R2兩端電壓依舊為U，R2的阻值也不變，所以有I=U/R可得，開關(guān)斷開和開關(guān)閉合時通過R2的電流始終不變，即 　　所以 　　因為電源電壓相等各支路兩端電壓，所以 　　所以 　　在圖1中 　　所以 　　圖2中， 　　所以 　　所以電源電壓 【總結(jié)升華】本題主要考察了并聯(lián)電路中電流、電阻的關(guān)系，考察同學(xué)們對這部分的知識的熟練程度。 舉一反三： 【變式】如圖，開關(guān)閉合后，電流表示數(shù)為1安，電壓表示數(shù)為6伏，已知電阻R 2為10Ω，求通過R 2的電流和R 1的阻值。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 【答案】0.6A；15Ω 【解析】電流表測干路電流I=1A，電壓表測電源電壓U=6V，電阻R1=10Ω，因為R1、R2并聯(lián)，所以R2兩端電壓U2=U1=U=6V，則通過R2的電流，所以。 類型三、綜合應(yīng)用 4. 如圖是一種自動測定油箱內(nèi)油面高度的裝置。彎月形的電阻R與金屬滑片P構(gòu)成一個滑動變阻器．金屬滑片P是杠桿的一端。下列說法正確的是（　?。? A．該電路中油量表既可用電流表改裝，也可用電壓表改裝 B．油面升高，滑動變阻器接入電路中的電阻減小 C．R0和R在電路中是并聯(lián)的 D．電路中的電流越小，油量表指示油面的高度值越大 【答案】D 【解析】油量表是并聯(lián)在滑動變阻器兩端的，所以油量表是電壓表，A不符合題意；油面越高，浮子上升，滑片上移，滑動變阻器連入電路的電阻越大，電流越小，B不符合題意；R0和R在電路中是串聯(lián)的，C不符合題意；串聯(lián)電路中電阻有分壓的作用，電阻越大，分擔(dān)的電壓越大，油量表的示數(shù)越大，但是電流越小，所以電路中的電流越小，油量表指示油面的高度值越大，D符合題意。 【總結(jié)升華】本題根據(jù)油量表并聯(lián)在電路中，可以判斷油量表是電壓表；根據(jù)串聯(lián)電路中電阻越大分擔(dān)的電壓越大，可以判斷電壓表的示數(shù)變大；根據(jù)歐姆定律，電壓不變，電阻越大，電路中的電流越小。 舉一反三： 【變式】如圖所示是王超設(shè)計的壓力傳感器的原理圖，其中彈簧上端和滑動變阻器的滑片P固定在一起，AB間有可收縮的導(dǎo)線，R1為定值電阻。當(dāng)閉合開關(guān)S，壓力F增大時，電流表與電壓表示數(shù)變化情況是（　?。? A．電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變小 B．電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變大 C．電流表、電壓表示數(shù)都變大 D．電流表、電壓表示數(shù)都變小 【答案】B 5. 如圖所示，電源電壓保持12V不變，R1=30Ω，變阻器R2的阻值變化范圍是0～20Ω。開關(guān)S閉合，當(dāng)變阻器滑片P由a端滑至b端過程中電壓表示數(shù)的變化范圍為（　?。? A．7.2～0V B．4.8～0V C．4.8～7.2V D．4.8～12V 【思路點撥】先識別電路，再結(jié)合各表的特征及使用方法來判斷電路的情況，后通過歐姆定律來求解。 【答案】B 【解析】從圖中可以看出，兩個電阻串聯(lián)，并且電壓表串在滑動變阻器的滑片上，因此滑片不能改變電路中電阻的大小，只改變了電壓表測量的電阻值，即電壓表示數(shù)會發(fā)生改變．因此先利用歐姆定律求出電路中的電流，然后根據(jù)滑片的位置，利用U=IR即可求出電壓表示數(shù)變化的范圍。電路中的電流：，當(dāng)變阻器滑片P在a端時，電壓表的示數(shù)：Ua=IR2=0.24A×20Ω=4.8V；當(dāng)變阻器滑片P在b端時，電壓表被短路，因此電壓表的示數(shù)為0V；所以電壓表示數(shù)的變化范圍為4.8～0V。 【總結(jié)升華】本題考查了滑動變阻器對電路中的電流和電壓表示數(shù)的影響，以及串聯(lián)電路中電阻和電壓的特點，并會熟練應(yīng)用歐姆定律。 舉一反三： 【變式】在如圖所示的電路中，電源電壓為4.5V且保持不變，電阻R=5W，，變阻器R1的最大阻值為20W，電流表的量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V，為了保護(hù)電表，則變阻器接入電路的阻值范圍為 。 【答案】2.5～10Ω 【解析】當(dāng)變阻器接入的阻值最小時， ，，所以變阻器接入電路的最小值； 當(dāng)變阻器接入的阻值最大時，電壓表的示數(shù)，因為在串聯(lián)電路中電流處處相等，所以 ，代值解得：；所以變阻器接入電路的阻值范圍為2.5～10Ω。