欧姆定律电路安全

1、欧姆定律应用5-电路的安全问题适用学科初中物理适用年级初中三年级适用区域人民教育出版新课标课时时长（分钟）60分钟知识点1、电路的安全问题一、知识与技能1、电路的安全问题教学目标一过程与方法利用欧姆定律解决问题。二、情感、态度与价值观培养学生的探究精神。教学重点欧姆定律的运用教学难点利用欧姆定律处理电路安全问题教学过程一、复习预习1、电阻一定时，电流与电压成正比。2、电压一定时，电流与电阻成反比。3、欧姆定律的知识二、知识讲解课程引入：前面我们已经学习了有关电压、电流和电阻的知识，以及学习了如何利用欧姆定律来分析电路中的问题，本节课要学习的知识是利用欧姆定律来解决问题的安全问题。考点/易错点1

2、串联电路的最大电源电压的问题(1)如果已知两个小灯泡的正常发光情况，求如果要求两个小灯泡都不会坏，则求最大的电源电压。(2)解决思路：先明确电阻(小灯泡)的正确工作的电压和电流，然后将两个灯泡中最小的电流当做整个电路的电流，然后用这个电流乘以电路的总电阻就可以得到要求的最大电源电压。考点/易错点2、并联电路的最大干路电流的问题(1)如果已知两个小灯泡的正常发光情况，求如果要求两个小灯泡都不会坏，则求最大的干路电流。(2)解决思路：先明确电阻(小灯泡)的正确工作的电压和电流，然后将两个灯泡中最小的正常工作电压当做整个电路的总电压，然后用这个电压分别除以各灯泡的电阻就可以得到各自的电流，然后将两条

3、支路的电流相加就得到了要求的最大的干路电流。考点/易错点3、电路中电路的元件保护引起的滑动变阻器的滑动范围基本解题思路：(1)将电路中需要保护的电路元件找出来，需要保护的元件有电流表(IE量程)，电灯泡(IM正确工作电流)，滑动变阻器(I允许通过的最大工作电流)，电压表(UM量程)。(2)根据以上的安全要求写出每个元件的电流或是电压范围，如果电路中有多个电流需要保护，则先求出电流的最小保护值。(3)先设保护电流的滑动变阻器的取值为Ri,则取式子1=最小电流值，解不等式求出电阻R的RoR范围。(4)再设保护电压表的滑动变阻器的取值为R2,则取式子U=g4;MR2三电压表量程,解不等RoR2式求生

4、电阻R2的范围。(5)将以上求生的两个电阻的范围结合起来就求生了滑动变阻器的电阻取值范围三、例题精析【例题1】【题干】甲和乙两灯泡的额定电压均为6V,若甲、乙两灯泡的电流随其两端电压变化的图象如图所示.现将两灯串联后接在某一电路中，要使其中一个灯泡正常发光，并保证电路安全，则电源电压最大为（）A、6VB、8VC、10VD、12V*IA【答案】B【解析】由图象可知：灯泡甲正常工作时的电流为1A,灯泡乙正常工作时的电流为0.5A,串联电路中各处的电流相等，将两灯串联后接在某一电路中，要使其中一个灯泡正常发光时，电路的最大电流为0.5A;由图象可知，0.5A所对应两灯泡的电压分别U甲=2V,U乙=6

5、V,串联电路中总电压等于各分电压之和，.电源最大电压U=U甲+U乙=2V+6V=8V。故选B【例题2】【题干】如图所示电路，灯泡Li标有“6V6W”，L2标有“6V3W”，电流表Ai的量程是03A,A2的量程为00.6A,电压表量程015V,在a,b间接入电压可调的直流电源.闭合开关S后，假设电阻不随温度变化，为保证所有电学元件的安全，则允许加在a、b间的电源电压和通过电流表A的电流不得超过（）A. 3.6V0.9AB. 6V1.5AC. 12V3AD. 15V3.75A【答案】A【解析】开关闭合后，两灯泡并联，电压表测电源的电压，电流表A测干路电流，电流表A2测通过灯泡Li的电流；(1)由P

6、=UI可得，两灯泡的额定电流分别为：Ii且Ui6W=1A, 6VP2U23W=0.5A6V由=R可得，两灯泡的电阻分别为:Ui 6VU 2R1 = 1 =6C, R2 =-Ii 1AI26V0.5A= 12C ；因Li的额定电流为1A,A2的量程为00.6A,所以，该支路的最大电流I；=0.6A,因并联电路中各支路两端的电压相等，且电压表量程015V,两灯泡的额定电压均为6V,所以，a、b间允许所加的电压：U=I1R1=0.6AM6c=3.6V;(2)通过L2的电流12=3迎=0.3人，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且Ai的量程是0R212j3A,所以，电流表A的示数I=I；+I2=

7、0.9A,综上可知，选项A正确。故选A。四、课堂运用【基础】1、一个滑动变阻器标有“1.5A50Q”的字样，当它与一个阻值为30Q的电阻串联接入电路时，整个电路总电阻的变化范围为（）A、30-80QB、0-80QC、0-50QD、0-30Q【解析】滑动变阻器上标有155A,即表示这个滑动变阻器的电阻变化范围是050 Q;由于与一个阻值为30Q电阻串联，则整个电路中总电阻的变化范围为30Q-80QO故选：A2、三个相同的定值电阻都标有“10W10Q”字样，它们的连接情况如图所示，若将它们接人电路,在保证三个电阻都安全的前提下，AB两端的电压最高不能超过（）2L.RAo1rj七B1RA.20VB.

8、15VC.10VD.5V【答案】B2【解析】由P=L可知，电阻额定电压：U=TPR=J10WM1QQ=10V,电阻额定电流：I=U=1A,由图RR示电路图可知，两电阻先并联再与第三个电阻串联，为保证安全，电路最大电流为I=1A,通过并联电路每支路白电流为I=0.5A,AB两端最大电压：Uab=IR+IR=15V；故选B【巩固】1、电阻Ri标有“3Q1A”，滑动变阻器R2标有“6Q1A”，并联在电压可调的电源上。为保证R、R?均不损坏，则允许加的最大电源电压和最大功率为（）A.9V9WB.3V3WC.3V6WD.3V4.5W【答案】C【解析】电阻R1两端的最大电压：Ui=IiRi=3V,电阻R2

9、两端的最大电压：U2=IzR2=6V,当把它们并联起来时，电路中的电源电压只能取3V；由P=丫得：p=3W,根据滑动变阻器R2标有“6Q1A”RR1可知：R2支路上的最大电流为1A,所以R2最大功率P2=UI2=3W,电路消耗的最大功率PlP+P2=6W故选C【拔高】1、如图所示，电源电压恒为8V,电压表量程为03V,滑动变阻器的规格为“Q1A”，灯泡标有“6V3W字样.若闭合开关，两电表示数均不超过所选量程，灯泡两端的电压不超过额定值，不考虑灯丝电阻变化，则下列说法正确的是（）L-ISA.电流表的量程应选03AB.电压表示数的变化范围03VC.滑动变阻器的阻值变化范围4Q-7.2QD.滑动变

10、阻器的阻值变化范围0Q7.2Q【答案】C【解析】从图中可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，电流表测量灯泡电流；根据P=UI得：Il=&=3W=0.5A,由欧姆定律得：灯泡的电阻：氏=2=里=1/；二.电流表测量灯U额6VIl0.5A泡的电流，灯泡两端电压不允许超过额定值，也就是电路中的电流最大为灯泡的额定电流，即电路中的最大电流Imax=lL=0.5A；则电流表的量程应选00.6A,故A错误；由于滑动变阻器与灯泡串联，滑动变阻器两端电压的最小电压为URmin=U-Umax=8V-6V=2V,由欧姆定律得：滑动变阻器接入电路中的最小阻值Rmin=5皿=工=4建；由于电压表量程为03V,所以当电压表示数为3V时，根据串联电路的Imax0.5A电压特点可知：灯泡两端的电压gmin=U-URmax=8V-3V=5V,电路中的电流为ImLU1皿=2=Wa,Rl12112滑动变阻器接入