第4课欧姆定律的应用第二讲欧姆定律在串并联电路中的应用（原卷版）

第4课欧姆定律的应用第二讲欧姆定律在串并联电路中的应用学习目标学习目标熟练掌握欧姆定律在串、并联电路中的应用理解欧姆定律，能运用欧姆定律进行简单的计算；能根据欧姆定律以及电路的特点，得出串、并联电路中电阻的关系欧姆定律在动态电路中的应用；会用欧姆定律判断电路故障002预习导学电阻的串联串联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都。串联电阻的总电阻的阻值等于各分电阻：R串=R1+R2+……Rn。n个相同电阻R串联时的总电阻为：R串=nR。电阻的并联并联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都。并联电阻的总电阻倒数等于各分电阻的阻值之和，即：。n个相同电阻R0并联时的总电阻为：。两个电阻R1和R2并联时的表达式为：欧姆定律使用注意：单位必须统一，电流用A，电压用V，电阻用Ω；不能理解为：电阻与电压成正比，与电流成反比，因为电阻常规情况下是不变的。欧姆定律在串并联电路中的应用串联电路：当串联电路中一个电阻改变时，电路中电流及另一个电阻电压。当并联电路一个支路的电阻改变时，这个支路电流也会改变干路电流；但另一个支路电流和电压都。家庭电路中，各用电器采用并联方式接入电路。0303探究提升知识点一：串并联电路电流、电压规律分类串联电路并联电路电路图电流特点串联电路中各处电流相等并联电路的干路总电流等于各支路电流之和电压特点串联电路两端的总电压等于各电阻两端电压之和并联电路中，各支路两端的电压相等，且都等于电源电压电阻特点串联电路的总电阻，等于各串联电阻之和；若有n个相同的电阻R0串联，则总电阻为；把几个导体串联起来相当于增大了导体的长度，所以总电阻比任何一个串联分电阻都大。并联电阻中总电阻的倒数，等于各并联电路的倒数之和；若只有两个电阻R1和R2并联，则总电阻R总=eq\f(R1R2,R1+R2)；若有n个相同的电阻R0并联，则总电阻为；分配特点串联电路中，电压的分配与电阻成正比并联电路中，电流的分配与电阻成反比电路作用分压(…)分流(…)【探究重点】对于单个导体在电路中工作的问题，只要把精力放在找这个导体的两端电压U，流经电流I，导体电阻R。各量均用国际单位，根据欧姆定律列出方程：I=U/R，所求量在该方程中解出即可。对于两个导体串联时，分别找出每个导体对应的电流、电压和电阻。如：对于导体A，电阻R1，两端电压U1，流经电流I1，这三个量满足欧姆定律：I1=U1/R1；对于导体B，电阻R2，两端电压U2，流经电流I2，这三个量满足欧姆定律：I2=U2/R2。然后再根据串联电路电流、电压、电阻的特点将上面两方程联系起来。比如：串联电路两导体流经电流相等，也就是I1=I2=I(I是串联电路总电流)，这样U2/R2=U1/R1=U/R(U是串联电路总电压，R为总电阻)，题中待求的物理量就在这个方程中，解方程即可！串联电路两导体电压之和等于电路总电压，也就是U1+U2=U，这样将U1=I1R1，U2=I2R2代入得I1R1+I2R2=U，解这个方程可得所要求的量。对于两个导体并联时，分别找到两个支路导体的电流、电压、电阻，再看看电路的总电流、总电压、总电阻。如：对于第一个支路，流经电流I1，电阻R1，两端电压U1，用欧姆定律联系起来建方程：I1=U1/R1；对于第二个支路，流经电流I2，电阻R2，两端电压U2，也用欧姆定律联系起来建方程：I2=U2/R2；对于整个电路找总电流I，总电压U，总电阻R。再用欧姆定律联系起来建方程：I=U/R；然后根据并联电路的电流、电压、电阻之特点，将以上方程联系起来会得到新的方程，所求的量就在新的方程之中。如：①根据并联电路电流特点：I1+I2=I得U1/R1+U2/R2=U/R；②根据并联电路电压特点：U1=U2=U得：I1R1=I2R2=IR【例题精讲】（2023·北京石景山·统考一模）如图所示的电路中，电阻阻值R1>R2。闭合开关S后，电阻R1、R2两端的电压分别为U1、U2，通过两个电阻的电流分别为I1、I2。下列判断中正确的是（）A．I1>I2 B．I1=I2 C．U1=U2 D．U1<U2【巩固训练】如图所示，R1、R2、R3为阻值相等的定值电阻，闭合开关S1，断开开关S2、电流表示数I1；闭合开关S2，断开开关S1，电流表示数为I2，I1∶I2为()A．2∶1 B．3∶1 C．1∶3 D．1∶2知识点二：欧姆定律的计算【探究重点】应用欧姆定律公式以及两个变形式进行解题时，只要知道I、U、R三个量中的两个，就可以求出第三个未知物理量。在计算和理解问题的过程中千万注意，物理量的计算不同于数学上的计算，必须用对应的物理量单位才有意义，避免将物理问题数学化，应理解每个量的物理意义。注意串联分压规律以及并联分流规律应用；两个电阻并联：。【例题精讲】（2022·青海）如图所示，定值电阻R1=5Ω，R2=10Ω，开关S闭合时，R1∶R2两端的电压分别是U1、U2，通过的电流分别是I1、I2，下列关系正确的是（）。A.I1∶I2=1∶1 B.I1∶I2=1∶2C.U1∶U2=1∶1 D.U1∶U2=2∶1【巩固训练】为实验室制作一个电铃电路，现有器材：一只12V的电源、一个“6V1A”的电铃、若干导线，要使电路中的电铃正常工作，至少还需要()A．串联一只6Ω的电阻 B．串联一只12Ω的电阻C．并联一只6Ω的电阻 D．并联一只12Ω的电阻知识点三：动态电路分析动态电路的分析主要分以下几种类型在观察电路的基础上，明确滑动变阻器、定值电阻、灯泡的连接方式，电流表测通过哪个电阻或哪几个元件中的电流，电压表测哪个电阻或哪几个元件两端的电压。当开关断开与闭合时，电路中的电阻怎样变化，运用电路关系、欧姆定律，推导出电路中的电流如何变化，电路中某元件两端的电压或电功率如何变化。解读：(1)含滑动变阻器的串联电路：由于电源电压不变，按以下思路分析：eq\x(滑动变阻器电阻变化)→eq\x(总电阻变化)→eq\x(电流变化)→eq\x(定值电阻两端电压变化)→eq\x(滑动变阻器两端电压变化)(2)含滑动变阻器的并联电路，由于电源电压不变，且并联电路中各个支路互相独立、互不影响，所以含定值电阻的支路各量都不变化，含滑动变阻器的支路，按以下思路分析：eq\x(滑动变阻器电阻变化)→eq\x(本支路电阻变化)→eq\x(本支路电流变化)→eq\x(干路总电流变化)解决动态电路电阻变化类题目的步骤和方法滑动变阻器滑片位置的改变、压力、温度等因素的改变是导致电阻变化的常见原因。解决此类问题的关键是从变化的源头出发，即根据R、R压或R温的变化情况，判断电路中R总和电路中电流的变化，然后再根据欧姆定律和串、并联特点或分压、分流原理判断其他物理量的变化或进行相关的计算。【探究重点】【例题精讲】（2023无锡市滨湖区一模）如图为小明设计的高速公路收费站计重秤的原理图。图中的“车重表”是由电流表改装而成，则当车越轻时，R2越_______，车重表的示数越______；若车重表换电压表改装而成，为了使车越轻时，车重表的示数越小，应将电压表与______并联。【巩固训练】（2022·湖北十堰·九年级期末）如图所示电路，电源电压保持不变，开关S闭合后，在滑动变阻器滑片P向右移动过程中，下列说法正确的是（）A．电压表V的示数变大 B．电压表V的示数变小C．电压表V与电流表A1的示数之比不变 D．电压表V与电流表A的示数之比变小知识点四：故障电路分析一般来讲电路故障主要表现为：电路断路当电路中出现断路时，电路不通，用电器不能工作。主要表现在以下几个方面：(1)灯泡不亮；(2)电流表无示数；(3)电压表示数为零；(4)电压表示数接近电源电压；(5)断开处一端能使试电笔氖管发光，另一端不能使其发光。电路短路电路中出现短路时，电路仍然接通。其主要表现为：(1)灯泡可能仍亮；(2)灯泡可能不亮(说明灯泡短路)；(3)电流表有示数；(4)电压表可能有示数(与电压表并联部分无短路)；(5)电压表示数可能为零(与电压表并联部分短路)；(6)短路处任意点均能使试电笔氖管发光。【探究重点】对电路故障进行分析，一是要搞清楚电路故障都有哪些情况；二是要掌握对此类问题的分析方法；三是要知道电路出现断路和短路后会产生哪些现象。【例题精讲】（2023扬州市宝应县一模）如图所示，闭合开关，电路正常工作，一段时间后，其中一个电表示数突然变大。为判断故障，在此电路中把电阻R1与R2位置互换，闭合开关后，两电表都有示数，则故障原因是：（）A.R1内部短路 B.R1内部断路 C.R2内部短路 D.R2内部断路【巩固训练】（2021长沙模拟）如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S后，电路正常工作。过了一会儿，灯L熄灭，三个电表中只有一个电表的示数变大。电路中只有一处故障，且只发生在灯L或电阻R上。则下列判断正确的是（）A.一定是灯L断路 B.一定是灯L短路C.可能是电阻R断路 D.可能是电阻R短路00601强化训练将阻值不同的电阻R1、R2按甲图所示电路连接，闭合开关S后，电流表示数为0.6A；保持电源电压不变，再将电阻R1、R2按乙图所示电路进行改接，闭合开关S后，关于电流表的示数，下列说法中正确的是()A．一定小于0.6A B．一定大于2.4AC．一定大于0.6A，但小于1.2A D．一定大于1.2A，但小于2.4A（2023许昌市一模）（多选）如图为一种测量环境光照强度的仪器的简化工作原理图。R0为定值电阻，R为光敏电阻，其阻值随环境光照强度的增加而减小，电源电压不变，闭合开关S后，下列说法中正确的是（）A.环境光照强度增大，电流表示数变小B.电压表示数变小，说明光照强度增加C.电压表与电流表示数之比保持不变D.将定值电阻R0换成一个小灯泡，环境光照变暗，小灯泡亮度变暗（2022·湖北武汉·九年级期末）如图所示的酒精测试仪中装有酒精气体传感器。酒精气体传感器是一种气敏电阻，它的阻值随酒精气体浓度的增大而减小，从而引起电路中电流和电压的变化。若驾驶员呼出的酒精气体浓度越大，测试仪中电压表的示数越大，则下列酒精测试仪工作原理电路图合理的是（）A．B．C． D．(2021·湖南郴州市·中考真题)如图所示电路，电源电压恒定，R1、R2、R3均为定值电阻。当开关S闭合，S1、S2断开时，电流表A的示数为0.2A；当开关S、S1闭合，S2断开时，电流表A的示数为0.4A；当开关S、S1、S2都闭合时，电流表A的示数为0.5A，则()A．R1:R2=2:1 B．R1:R3=1:1C．R2:R3=1:2 D．R1:R2:R3=2:2:1薛同学按照如图甲所示电路做实验，闭合开关S，两灯均发光，他发现两块电压表的指针偏转角度相同，如图乙所示。下面的判断正确的是()A．电压表V1的读数为7.5V B．L2灯两端的电压为1.5VC．L1和L2两端的电压之比为1∶4 D．通过L1和L2的电流之比为1∶4（2021·贵州中考真题)如图所示，电源电压为18V，定值电阻R1=10Ω，滑动变阻器标有“50Ω2A”，电流表量程为“03A”。在确保电路安全的情况下，下列说法正确的是()。A．滑片P向右移动过程中，电流表的示数变小；B．滑动变阻器允许接入电路中的阻值范围为0~50Ω；C．若电源电压可调，电源电压可调节的最大值为25V；D．若电源电压可调，为使电流表示数达到最大，电源电压可调节的最小值为18V(2020·辽宁抚顺市·九年级其他模拟)如图所示的电路中，电源电压不变，为定值电阻，开关S闭合后，滑动变阻器滑片向左移动时，电压表的示数______，电压表示数与电流表示数之比______(两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)(2020丹东)如图，电源电压保持不变，闭合开关S。将滑动变阻器滑片P从b端向中点滑动的过程中，电流表和电压表都有示数。下列说法正确的是()A．电流表的示数变小B．R1的功率变大C．R1的电流变化量小于滑动变阻器的电流变化量D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变（2023南阳市南召县一模）如图是应急灯及示意图。台灯冲满电后，使用滑动变阻器可改变灯泡亮度。若电源电压及灯丝电阻恒定不变，则灯泡两端电压U、电路中电流I跟滑动变阻器R的关系为（）A. B. C. D.(2021·海南中考真题)如图所示的电路，电源电压和灯泡L的电阻不变，闭合开关S，将滑片P向右移动时()。A．电压表示数变小，电流表示数变小；B．电压表示数变小，电流表示数变大；C．电压表示数变大，电流表示数变大；D．电压表示数变大，电流表示数变小(2021·湖南常德市·中考真题)如图所示电路中，电阻R1＝12Ω，R2＝6Ω。当单刀双掷开关S置于位置1时，电压表读数为3V。则当S置于位置2时，电压表读数的可能值为()A．1V B．2V C．3V D．4V如图所示电路，电源电压保持不变，滑动变阻器R0的最大阻值为20Ω。当开关S和S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片分别在中点和最右端时，电压表的示数分别为U1和U1'，滑动变阻器的滑片在最左端时，电流表的示数为I1；当开关S和S2闭合、S1断开，滑动变阻器的滑片分别在中点和最右端时，电流表的示数分别为I2和I2'；已知I1=0.6A，U1:U1'=3:4，I2:I2'=5:4。关于以上几种电路状态，下列说法正确的是()A．电源电压是12V B．R2的阻值是10ΩC．电流表的最小示数是0.2A D．电压表的最大示数是4V实际的电源都有一定的电阻，如干电池。实际计算过程中，可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成，如图甲所示：在图乙中R1=14Ω，R2=9Ω。当只闭合S1时，电流表读数I1=0.2A；当只闭合S2时，电流表读数I2=0.3A，把电源按图甲中的等效方法处理。则电源的电压U=________和电阻r=_________。（2023天门市一模）如图甲是某品牌智能体重秤，图乙是它的电路结构图，R0为定值电阻，秤盘下方的电阻R为压敏电阻，其阻值随所受压力大小的变化关系图像如图丙所示。已知电源电压为6V保持不变。（1）当秤盘为空时，R的阻值为______；（2）体重为600N的小勇站在体重秤上时，电压表示数为2.4V，则R0的阻值是多少?（）（3）若小华站在体重秤上，5s内完成了称量体重的过程，这段时间内体重秤消耗的电能是0.45J，则小华的体重为多少牛?（）（2022·湖南娄底·九年级期末）小明同学设计了一个风力测定仪，如图所示，O是转动轴，OC是金属杆，下面连接着一块受风板，无风时杆OC是竖直的，处于图中虚线位置。风越强，杆OC偏转的角度越大。AB是一段圆弧形电阻，P点是金属杆与弧形电阻相接触的点，电路中接有一个灯泡，测风力时，闭合开关S。以下能说明风力变大的是（）A．灯泡变亮 B．灯泡变暗C．电压表示数变大 D．电压表示数变小(2020·河南中考备考(网上教学)质量调研试卷)如图所示的电路中，电源电压保持不变。当S断开时，电流表示数为I1，当S闭合时，电流表示数为I2。如果I1∶I2＝2∶3，则R1、R2的电阻之比为()A．2∶3；B．3∶2；C．1∶2；D．2∶1(2020·山东淄博·统考中考真题)如图所示，电源电压保持不变，闭合开关，滑动变阻器的滑片向左移动的过程中，下列说法正确的是()A．电压表V1示数变大，电路表示数变小B．电压表V2示数不变，电流表示数变大C．电压表V1示数和电流表示数的乘积变大D．电压表V2示数和电流表的比值不变(2021·黑龙江绥化市·中考真题)以下四种电路，电源电压不变且未知，R0是已知阻值的定值电阻，在不拆改电路的情况下，能测出未知电阻Rx阻值的电路是()A． B．C． D．(2021·湖南常德市·中考真题)如图所示，电源电压为4.5V，电流表量程为“0～0.6A”，滑动变阻器R规格为“10Ω，1A”，小灯泡L标有“2.5V