精品初三物理九年级欧姆定律在串并联电路中的应用.docx
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精品初三物理九年级欧姆定律在串并联电路中的应用
欧姆定律在串、并联电路中的应用
知识集结
知识元
欧姆定律的应用
知识讲解
连接方式
串联
并联
电路图
等效电路图
电流关系
电流处处相等
I=I1=I2=I3
干路电流等于各支路电流之和
I=I1+I2+I3
电压关系
电路总电压等于各用电器两端电压之和
U=U1+U2+U3
电路总电压等于各支路用电器两端电压
U=U1=U2=U3
解题过程:
1.判断电路串、并联关系;
2.判断电表所测量;
3.画出等效电路图;
4.根据串并联电路中物理量关系和欧姆定律求物理量。
例题精讲
欧姆定律的应用
例1.
(2019∙米脂县一模)如右所示是自动测定油量装置的示意图,O为杠杆支点,R0为定值电阻,RX是滑动变阻器,当闭合开关S后( )
A.滑动变阻器RX接人电路的阻值随油量的增加而增大
B.电压表的示数随油量的增加而增大
C.油量表是由电压表改制成的
D.油量表的示数随油量的增加而减小
【答案】B
【解析】
题干解析:
由电路图可知,油量表串联在电路中,则油量表是由电流表改装的,故C错误;
此时电路为定值电阻R0与滑动变阻器Rx串联,油量表(电流表)测电路中的电流,电压表测R0两端的电压,
当油量增加时,浮标上移,在杠杆的作用下滑片下移,变阻器Rx接入电路的电阻减小,电路中的总电阻减小,故A错误;
由I
可知,电路中的电流增大,即电流表(油量表)的示数增大,故D错误;
由U=IR可知,R0两端的电压增大,即电压表的示数增大,故B正确。
例2.
(2019∙南充模拟)如图的电路中,电源电压恒定,定值电阻R1的阻值为10Ω,闭合开关后,将滑动变阻器R2的滑片P从某个位置向左滑动一段距离,使变阻器连入电路中的阻值减小了5Ω,电流表示数增大了0.08A,则电压表示数的变化是( )
A.增大0.4V
B.增大0.8V
C.减小0.4V
D.减小0.8V
【答案】D
【解析】
题干解析:
原电路中,R与变阻器串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路中的电流,
将滑动变阻器的滑片从某个位置向左滑动一段距离,设通过电路的电流分别为I1、I2,R两端的电压分别为U1、U2,因变阻器连入电路中的电阻减小,由分压原理,电压表示数减小;由串联电路电压的规律,R的电压增大;
对R而言,由欧姆定律I
,
R
,
故△U=R△I=10Ω×0.08A=0.8V,即R增大的电压,
根据串联电路电压的规律,各部分电压之和等于电源电压,故变阻器减小的电压等于R增大的电压,即电压表示数减小了0.8V。
例3.
(2019∙新乡模拟)在如图的电路中,电源电压恒定,小灯泡的电阻为20Ω(发光时灯丝的电阻不变),闭合开关后,将滑动变阻器的滑片向右滑动一段距离,使变阻器的电阻增加了10Ω,电流表的示数减少了0.04A,则电压表示数的变化是( )
A.增加了0.4V
B.增加了0.8V
C.减小了0.4V
D.减小了0.8V
【答案】B
【解析】
题干解析:
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
设滑片移动前电路中的电流为I,则由题意可知,滑片移动后电路中的电流为I-0.04A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以由I
可得,滑片移动前电压表的示数:
U滑=U-IRL,
同理可得,滑片移动后电压表的示数:
U滑′=U-(I-0.04A)RL,
则电压表示数的变化量:
△UV=U滑′-U滑=[U-(I-0.04A)RL]-(U-IRL)=0.04A×RL=0.04A×20Ω=0.8V,
因U滑′>U滑,故电压表的示数增加了0.8V。
例4.
(2019∙闵行区一模)如图电路中,电源电压为4伏。
现有如下两种操作( )
①将滑动变阻器滑片向右移;
②用6伏的电源替换原来的电源。
其中可以使电压表V1示数与V2示数的比值变大的操作
A.①②都不行
B.①②都可行
C.只有①可行
D.只有②可行
【答案】A
【解析】
题干解析:
由电路图可知,滑动变阻器R1和定值电阻R2串联,
将滑动变阻器的滑片向右移动一段距离,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,
由I
可知,电路中的电流变大,由U=IR可知,定值电阻R2两端的电压均变大,则电压表V2示数变大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,
电压表V1示数与V2示数的比值变小,故①不行;
因为串联电路电流处处相等,即
,所以
,即电压与电阻成正比,
当用6伏的电源替换原来的电源,因为两电阻不变,电阻正比不变,两电表示数之比也不变,故②不行。
动态电路
知识讲解
一、动态电路
1.判断电路串并联关系;
2.判断电表所测量;
3.根据串并联关系判断电表变化;(串联大电阻分大电压,并联大电阻分小电流)
4.得出结论。
二、动态电路极值问题
1.判断电路串并联关系;
2.判断电表所测量;
3.选择限定条件;
4.根据所给限定条件得出滑动变阻器取值范围;
5.根据滑动变阻器取值范围求出每个电表取值范围
例题精讲
动态电路
例1.
(2019∙邹城市一模)如图的电路,闭合开关S,向左移动滑动变阻器的滑片,下列判断正确的是( )
①电压表V1示数变小
②电压表V2示数变大
③电流表A的示数变大
④灯泡L的电功率变大
A.只有①
B.只有②
C.只有③④
D.只有②③④
【答案】D
【解析】
题干解析:
由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表V1测电源两端的电压,电压表V2测L两端的电压,电流表A测电路中的电流。
因电源的电压不变,
所以,滑片移动时,电压表V1的示数不变,故①错误;
向左移动滑动变阻器的滑片时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,
由I
可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,故③正确;
变阻器接入电路中的电阻变小,由串联电路的分压特点可知,变阻器两端分得的电压变小,则灯泡两端分得的电压变大,即电压表V2示数变大,故②正确;
电路中的电流变大,灯泡两端的电压变大,由P=UI可知,灯泡L的电功率变大,故④正确。
综上可知,②③④正确。
例2.
(2019春∙颍泉区校级期中)如图,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动过程中(假设灯丝电阻不变),下列说法正确的是( )
A.电流表示数变大,电压表示数变小,灯泡变亮
B.电流表示数变小,电压表示数变大,灯泡变暗
C.电压表和电流表示数的比值不变,灯泡变亮
D.电压表和电流表示数的比值变小,灯泡变暗
【答案】C
【解析】
题干解析:
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表并联在灯泡两端,测量灯泡的电压;
当滑片左移时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;
灯泡的阻值不变,电路中的电流变大,由U=IR可知,灯泡两端的电压变大,即电压表示数也变大;
由P=UI可知,灯泡的实际电功率变大,灯变亮;
由欧姆定律可知,电压表和电流表示数的比值为灯泡的电阻,所以该比值保持不变;
故C正确,ABD错误。
例3.
(2019∙长春模拟)如图所示的电路,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片向左移动时( )
A.电路的总功率变小
B.小灯泡变亮
C.电压表的示数变小
D.电流表的示数变大
【答案】A
【解析】
题干解析:
由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流,
因电源电压不变,
所以,滑片移动时,电压表的示数不变,故C错误;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,滑片移动时,通过L的电流和实际功率均不变,灯泡L的亮暗不变,故B错误;
当滑动变阻器的滑片向左移动时,变阻器接入电路中的电阻变大,
由I
可知,通过R的电流变小,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流变小,即电流表的示数变小,故D错误;
由P=UI可知,电路的总功率变小,故A正确。
例4.
(2019∙周村区一模)如图所示,电源电压不变,先闭合S1、S2,再断开S2,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大,电路总功率变大
B.电压表、电流表示数均变小
C.电压表示数不变,总电阻变大,电流表示数变小
D.电压表与电流表示数的比值变小
【答案】B
【解析】
题干解析:
由图可知,先闭合S1、S2,R2被短路,电路为R1的简单电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量的是电源电压;
再断开S2,两电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表测R1两端的电压;
由于串联电路具有分压作用,所以电压表示数变小;电源电压不变,电路中总电阻变大,由I
知,电路中电流变小,即电流表示数变小;故B正确、C错误;
电源电压不变,电路中电流变小,由P=UI知,电路总功率变小,故A错误;
由欧姆定律可知,电压表示数与电流表示数之比等于R1的阻值,已知R1为定值电阻,所以电压表示数与电流表示数之比不变,故D错误。
例5.
(2019∙崇明区二模)图所示电路中,电源电压不变。
闭合电键S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,则( )
A.A表示数与A1表示数的差值变大
B.A表示数与A1表示数的比值变大
C.V表示数与A表示数的比值变大
D.V表示数与A1表示数的乘积变大
【答案】D
【解析】
题干解析:
①由图可知,电阻R1与滑动变阻器R2并联,电流表A1测量通过R2的电流,电流表A测量电路总电流,电压表测量的是电源电压。
因为电源的电压保持不变,所以滑片移动时电压表的示数不变;
②当滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律I
可知,滑动变阻器所在支路中的电流I2变大,即电流表A1示数变大;
③电阻R1两端的电压和电阻都不变,根据欧姆定律I
可知,通过电阻R1的电流I1不变,
④根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,总电流变大,即电流表A的示数变大。
A、电流表A示数与电流表A1示数的差值即为通过电阻R1的电流,而电阻R1所在支路中的电流不变,即该差值不变,故A错误;
B、电流表A示数与电流表A1示数的比值
1
,因I1保持不变、I2变大,所以其比值会变小,故B错误;
C、因为电压表的示数不变,电流表A的示数变大,所以电压表V示数与电流表A比值变小。
故C错误;
D、因为电压表的示数不变,电流表A1的示数变大,所以电压表V示数与电流表A1示数的乘积变大。
故D正确。
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