初升高中物理衔接等效电阻答案Word下载.docx
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3.一个大约为20欧的电阻,接在由4节干电池串联的电源上,要测这个电阻中的电流和两端的电压,电流表,电压表选的量程应为
(
B
)
A.0~0.6A,0~3V
B.0~0.6A,0~15V
C.0~3A,0~3V
D.0~3A,0~15V
4.如图所示电路是两只灯泡组成的串联电路,电路连接正确,当开关S闭合后,以下判断正确的是(B)
A.若L1断路,则电压表的示数为0V,两灯不亮
B.若L1短路,则电压表的示数为0V,只有L2亮
C.若L2断路,则电压表的示数为0V,L1亮
D.若L2短路,则电压表的示数不为0V,两灯均不亮
[教学内容]
要点一、等效电阻
在电路中,如果一个电阻的效果和几个电阻在同一电路中的效果相同,可以认为这个电阻是几个电阻的等效电阻。
这个概念可以结合“合力与分力的关系”对照理解。
如果电源电压相同,在图1和图2中电流表示数相同,可以认为R为R1和R2串联后的等效电阻,也称总电阻。
要点诠释:
电阻在电路中的作用即对电流的阻碍作用。
这里的“等效”可以理解为在同一个电路中,即电源电压相同,电阻对电流的阻碍作用相同,电路中的电流大小相同。
要点二、串联、并联电路中等效电阻与各分电阻的关系
1.串联电路
在图1中,因为R1和R2串联,因此通过它们的电流相同,设R1两端电压为U1,R2两端电压为U2,则有:
在图2中有:
综合以上推导,有:
;
因此可以得到有串联电路总电阻和分电阻的关系:
2.并联电路
如图3、图4所示,R1和R2并联。
两个图中电流表示数相同,说明R和R1、R2并联的效果相同,可以认为R是其等效电阻。
在图3中,有
在图4中,有:
综合以上推导,有;
即:
(1)导体串联,相当于增加了导体的长度,因此,串联导体的总电阻大于任何一个串联导体的电阻,总电阻等于各串联导体电阻之和,即。
(2)如果用n个阻值均为R0的导体串联,则总电阻为。
(3)导体并联,相当于增大了导体的横截面积,因此,并联导体的总电阻小于任何一个并联导体的电阻,总电阻的倒数等于各并联导体电阻的倒数之和,即。
(4)n个阻值为R0的相等电阻并联,则总电阻为:
。
(5)不管是串联还是并联电路中,某个电阻的阻值增大,电路的总电阻都是增大;
如果电路中电阻的个数增多,则串联电路的总电阻增大,而并联电路的总电阻减小。
要点三、串、并联电路中电阻规律的应用
1.串联电路中,电阻阻值之比等于电阻两端电压之比。
推导如下:
2.并联电路中,各支路电阻阻值之比等于通过各支路电流的反比。
(1)当电阻R1和R2串联时,若R1>
R2,则U1>
U2,如下图所示。
(2)当电阻R1和R2并联联时,若R1>
R2,则I12,可以类比马路上的车流,如下图。
[过手练习]
类型一、欧姆定律在串联电路中的应用
1.
把R1=5Ω和R2=10Ω的两个电阻串联在电路中,它们的总电阻是
15
Ω,R1两端电压与R2两端电压之比是
1:
2
举一反三:
[变式]如图所示,电阻R1、R2、R3的电阻值均为4Ω,A、B两点间的电压为6V并保持恒定,当开关S断开和闭合时,电路中的总电阻之比为
3:
流过电阻R1的电流之比为
2:
3
类型二、欧姆定律在并联电路中的应用
2.如图所示电路图,电源电压6V保持不变,灯L2的电阻是10Ω,闭合开关S,电流表A1的示数是0.3A,不考虑温度对灯丝电阻的影响,求:
(1)灯L1的阻值。
(2)电流表A的示数。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由可得,灯L1的阻值:
(2)因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路中的总电阻:
,则干路电流表的示数:
[变式]在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω。
闭合开关S,电流表Al的示数为0.3A,电流表A的示数为0.5A。
求:
(1)通过电阻R2的电流;
(2)电源电压;
(3)电阻R2的阻值。
[答案与解析]S闭合,R1、R2并联,电流表Al测电阻R1的支路电流,电流表A测干路电流。
(1)由并联电路的特点知,通过电阻R2的电流I2=IA-IA1=0.5A-0.3A=0.2A;
(2)电源电压U=IA1R1=0.3A×
10Ω=3V;
(3)电阻R2的阻值
3.教室里有多盏日光灯.使用时开的灯越多,则电路中( B )
A.总电流越小
B.总电阻越小
C.总电阻越大
D.总电压越大
类型三、综合应用
4.如图所示,电源电压不变,闭和开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时( C )
A.电流表A1示数变小,电压表V示数变小
B.电流表A2示数变大,电压表V示数变大
C.电压表V示数与电流表A1示数比值不变
D.电压表V示数与电流表A2示数比值不变
[变式]在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关s由断开到闭合时,下列说法中正确的是( B )
A.电流表的示数减小,电压表的示数增大
B.电流表的示数增大,电压表的示数不变
C.电流表的示数增大,电压表的示数减小
D.电流表的示数不变,电压表的示数不变
5.在如图所示的电路中,电源电压为18V,闭合开关S,电流表的示数为0.9A,断开开关S,电流表的示数为0.6A,求:
(1)电阻R1和R2的阻值;
(2)开关S闭合时电压表V的示数。
[答案与解析]当开关S闭合时,R2被短路,电路中只有R1,电压表测R1两端电压,其值等于电源电压U,等效电路图甲所示。
当开关S断开时,R1与R2串联,电压表测R1两端电压U1,等效电路图如图乙所示。
(1)
根据欧姆定律可得:
,。
(2)当开关S闭合时,R2被短路,电路中只有R1,电压表测R1两端电压,其值等于电源电压U=18V。
[变式]如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=30Ω,R2=15Ω。
当S1、S2都闭合时,电流表示数为1A,当开关S1、S2都断开时,电流表示数为0.2A;
求电源电压U和R3阻值。
[答案与解析]当S1、S2都闭合时,R3被短路,电路变成电阻R1、R2的并联;
由欧姆定律得,电源电压;
当开关S1、S2都断开时,R1和R3串联。
∴。
[拓展训练]
一、选择题:
1.下列四组电阻,并联后总电阻最小的是( D )
A.10Ω、10Ω
B.12Ω、8Ω
C.15Ω、5Ω
D.18Ω、2Ω
2.电阻R1和R2串联后接在电压为U的电路上,R1两端的电压U1与总电压U的关系为(D
)
A.
B.
C.
D.
3.有两个电阻,R1=4Ω,R2=6Ω,如果把它们串联在电路中,通过它们的电流分别为I1、I2,它们两端的电压分别为U1,U2,则,I1:
I2、U1:
U2分别为(A )
A.1:
1,2:
3
B.2:
3,1:
1
C.1:
1,1:
D.2:
3,2:
3
4.两个定值电阻,甲标有“16Ω,1.5A”乙标有“22Ω,0.5A”.现把它们串联起来,则该串联电路两端允许加的最高电压(D )
A.57V
B.41V
C.35V
D.19V
5.如图所示的电路中,电源电压6V保持不变,定值电阻的阻值为10Ω,滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
当开关闭合,滑片由b端向a端移动的过程中,以下说法正确的是(B )
A.电压表的示数减小
B.电压表示数与电流表示数的比值不变
C.当滑片移动中点时,电压表示数为2V
D.当滑片移到a端时,电流表示数为0.2A
6.如图所示电路电源电压不变,当开关S从闭合到断开时(A
)
A.电流表A1和电压表V的示数都不变
B.电流表A和电流表A1的示数都变小
C.电流表A和电压表V的示数都不变
D.电流表A1和电流表A的示数都变大
[出门检测]
二、填空题:
7.3Ω和6Ω的两个电阻,并联后相当于增加了导体
横截面积
,等效电阻
为
2
Ω;
串联后相当于增加了导体的
长度
,等效电阻为
9
Ω。
8.在如图电路中,电源电压为6V,R1=4Ω,闭合开关S后,电压表读数为2V,则电流表的示数为
0.5
A,电阻R2的阻值为
8
9.如图所示的电路R1=10Ω、R2=20Ω,电流表A1的示数为0.6A。
则电压表的示数是_4__V;
电流表A2的示数是___0.2__A。
10.如图所示,当闭合开关时,电流表的示数将
增大
(填“不变”“增大”或“减小”),这是因为
总电阻变小
11.将电阻R1和R2并联后接在电源两端,已知R1:
R2=1:
9,则通电后,通过它们的电流之比I1:
I2=_9:
1_,它们两端的电压之比U1:
U2=__1:
1___,干路中的电流与通过R2的电流之比I:
I2=_10:
1_。
12.
某中学八年级物理兴趣小组按照如图所示电路图连接成电路,进行探究性实验,得到下表中的实验数据:
(2)比较V、V1、V2的示数,得出串联电路的电压规律是:
串联电路中的总电压跟各部分电路两端的电压之和相等
(3)比较A1和V1的示数,得出的结论是:
同一导体的电流跟两端的电压成正比
(4)根据表中电流表、电压表的数据算出定值电阻R1=
10
[课后作业]
三、计算题:
13.如图所示,电源电压恒为12V,电阻R1为20Ω,当开关S闭合后,电压表的示数为8V,求:
(1)电阻R1两端的电压;
(2)通过电阻R2的电流。
答案:
(1)由图知,两电阻串联,电压表测量R2两端的电压,R1两端的电压:
U1=U-U2=12V-8V=4V;
(2)两电阻串联,所以通过R2的电流:
14.在如图所示的电路中,电源电压为6伏且不变,滑动变阻器R2上标有“50Ω,2A”字样,闭合开关S,移动滑片P到某位置时,电压表、电流表的示数分别为2伏和0.2安,求:
(1)滑动变阻器R2接入电路的电阻;
(2)电阻R1的阻值;
(3)在移动滑片P的过程中,通过电阻R1的最大电流。
解:
(1)已知电压表测滑动变阻器R2两端电压,电压表、电流表的示数分别为2V和0.2A,
由欧姆定律变形公式可知,滑动变阻器接入电路的电阻。
(2)电源电压为6V,所以定值电阻两端的电压是4V,
(3)通过R1的电流最大时,R1上的电压必须为最大,即变阻器接入电路的电阻为零,
此时通过电阻R1的最大电流。
15.如电路图所示电源电压为6V且保持不变S闭合后电流表A1、A2、A3的示数分别是0.3A、0.9A、2.1A。
试求出电阻R1、R2、R3的电阻值。
(1)R1的阻值为:
(2)通过R3的电流:
(3)通过R2的电流:
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