九年级物理电阻的串 并联人教版知识精讲

发布 2022-08-04 07:46:28 阅读 1350

本讲教育信息】

一。 教学内容:

电阻的串、并联。

理解串联电路的总电阻,知道并联电路的总电阻,会运用串、并联电路的知识分析解决简单的串、并联电路问题。

二。 重点、难点:

1. 重点:

正确理解欧姆定律的内容公式及其适用条件,掌握电阻的串、并**电阻的计算公式及其物理意义。

2. 难点:

识别电路结构变化时电阻的串、并联关系。

三。 知识点分析:

电阻的串、并联问题

一)关于电阻的串联问题。

电阻的串联是电路的重要基础知识,电阻串联的总电阻是从“等效”的意义上去理解的。总电阻的计算公式是建立在实验测定和理论推导的基础上,为了推导串**电阻的计算公式,必须复习有关串联电路的两个基本特点:

串联电路中的电流处处相等。

i=i1=i2=……

② 串联电路两端的总电压等于各串联导体两端电压之和。

u=u1+u2+……

从上面的两个基本特点,应用欧姆定律可导出电阻串联时,总电阻的计算公式。

r=r1+r2+……

即串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和。把几个导体串联起来,相当于增加了导体的长度,所以几个导体串联后的总电阻比任何一个串联导体的电阻都大。

1. 教学中应强调“总”字的等效意义。图1(a)是两导体串联起来的电路,如果把导体看成一个整体,图(a)就成图(b)。

因此,串联电路的总电流、总电压、总电阻中的“总”都是电路的一种“总代替”(或等效代替)的意思。

2. 串联电路中电压和电阻成正比:在上图(a)中,设电阻r1两端电压为u1,电阻r2两端电压为u2,图(b)中等效电阻r两端电压为u。

由欧姆定律可得,,,由于串联电路中电流处处相等,推得,得到或。所以,在串联电路,电压的分配跟电阻成正比。这是串联电路中的一个重要规律,在解决实际问题时很有效。

可以大大提高解题效率。

二)关于电阻的并联问题。

电阻并联的总电阻也是从等效的意义理解的。并**电阻的计算公式同样是建立在实验测定和理论推导的基础上,为了推导此公式,必须复习有关并联电路的两个基本特点:

① 并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和。

i=i1+i2+……

② 并联电路两端的电压相等。

u=u1=u2=……

从上面两个基本特点,应用欧姆定律,可以导出电阻并联时,总电阻的计算公式。

即并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。即把几个导体并联起来,相当于增加了导体的横截面积,所以几个导体并联后的总电阻比任何一个并联导体的电阻都小。

1. 教学中应指出应用上述公计算总电阻的思路。求并联电路总电阻时应按“先倒、后和、再倒”的顺序进行。

如在求6ω和12ω两电阻并联后的总电阻时,“先倒”,即和;“后和”,即;“再倒”,即把倒过来,得到。要防止没有“再倒”,误为。还应注意单位,如“先倒”为,不能误为。

如果是两个并联电阻,总电阻的计算式为。利用此式计算比较方便,但三个或三个以上电阻并联时此式不适用。

2. 并联电路中电流和电阻成反比:

在图2所示电路中,设电阻r1中的电流i1,电阻r2中的电流为i2,由欧姆定律可得,u1=i1r1,u2=i2r2。由于并联电路两端的电压相等,推得,从而得到或。这表明,在并联电路中,电流的分配跟电阻成反比。

这是并联电路中的一个重要规律,在解决实际问题时很有效。

典型例题】有关电阻的串联的例题

例1] 由n个阻值均为r的导体组成串联电路,则电路的总电阻r串为___r串和r的大小相比较是r串___于r。(填“大”、“小”或“等”)

分析:电阻串联相当于增加了导体的长度,所以总电阻阻值将变大,而且总电阻阻值将大于任何一个串联电阻的阻值。

当n个阻值相同的电阻串联时,有:

解答:nr,大。

例2] 一只小灯泡上标有“2.5v,0.3a”字样,即该灯泡在2.

5v的电压下正常发光时的电流为0.3a。现在只有一个电压为4v的电源,为了使小灯泡正常发光,要串联一个多大的电阻?

分析:串联的电阻r必须要分担1.5v的电压,才能使小灯泡正常发光,其电路如图1所示。

解答:方法1:根据串联电路电压关系得到ur=u-ul=4v-2.5v=1.5v

方法2:灯正常发光时的电阻为。

根据串联电路电压分配跟电阻成正比的特点,公式由,得。

需串联一个5ω的电阻。

说明:最终结果所求的物理量要用具体数值表示,不能用分数表示。但在运算过程中可用分数代入,这样一方面可便于计算,另一方面可避免多次舍取而造成的数值偏差。

例3] 如图2所示的电路中,当滑动变阻器的滑片p向右滑动时,电流表的示数将 ;电压表的示数将 ;电压表的示数将 。

分析:在电路发生变化时,只有电源电压和定值电阻保持不变,通过电阻的电流和电阻两端的电压均可能发生变化。推理的一般步骤是:

从电路的变化部分开始,找出总电阻的变化,再应用欧姆定律确定各部分电路的电流和电压如何变化。

当p向右滑动时r2的取值变大,电路总电阻(r总=r1+r2)变大,电流变小。两端的电压(),变小。r2两端的电压u2=u-u1,其中u不变,u1变小,所以u2变大。

解答:变小;变小;变大。

说明:r2两端的电压变化也可用串联分压原理得出,当rl变大时,rl两端分到的电压也变大。

例4] 有一阻值r1=100欧的电流表,允许通过的最大电流为100毫安,若要将此电流表接入10安的电路中使用,应该怎么办?

思路分析:对于串联电路,每个电阻都有分压作用;用公式表达为:

而对并联电路,每条支路都有分流作用。表达为:。对本题而言,总电流为10安,而100欧的电流表只允许通过0.

1安的电流,为了保证电流表接入电路中不被烧坏,因此必须采取并联一个较小的电阻r2进行分配的办法。r2分去的电流为i2, 10安-0.1安=9.

9安。利用公式,即可求解。

解答:按题意分析,若将电流表接入10安的电路中使用,必须跟r1并联一个小电阻r2,根据并联电路的特点:i=i1+i2或i2=i-i1;u=u1或,得,可得。

例5] r1=12欧,将它与r2串联后接到8伏的电源上,已知r2两端的电压是2伏。求r2的阻值。

思路分析:首先画出电路图,并在图中标出已知电路的电流和电压的特点,利用欧姆定律的变形公式即可求出的阻值。整个思路过程是:

或利用串联电路电压的分配跟电阻成正比的规律,列出的关系式求解,此题可有多种解法。

解答:解法一:∵ v,

又 ∵ 其它解法略。

有关电阻的并联的例题

例1] 由n个阻值均为r的导体组成并联电路,则电路的总电阻r并为___r并和r的大小相比较是r并___于r。(填大、小或等)

分析:电阻并联相当于增加了导体的横截面积,所以总电阻阻值将变小,而且总电阻阻值将小于任何一个并联电阻的阻值。

当n个阻值相同的电阻并联时,有:

解答:;小。

例2] 如图4所示,,开关s闭合时,两电流表与的示数之比为多大?

分析:首先弄清电流表和分别测量的是什么电流,然后利用并联分流的特点求解。

解答:和是并联的,电流表在干路中,而电流表在的支路中。

根据并联电路电流跟电阻反比得,

即。所以两电流表和的示数之比为。

例3] 如图5,电路中电源电压不变,电流表的量程是3安,电阻r2为12欧。当s闭合时,将滑动变阻器r1的滑片p滑到中点,此时安培表的读数是1.5安;当p滑到b点时,电流表的读数是1安。

试求:(1)变阻器的总电阻r1和电源电压u;(2)允许变阻器接入电路的电阻最小值。

分析:第(l)问中未知量有两个,一是变阻器总电阻,一是电源电压u,一个关系式u=ir中含有两个未知量当然不能解,但仔细审题便可知道,题中给出了两种情况:一是将p滑至变阻器中点,另一是:

将p滑至一端的b点,分别对每种情况列出关系式u=ir,两个方程、两个未知量当然就可解了。第(2)问中提到的允许变阻器接入的最小值,这要看电流表的最大量程,题中给出最大量程为3安,亦即干路中的电流为3安时,变阻器接入电路的电阻应为最小值。

解答:r2与滑动变阻器并联,s闭合,当滑片p在变阻器中点和b点时,由于电源电压不变,故有公式

解之得 r1=12欧。

代入②式 u=6伏。

设r1接入电路中的最小值为r1',此时电流表读数i0正好为3安,模拟试题】

电阻的串联。

一。 填空题。

1. 电阻rl=7欧,r2=5欧,串联后接在12伏电源两端。此时电路总电阻为___欧,通过r1的电流为___安,r2的电压伏。

2. 电阻r1和r2串联时两端电压分别为5伏与3伏,则r1∶r2r1∶ r总。

3. 如图1所示,u=25伏,r1=10欧,滑动变阻器r最大阻值为40欧。调节滑动变阻器电阻时,电路中电流的变化范围为___安至___安。

4. 图2所示电路中电源电压不变,将电键s闭合,电流表的读数将电压表的读数将均选填“变大”、“变小”或“不变”)。

5. 有一个电铃,它的电阻是10欧,正常工作电压是6伏。现在把它接到电压是9伏的电源上,需要给它___联一个阻值为___欧的分压电阻。

二。 选择题。

1. 如图3所示电路中,当滑动变阻器滑片p向右移动时,电压表v与电流表a的读数将是( )

a. v表读数减小,a表读数增大。

b. v表读数增大,a表读数也增大。

c. v表读数增大,a表读数减小。

d. v表读数减小,a表读数也减小。

2. 将电阻r1、r2串联。已知r1∶r2=2∶3,若加在r1两端的电压为4伏,则r1、r2两端总电压为( )

a. 6伏 b. 4伏 c. 20伏 d. 10伏。

3. 如图4所示电路,滑动变阻器r1的阻值是500欧,r2的阻值是300欧。变阻器滑片与电压表一端相连。当滑片p由a向b滑动时,电压表的读数变比范围是( )

a. 0~6伏 b. 3.75~6伏。

c. 2.25~6伏 d. 0~3.75伏。

4. 如果将图5中滑动变阻器的c、d两接线柱接在电路中的m、n间,为使电压表读数变小,滑片p应( )

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