欧姆定律在串联电路解题中的应用.doc

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欧姆定律在串联电路解题中的运用
串联电路的特点:
（1）电流只有一条通路 （2）开关控制整个电路的通断 （3）各用电器之间相互影响
1.电流：电流强度处处相等：I=I1=I2=I3.
2.电压：两端的总电压等于各串联导体两端的电压之和
3.电阻：总电阻等于各串联导体的电阻之和
4.分压原理：电阻起分压作用，电压的分配与电阻成正比

一、 串联电路中的分压问题
1、电阻为12Ω 的电灯正常工作时的电压为6V，如把它接在8v的电路里，需要给它串联一个多大的电阻
2、甲、乙两个电阻分别标有“6Ω，0.5A”、“10Ω，1A”，若将它们串联起来，接在电路中，则电源电压最大是 。
（思考：若将它们并联起来，接在电路中，则电源电压最大是 ，，干路中的电流为 ）

二、串联电路总电阻的探究实验：
为了探究电阻串联的问题，小芳设计了如图所示的实验电路，其中R1是电阻箱，R2是定值电阻，R1与R2串联的总电阻（即等效电阻）用R来表示．电流表测量的是串联电路中的电流I，电压表测量的是A．B两点间的电压U．小芳通过实验记录的数据如下表所示．请根据表中实验数据，归纳出总电阻R跟电阻R1的关系：R=R1+15Ω
R1/Ω
5
10
15
25
35
45
U/V
12
12
12
12
12
12
I/A
0.6
0.48
0.4
0.3
0.24
0.2
R/Ω
20
25
30
40
50
60

思考：如何用公式推导

三、串联电路中的比值问题
1、如图所示，电源电压不变，R1=8Ω，R2=12Ω，

S1、S2都闭合，①、②都是电压表，两表示数之比为 。

2、如图，P从最右滑到最左，A示数减少3/4，
则R1与R2的最大值之比是 。

3、在练习用电压表测量的实验中，小明同学遇到了一个难题：他想测量一个电压约为18V的电源电压，可手边只有：量程为3V的电压表、开关、阻值为R1＝10Ω、R2＝20Ω、R3＝140Ω的电阻各一只。思考了一会儿之后，他利用学过的知识，用手边现有的器材，顺利地完成了测量。请你把小明测量时的电路图画在下面的虚线框内。（在图中标明元件字母）

4、将已知电阻R1=10欧，R2=20欧和未知电阻R3串联接在电源电压不变的电路中，开关S与R1并联。当开关S断开时，并联在R2两端的电压表的示数为6伏；则当开关S闭合时，电压表的示数可能是
A、 8伏 B、9伏 C、10伏 D、11伏

5、小华用如图所示的电路探究电流与电阻的关系．已知电源电压为6V，滑动变阻器R2的最大电阻为20Ω，电阻R1为10Ω．实验过程中，将滑动变阻器滑片移到某一位置时，读出电阻R1两端电压为4V，并读出了电流表此时的示数．紧接着小华想更换与电压表并联的电阻再做两次实验，可供选择的电阻有15Ω、30Ω、45Ω和60Ω各一个，为了保证实验成功，小华应选择的电阻是____Ω和____Ω.

6、如图所示，电源电压保持不变。当开关S1 闭合、S2断开时，电流表的示数为0.2A；当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为O.8A。则电阻R1与R2的比值为？

四、串联电路中滑动变阻器的取值范围
1、如图5所示的电路中，电流表使用0.6A量程，电压表使用15V量程，电源电压为36V，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，当R2接入电路的电阻是时，电流表的示数是0.5A，现通过调节来改变通过的 电流，但必须保证电流表不超过其量程，问：
（1）的阻值是多大？
（2）接入电路的阻值最小不能小于多少？
（3）取最小值时，电压表的读数是多大？

2、如右图所示的电路中，R1=5Ω，滑动变阻器的规格为“1A、20Ω”，电源电压为4.5V并保持不变。电流表量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。
求：①为保护电表，则滑动变阻器的变化范围为多少？
②当滑动变阻器R2为8Ω时，电流表、电压表的示数分别为多少？

3、 为了参加全国青少年创新大赛，小强运用所学电学知识，设计了一个电子身高测量仪， 如上图6所示，其中定值电阻R1=5，电源电压恒为4.5V，R2的规格为“15 0.5A”，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～O.6A，
(1) R1在电路中的作用是。
(2) 当被测身高增加时，电压表的示数(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3) 当变阻器R2接入电路的阻值是6.25Ω,时，电流表的示数为 A。
(4) 为了保证电路中各元件安全工作，变阻器接入电路的阻值范围是。

4、 如右上图所示电路中，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，滑动变阻器上标有“50Ω 1A”，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片滑到某一位置时，电流表的示数为0.3A，电压表的示数为3V；当滑动变阻器的滑片滑到另一位置时，电流表的示数为0.5A，电压表的示数为1V．求：
（1）电阻R1的阻值和电源电压．
（2）为保证电路安全，电阻R2的调节范围．

5、如图所示的电路中，电源两端电压为4.5V并保持不变，定值电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω．电压表接入电路的量程（0～3）V，电流表的接入电路量程（0～0.6）A．当开关S闭合，为了不烧坏电表，滑动变阻器的阻值变化范围为多大

6、如右图，电源电压为18V，R2是0~50Ω的变阻器，合上S后，A表示数为0.5A，V表示数为5V，求
⑴、R1和变阻器接入电路中部分的电阻是多少。
⑵、如果A表的量程是0~0.6A，V表的量程是0~15V，为了使电表
不致被损坏，滑动变阻器接入电路的阻值不得小于多少？

7、如图所示，R为一个滑动变阻器，其阻值范围是0~50Ω，若电压的示数为1.5V，电流表的示数为0.75A，R1=1Ω，电源电压U=12V，（1）则R2？
（2）如果电压表的量程为0~3V，电流表的量程为0~3A，为了保证两表的安全，滑动变阻器连入电路的电阻值最少不能小于多少？

8、在图示的电路中，电源电压为30V，电阻R＝30Ω，滑动变阻器的最大阻值为50Ω。（1）滑动变阻器的滑片P由a端滑到b端的过程，电压表的最大读数是多少？
（2）若改用电压表的量程为0－15V，要使它接在电路中不烧坏，滑动变阻器的滑片P只能在阻值多大的范围内滑动？
（3）若把一只量程为0－0.6A的电流表接在图甲中的C、D两点上，如图乙所示，为了不损坏电流表和电压表，滑动变阻器的滑片P只有在阻值多大范围内滑动？

9、如图所示电路中，R0为定值电阻，阻值为10Ω，R1为滑动变阻 器，它的最大阻值是10Ω，电流表量程为0—0.6A，电压表的量程为0—3V，电源电压12V保持不变。为使电路能正常工作，定值电阻Rx的阻值至少应为？

知识延伸并联电路：在如图所示的电路中，R2为0～50Ω的变阻器，合上开关后，V的示数为6V，A表的示数为2A，A1的示数为0.5A，求：①电阻R1的阻值；②变阻器R2连入电路部分的阻值；③如果A表的量程为0～3A，A1表的量程为0～0.6A，为了不使电表损坏，变阻器连入电路的阻值应在什么范围内？

五、串联电路中方程解题
1． 如图所示，设电源电压保持不变，R0=10W。当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在中点C时，电流表的示数为0.3A，移动滑片P至b端时，电流表的示数为0.2A．则电源电压U与滑动变阻器的最大阻值R分别为 都少？

2、 如图所示, R1=30欧姆, 滑动变阻器的滑片P在中点时, 伏特表的示数为3伏, 滑片P在b端时, 伏特表的示数为4.5伏,求电源电压和滑动变阻器的阻值?

3、如图6所示电路中，已知，当开关S接触点1时，电压表示数为5V，当开关S接触点2时，电压表示数为6V，求电源电压U和的阻值各多大。

六、串联电路中图像结合计算题
1、在如图所示的电路中，电源电压为9V且保持不变，电流表的规格为“0～0.6A”，电压表的规格为“0～15V”，灯泡上标有“6V；1A”字样，灯泡电流随电压变化关系如图所示，求（1）灯泡正常发光时的电租；（2）当电流表示数为0.4A时．电压表的示数；（3）在保证电路安全的前提下，滑动变阻器接入电路中的最小阻值

2、 如图甲是某电子秤的原理图，己知定值电阻R0=15Ω，电源电压为9V恒定不变，压力传感器R的阻值随所受压力变化的图象如图乙所示，托盘的质量忽略不计．

（1）该电子秤表是由表改装而成的；
（2）当托盘内物体的质量是15kg时，通过电路的电流是多少？
（3）若R0两端的电压最大只能为3V，则该电子秤的最大称量为多少千克？

3．某物理兴趣小组为了自制一台电子秤，进行了下列探究活动：
①研究弹簧的特性．他们做了如图1的实验，根据弹簧伸长的长度χ与拉力F的关系图象如图2所示．
②设计方案．设计的原理图如图3，利用量程为3V的电压表的示数来指示物体的质量（电压表刻度盘如图4），弹簧（图3中使用的弹簧）的上端与变阻器的滑片和托盘连接（托盘与弹簧的质量均不计），0、A间有可收缩的导线，当盘内没有放物体时，电压表示数为零．
③分析与计算．已知滑动变阻器总电阻R=12Ω．总长度12cm，电源电压恒为6V，定值电阻R0=10Ω（不计摩擦，弹簧始终在弹性限度内，g=10N/kg）．

问：
（1）由图1、2你能得到什么结论？
（2）当物体的质量为100g时，电压表的示数是多少？
（3）该电子秤能测量的最大质量是多大？
（4）改装好的电子秤刻度与原来的电压表表盘的刻度有何不同．
学用方 大不同