中考物理微专题复习 专题27 利用欧姆定律解决串并联电路的计算中考问题(教师版含解析).pdf
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1、中考物理微专题复习0619专题2 7利用欧姆定律解决串并联电路的计算问题询断艇知识点1:欧姆定律1 .理解欧姆定律公式(1)解欧姆定律数学表达式/=(2)变形公式U=I RR=g2.两个电阻串或者并联电路电流、电压、电阻的规律 串联电路特点:I=L=l 2 U=U|+U 2 R=RI+R2(2)并联电路特点:I=I|=l 2 U=U|=U 2 =+R R R23.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Q;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。知识点2:利用欧姆定律解串并联电路问题思维方法和解题规律学习欧姆定律单元,一般教学经验丰富,业务过硬
2、的物理教师,会指导学生总结出利用欧姆定律解决串并联电路问题解题规律。交给学生一把打开解决问题的钥匙如下:(1)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 o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。(2)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 U 1,流经电流L,这三个量满足欧姆定律:/尸 对 于 导 体 B,电阻R 2,两端电压U 2,流经电流b,这三个量满足欧姆定律:/2=5 伏2。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:
3、串联电路两导体流经电流相等,也就是I|=l 2=I(I 是串联电路总电流),这样。2依2=5 伏产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U i+U 2=U,这样将U|=h R”U 2N 2R2代入得h Ri+b R2=U,解这个方程可得所要求的量。(3)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I”电阻R”两端电压U”用欧姆定律联系起来建方程:L=U 1/Ri;对于第二个支路,流经电流H电阻R 2,两端电压U 2,也用
4、欧姆定律联系起来建方程:1 2=5 次2;对于整个电中考物理微专题复习0619中考物理微专题复习0620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:根据并联电路电流特点:h+b=I得 U,RI+U2/R2=U/R;根据并联电路电压特点:5=1;2=1;得:I|R1=I2 R2=IR题中所要求解的物理量就在上述新方程之中。涉及电路其它方面的计算,都是以这个规律为基础解题。例题解析与对点练习【例 题 1】(2020湖北武汉)如图所示,电源电压1 5V保持不变,滑动
5、变阻器的滑片在最右端。闭合开关S,断开开关S 2,滑片P移至中点附近时,电流表的示数是0.5 A,保持滑片P不动,闭合开关S 2,断开开 关&时,电流表的示数是0.2A,则电阻&的阻值是()【答案】C【解析】分析电路可知,闭合开关S”断开开关S2,&和4串联,滑片P移至中点附近时,设&和 Q串联的总电阻为次,电流表的示数是0.5 A,由欧姆定律可得U _ 15VR=I=0.5A=30 Q闭合开关S 2,断 开 开 关 时,&、心和凡串联,保持滑片P不动,设色、心和品串联的总电阻为及 ,电流表的示数是0.2A,由欧姆定律可得U 15VR=r =0.2A=75 C滑片P保持不动,故电阻色的阻值为R
6、y=R-R=75 0-30 0=45 0【对点练习】如图电路,电源电压恒定,R|=1 2 QR2=6QR3是定值电阻。闭合开关S”单刀双掷开关S2接a时电流表的示数为0.6 A,接b时电流表的示数可能为()中考物理微专题复习0620中考物理微专题复习0621A.0.3 A B.0.6 A C.0.9 A D.1.2 A【答案】C【解析】由电路图可知,闭合开关4,单刀双掷开关S2接a时,R与R3串联,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由I=U可得,电源的电压:RU=XR1+R3)=0.6A X(1 2 Q+R3),当闭合开关S”单刀双掷开关S2接接b时,R2与R3串
7、联,电流表测电路中的电流,则电流表的示数:U _0.6X(12O+R3)_o.6AX E(6O+R3)+6Q 0 6A x6。lb-=-=0.6A+-:-,R2+R3 6Q+R3 6Q+R3 6Q+R3当 R3=0 时,Ib=0.6A+。6A X 6 0 =2 A,6Q当 R 3f 8时,lb=0.6A,由R3是定值电阻可知,0.6AlbL 2A,结合选项可知C符合。【例题2】(2 0 2 0四川南充)一灯泡标有“6V、3W”的字样,现仅有8 V的电源,要使小灯泡正常发光,应该 给 小 灯 泡(选 填“串”或 并)联一个 Q的电阻。(不考虑灯泡电阻受温度的影响)【答案】串(2)4【解析】(1)
8、根据题意知道,灯泡正常发光时的电压UL=6 V,功率PL=3 W,所以,要使灯泡接到8 V的电源上时正常发光,应串联一个电阻R分压。(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,串联电阻两端的电压UR=U-UL=8V-6V=2 V又因为串联电路中各处的电流相等,所以,由尸=”知道,灯泡正常工作时电路中的电流/L=3W=05A“6V由 R知道,串联电阻的阻值R=2y_=4Q7,0.5A【对点练习】如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,图乙是小灯泡L和定值电阻R i的电流与电压关中考物理微专题复习0621中考物理微专题复习0622系的图象。当只闭合4、S 2 时,电压表示数为2 V;当只闭合S
9、2、S 3 时,电压表示数为4 V.则电源电压【答案】8;5【解析】(1)由电路图可知,当只闭合S 1、S 2 时,川 与 L串联,电压表测灯泡两端电压,由图象知,灯泡两端电压为2 V 时的电流为0.6 A,串联电路中电流处处相等,即通过R i 的电流也为0.6 A,R 的电流为0.2 A 时,电压为2 V,R 的电流与电压成正比,所以R I 的电流为0.6 A,它两端电压为6 V,所以电源电压U=U 1.+U i=2 V+6 V=8 V;(2)当只闭合S 2、S 3 时,R 2 与 L串联,电压表仍测灯泡两端电压,灯泡两端电压为4V,由图象知,此时通过灯泡的电流为0.8 A,由串联电路特点可
10、知,l 2=k=0.8 A,U2=U -UL=8V-4 V=4 V,由欧姆定律可得R 2 的阻值:R2=U2/l 2=4 V/0.8 A=5 Q。【例题3】(2020贵州黔东南)如图所示电源电压保持不变,R|=/?2=/?3=2 0 Q,当SI、S 2 都断开,电流表示数是0.3 A,求:(1)电源电压;(2)S1(S 2 都闭合时,电流表示数是多少?【答案】1 2 V;1.2 A o【解析】(1)S 1、S 2 都断开时,电路为必 和&的串联电路,电源电压为。=/(&+火2 )=0.3A X (20Q+20Q)=12V(2)当、S?都闭合时,电路电阻&被短路,电路为火卜R 组成的并联电路,电
11、流表示数是中考物理微专题复习0622中考物理微专题复习0623T 2 A1&20Qx20c 7?i+7?3 20Q+20Q【对点练习】如图所示,甲图中小灯泡上标有“2.5V,0.75W”的字样,电压表如图乙所示.闭合开关,推动滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光,此时电压表的示数如图丙所示.求:(1)电源电压:(2)电流表的示数:(3)此时滑动变阻器接入电路的阻值.【答案】(1)4.3V;(2)0.3A:(3)6Q.【解析】由图甲所示电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路电流.(1)由图乙可知,电压表没有调零,电压表量程为03 V,分度值为0.1 V,初始值为
12、0.2V,由图丙所示电压表可知,其量程为03 V,分度值为0.1 V,示数为2 V,则滑动变阻器两端电压UR=2V-0.2V=1.8V,灯泡正常发光时其两端电压等于其额定电压2.5 V,则电源电压:U=UR+UL 额=1.8V+2.5V=4.3V:电流表示数等于通过灯泡的电流,灯泡正常发光,电流1=PL额/UL额=0.75W/2.5V=0.3A(3)由欧姆定律:I=U/R可知,滑动变阻器接入电路的阻值:R=UR/I=1.8V/0.3A=6Q.专 题 点 强 化 训 练一、选择题1.(2020江苏连云港)如图所示电源电压恒定闭合开关,滑动变阻器滑片向右移动的过程中,下列说法正确的是()中考物理微
13、专题复习0623中考物理微专题复习0624A.电流表示数增大B.电压表示数减小C.定值电阻火两端的电压增大D.电压表示数与电流表示数比值增大【答案】D【解析】A B C.由图可知,电阻/?和变阻器串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流,滑动变阻器滑片向右移动,变阻器连入电路的电阻变大,由电阻的串联可知电路的总电阻变大,由/=UK可知通过电路的电流变小,即电流表的示数变小,由U=/R可知定值电阻7?两端的电压变小,由串联电路电压的规律可知变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,故A B C错误;D.电压表的示数变大,电流表的示数变小,电压表示数与电流表示数比值增大,故D正确。
14、2.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L和L 2都正常发光,甲、乙两个电表示数之比为4:3 .此时灯L 1和L 2的电阻之比为()A.1:3 B.3:1 C.3:4 D.4:3【答案】A【解析】如果甲乙任何一个为电流表,将会形成短路,所以甲乙都为电压表,此时灯L|、L 2串联,电压表甲测量电源电压,电压表乙测量L 2两端电压;己知甲、乙两个电表的示数之比是4:3,即U:U2=4:3;所以灯L 1、L 2两端电压之比为U i:U2=(U-U2):U2=(4-3):3=1:3:根据串联电路中的电阻与电压成正比,可得L i、L 2的电阻之比:R i:R2=U|:U2=l:3,故选A。3.某
15、同学利用如图中所示的电路进行实验,电源电压恒为3伏,更换5个定值电阻R x,得到如图乙所示的图象。以下有关叙述正确的是()A.该同学研究的是电流和电压的关系B.实验中电压表的示数保持0.5伏不变中考物理微专题复习0624中考物理微专题复习0625C.滑动变阻器阻值变化范围为1 欧5 欧D.将 R x 从 5 欧换成1 0欧后,应将滑片P向左移【答案】C【解析】研究电流和电压的关系时,要控制电阻不变,由图乙知,电阻是变化的,故 A 错误;由题意和图象可知,该同学研究的是电流和电阻的关系,实验中要控制R x 两端的电压不变(即电压表示数不变);由图乙知,电流与电阻之积(即 两 端 的 电 压):U
16、=I R、=0.5 A X 5 Q=-0.1 AX 25Q=2.5V,即电压表保持2.5伏不变,故 B 错误;由图乙知,电流最大为0.5A时,对应的电阻为5 Q,根据欧姆定律和串联电路的规律,变阻器连入电路中的电阻:U 3,&】=Re-舄=7-舄=两一50=1 0由图乙知,电流最小为0.1 A时、对应的电谊为25 Q,根据欧姆定律和串联电路的规律,变阻器连入电路中的电阻:尸久-&=号-氏=总一 250=50U.1月所以,滑动变阻器阻值变化范围为1 欧5 欧:故 C正确;根据串联分压原理可知,将定值电阻由5 Q改接 成 1 0 Q 的电阻,电阻增大,其分得的电压增大(大于2.5V);探究电流与电
17、阻的实验中应控制电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压使电压表的示数减小为2.5V,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,故 D错误。故选:C o4.如图所示的电路中,电流表Ai 的示数为0.5A,A2的示数为0.3A,电阻R 2的阻值为1 0 Q.下列说法正确的是()A.通过电阻R 1 的电流为0.5AB.电源电压为5VC.电阻R 1 的阻值为1 5QD.若断开开关S 2,电流表Ai 示数变大【答案】C【解析】由电路图可知,两电阻并联,电流表A2测 R 2支路的电流,电流表A|测干路的电流;开关S 1 控中考物理微专题复习062
18、5中考物理微专题复习0626制整个电路,开关S2控制电阻R i;因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过电阻R i的电流:Ii=I-l2=0.5A-0.3A=0.2 A,故 A 错误;乂因为并联电路中各支路两端的电压相等,故根据欧姆定律可得,电源的电压:U=U2=I2R2=0.3AX 1 0 Q=3 V,故 B 错误;电阻R,的阻值:R1=U/I,=3V/0.2 A=1 5Q,故 C 正确。若断开开关S2,电流表A i只测量R2的电流,电流表A1示数变小,故D错误。5.如图所示,R。为定值电阻,”为滑动变阻器,AP A2为实验室用电流表(接线柱上标有“-“0.6”,“3”),闭合开关
19、后,调节滑片P.使两电流表指针所指位置相同。下列说法正确的是()Ro-ayT i -,R1A.电流表A1与A2的示数之比为1:4B.通过Ro与R i的电流之比为4:1C.Ro与R i两端的电压之比为1:4D.R。与R i的阻值之比为4:1【答案】D【解析】由电路图可知,Ro与R i并联,电流表A i测R)中的电流,电流表A?测干路电流,因并联电路中总电流等于各支路电流之和,且两电流表指针所指位置相同,所以,电流表A1的量程为0 0.6 A,电流表A2的量程为0 3 A,因指针位置相同时大量程示数是小量程示数的5倍,所以,电流表A i与A2示数之比为1:5,即1=51,A错误;由并联电路的电流特
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