2020-2021学年第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用学案及答案

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欧姆定律在串、并联电路的应用


1．对于欧姆定律公式的深刻理解；
2．对于欧姆定律公式的灵活变换；
3．欧姆定律公式在串并联电路中的分析运用；


一、欧姆定律：
公　式： 。
U—电压——伏特（V）；R——电阻——欧姆（Ω）；I——电流——安培（A）
二、电阻的串联和并联电路规律的比较


串联电路
并联电路
电流特点
串联电路中各处电流相等

并联电路的总电流等于各支路电流之和

电压特点
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和

并联电路中，各支路两端的电压相等

电阻特点
串联电路的总电阻，等于各串联电阻之和

并联电阻中总电阻的倒数，等于各并联电路的倒数之和

分配特点
串联电路中，电压的分配与电阻成正比

并联电路中，电流的分配与电阻成反比


三、串并联比例关系
1．串联时电压电流电阻之间的比例关系：



2．并联时电压电流电阻之间的比例关系：





题型一：欧姆定律的应用
例1．如图所示，电源电压恒定，R1=20Ω，闭合开关S，断开开关S1，电流表示数是0.3A；若再闭合S1，发现电流表示数变化了0.2A，则电源电压为 V，R2的阻值为 Ω．

例2. 如图1所示是电阻甲和乙的I-U图像，下列说法正确的是（ ）
A．电阻乙为定值电阻
B．当电阻甲两端电压为2V时，R甲=0.4Ω
C．如图2所示，当开关闭合，电路电流为0.2A时，电路总电阻是15Ω
D．如图3所示，当开关闭合，电源电压为2V时，电路总电流为0.4A


例3．某校兴趣小组的同学利用图（甲）所示电路进行两项实验研究：
第一、测定某电阻的阻值；
第二、研究灯泡灯丝的电阻随电压的变化规律．


次数物理量
1
2
3
U/V
2.0
4.0
5.0
I/A
0.20
0.39
0.51
（1）首先，他们只闭合S1，断开S2，调节滑动变阻器，观察电压表和电流表的读数，得到表中三组数据．请你根据表中的数据，帮他们计算电阻R的阻值（计算结果保留1为小数）．
（2）然后，他们断开开关S1，闭合开关S2，调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数，根据记录结果将数据绘制成电流和电压的关系图象（乙）．根据图象，他们发现灯泡电阻是随电压变化而变化的．请你计算，当电压表示数为2.5V保持不变时，在50s时间内，灯泡L消耗了多少电能？





例4．电压表内阻较大，在实际电路中也有一定电流通过．紫琪同学为了测量一电压表的内阻，她找来电源、电流表、定值电阻R0（阻值已知）、滑动变阻器R、开关和导线若干，并设计了如图所示的电路图．
（1）将滑动变阻器滑片P移至b端，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P由b端向a端移动的过程中，则下列说法正确的是 ；
A．电流表示数增大，电压表示数增大
B．电流表示数减小，电压表示数减小
C．电压表示数与电流表示数之比为一定值
D．电压表示数与电流表示数之乘积为一定值
（2）闭合开关S，移动滑动变阻器滑片P，当电流表的示数为I时，电压表的示数为U，请写出该电压表内阻Rv的表达式 ；
（3）此实验要多次测量电压表内阻值，最后求其平均值，其目的是 ；
（4）若用此电路去测量某未知电阻R1的阻值，其测量值与真实值得关系是R1测 R1真（选填：“＜”、“=”或“＞”）．



例5．利用如图所示的电路可测量未知电阻Rx的阻值，其中R为已知电阻．
（1）请将电压表连入电路，使电路完整．
（2）当开关S1、S2闭合时，电压表示数U1=6V；当开关S1闭合、S2断开时，电压表示数U2=4V．己知R=10Ω，则电源电压U= V，Rx= Ω．
（3）实验中若由于某个元件出现故障（短路或断路），导致电压表的示数U1=U2=6V，则该元件及故障可能是 ．




基础演练
1．如图17.4-1所示的电路中，总电阻为R，电流的特点是：I=I1 　　　　 I2； 电压的特点是：U=U1 U2。应用欧姆定律可得：U=　　　　　　　　，U1= 　　　 ，U2= 　　 ，代入总电压公式可得：________= ，从而得出：R=________。[答案
图17.4-3
图17.4-2

图17.4-1


2．在17.4-1所示的电路中，如果R1＞R2，由于I1 ________I2，U1 ______U2，说明在串联电路中电阻越大，电压______。如果R1增大，R2不变，则R将______，电路中的总电流I将______，R1两端的电压U1将______，R2两端的电压U2将______。
3．如图17.4-2所示的电路中，总电阻为R，电流的特点是：I=I1 I2； 电压的特点是：U=U1 U2。应用欧姆定律可得：I= ______，I1= ______，I2= ，代入电流关系的公式可得总电阻R与R1、R2的关系为： 。
4．在17.4-2所示的电路中，如果R1＞R2，则I1 I2。如果R1增大，R2不变，则I1将 ，I2将 ，I将 。说明在并联电路中，如果有一个电阻增大，则总电流将 ，等效于电路的总电阻 。
5．把R1=15Ω和R2=5Ω两电阻串联后接在电源上，R1两端的电压是3V，R2两端的电压为______V，电源电压为______V。
6．两只定值电阻，甲标有“10Ω 1A”，乙标有“15Ω 0.6A”，把它们串联在同一电路中，电路在允许通过的最大电流为______A，两端允许加的最大电压为______V。
7．两个电阻R1=3R2，把它们串联起来，则电流之比I1：I2=____ __，加在它们两端的电压之比U1：U2=______；把它们并联起来，则电流之比I1‘：I2’=______，加在它们两端的电压之比U1‘：U2‘=______。
8．在如图17.4-3所示的电路中，先闭合S0，再闭合S，电路中的总电阻将__ ____，电流表的示数将______。
9．导线越长，电阻越大。几个电阻串联起来，相当于增加了导体的长度，所以总电阻比任何一个分电阻都______。
10．在并联电路中，随着并联的用电器个数的增加，其总电阻将 ( )
变大 B．变小 C．不变 D．无法判断

巩固提高
1．在某一温度下，两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图17.4-4所示，则由图可知，元件A的电阻为　　　　　Ω。将A和B并联后接在电压为2.5V的电源两端，则通过A和B的总电流是　　　　　　A。
2．如图17.4-5所示的电路中，电阻R1和R2串联接在AB两端，电压表并联接在R1两端．已知R1=10Ω，R2=20Ω，电压表示数为2.5V，则AB两端的电压U= 　　　　　V。
图17.4-7
图17.4-6

图17.4-5

3．把长短相同、粗细不同的两根镍镉合金线串联接入电路，电路如图17.4-6所示则电路中 （　　）
A．粗导体的电阻大于细导体的电阻
B．粗导体的电阻等于细导体的电阻
C．粗导体两端电压大于细导体两端电压
D．粗导体两端电压小于细导体两端电压
4．某同学在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时，利用图17.4-7甲所示电路，在a，b两点间分别接入定值电阻R1、R2，通过调节滑动变阻器测得了多组数据，并根据数据绘制了两个电阻的U-I关系图像，如图17.4-7乙所示，若将R1、R2组成并联电路，当通过R1的电流为1A时，通过R2的电流为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　( )
A．0.5A B．1A C．2A D．0.25A
5．如图17.4-8所示的电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，开关S闭合后，滑动变阻器滑片P向右移动时，下列说法正确的是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ( )
图17.4-8
A．电流表示数变大，电压表与电流表示数之比变大
B．电流表示数变小，电压表与电流表示数之比不变
C．电流表示数变大，电压表与电流表示数之比不变
D．电压表示数变大，电压表与电流表示数之比变大[来源
6．某导体接在电路中，如果把该导体两端电压减少到原来的一半，保持温度不变,则导体的电阻和通过它的电流 　　　　　　　　　　　 ( )
A．都减少到原来的一半 B．都保持不变
C．电阻不变，电流减小到原来的一半 D．电阻不变，电流是原来的2倍
7．某电路两端电压减为原来的1/2，电阻增大到原来的2倍，则此时通过该电路的电流是 （　　）
A．原来的1/4 　　　　　　　 B．原来的1/2
C．原来的4倍 　　　　　　　 D．没有变化
8．分析复杂电路中各用电器的连接关系时，为了将电路简化，通常先把电路中的电流表和电压表进行简化处理。正确的处理方式是 　　　　　　　　　　 ( )[来
A．把电流表看成是断路的 　　　　　B．把电流表看成是一个阻值无限大的电阻
C．把电压表看成是断路的 　　　　　D．把电压表看成是一根导线
9．如图17.4-11所示，电源电压恒定，R1=30Ω，R2=60Ω．当开关S3闭合，S1、S2都断开时，电流表的示数为0.1A．求：
图17.4-11
（1）电源电压；　　（2）当开关S3断开，S1、S2都闭合时，电流表的示数






图17.2-1
10．在我们的日常生活中，有一种测量人体重的电子秤，其测量部分的原理如图17.2-1中的虚线框所示，它主要由压力传感器R（电阻值会随所受压力的大小而发生变化的可变电阻），显示体重大小的仪表A（实质上是电流表）组成。压力传感器表面能承受的最大压强为l×107Pa，且已知压力传感器R的电阻值与所受压力的关系如下表所示。设踏板和压杆的质量忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8V，取g=10N/kg。请通过计算回答： [来源:Zxxk.Com]
压力F/N
0
250
500
750
1000
1250
1500
1750
2000
…
电阻R/Ω
300
270
240
210
180
150
120
90
60
…
（1）当压力为0时电流表的示数为多少？
（2）如果某人站在该秤踏板上，电流表的示数为0.02A，这个人的体重为多少？
（3）若压杆与压力传感器之间的接触面积是2cm2，则该秤的仪表（电流表）量程是多少？




1．根据欧姆定律可以导出公式R=U/I，下列说法正确的是 　　　　　　 （　　）
A．当电压U增大为原来的2倍时，电阻R也增大为原来的2倍
B．当电流I增大为原来的2倍时，电阻R减小为原来的二分之一
C．当通过导体的电流为零时，电阻也为零
D．当导体两端的电压为零时，电阻不为零
2．某同学在探究“电流与电压和电阻的关系”的实验中，他先保持_______不变，研究出电流跟电压的关系；再保持________不变，研究出电流跟电阻的关系；最后分析归纳得出欧姆定律。
3．导体中的电流，跟导体两端的__________　　______，跟导体的　　　　　　　　　　　　　，这就是著名的欧姆定律。
4．欧姆定律的表达式是　　　　　　　。其中I表示________，单位是_______；U表示______，单位是_______；R表示_______，单位是_______。
5．在一段导体两端加2V电压时，导体电阻为5Ω，则通过它的电流是_______A；如果在它两端不加电压，这段导体的电阻是_______Ω，通过它的电流是_______A。
6．科学家有着强烈的好奇心和执着的探究精神，德国物理学家______最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系，即：I=U/R 。为了纪念他作出的杰出贡献，人们将他的名字命名为______的单位。
7．某导体两端电压为6V时，通过的电流为0.6A，那么该导体的电阻值为______Ω。该导体的两端不加电压时，其电阻值为 Ω。（不计温度对阻值影响）
8．在研究电路问题时，使用的电源电压为3V，学生实验使用的常规电流表电阻为0.3Ω，若将电流表和电源直接相连，则通过电流表的电流为_______A，这样操作的后果是 ______ ______。
9．某定值电阻两端电压增加1V，流过的电流就增大0.1A，该电阻阻值为____Ω，如果改变该电阻两端的电压，该电阻阻值将____ __。（选填“变大”、“不变”或“变小”）
10．当电阻两端的电压由8V变为10V时，通过电阻的电流增加了0.1A，该电阻的阻值为________Ω；若它两端电压变为0V，则该电阻中电流为_______A，此时电阻为_______Ω。
11．人体安全电压不高于36V，当通过人体的电流接近 30 mA时就会有生命危险。据此可以推断，人体是 （填“导体”或“绝缘体”），人体电阻约为 Ω。
12．一个小灯泡灯丝的电阻是8Ω，当它两端的电压是3V时，求通过它的电流。




13．一个电饭锅，把它接在220V的家庭电路上，通过它的电流是5000mA,该电饭锅的电阻是多少?




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1．在图7－9中，写出串联电路中电流和电压、电阻的特点：
(1)在串联电路中，各处的电流________；在图7－9所示的电路中，I＝I1________I2。
(2)串联电路两端的总电压________各部分电路两端的电压________；在图7－9所示的电路中，U＝U1________U2。
(3)串联电路的总电阻________各串联电阻________。在图7－9所示的电路中，总电阻与各部分电阻的关系：R＝________(写出公式)。

图7－9
2．一个5Ω的电阻与一个_____Ω的电阻串联，总电阻是20Ω。5个20Ω的电阻串联，总电阻是______Ω。
3．10Ω、15Ω和100Ω的电阻串联，总电阻是________Ω。
4．如图7－9，已知电压U＝6V，U2＝4V，电流I＝1A，则R1＝________Ω，总电阻是________Ω。
5．如图7－9，已知电流I1＝0.6A，电阻R1＝5Ω，电压U2＝6V，则I＝________A，U1＝________V，R2＝________Ω，U＝________V。
6．如图7－9，已知R1＜R2，则U1________U2，I1________I2(比较大小)。
　　　　　　　　　
图7－10 　　　　　　　　　　　　　 图7－11
7．在图7－10所示的电路中(电源两端的电压不变)，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，变阻器的电阻________，电路中的总电阻________；电压表的示数________；根据________(填写公式)，电流表的示数将________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
8．如图7－11所示的电路中，电路两端的电压U不变，在变阻器的滑片P向右滑动的过程中，电路中的电流_______；电压表V1的示数_______；电压表V2的示数______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
9．R1、R2串联，已知R1∶R2＝2∶3，则I1∶I2＝________，U1∶U2＝________，U1∶U＝________。
10．R1、R2串联，已知U1∶U＝1∶4，则U1∶U2＝________，U2∶U＝________，R1∶R2＝________。

11．电阻R1、R2串联，已知R1＝3R2，R1、R2两端电压分别为U1、U2，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则U1∶U2等于( )；I1∶I2等于 　　　　　　　 ( 　 )
A．1∶1 B．1∶3 C．3∶1 D．无法判定
12．将R1、R2串联后接入电路中，已知R1两端的电压是总电压的1／3，则电阻R1与R2的阻值之比是 　　　　　　　　　 ( 　 )
A．1∶2 B．2∶1 C．1∶3 D．3∶1
13．如图7－12所示电路中，电源两端的电压不变。滑动变阻器标着“20Ω 2A”字样。某同学按电路图正确连接了电路，然后将变阻器的滑片P移动至某位置，此时两只电压表和电流表的示数如图7－13所示，根据三只电表的示数，算出R的电阻为_______Ω；此时滑动变阻器两端的电压是______V，滑动变阻器接入电路的电阻为________Ω。
　　　
图7－12 　 图7－13
14．某同学按图7－14所示的电路图进行实验(电源两端的电压不变)。在实验中，电阻R1保持不变，通过改变滑片P的位置，观察得到电流表A1、A2，电压表V1、V2、V的示数如下表所示。

实验
A1的示数
A2的示数
V1的示数
V2的示数
V的示数
序号
I1／A
I2／A
U1／V
U2／V
U／V
1
0.4
0.4
4
8
12
2
0.6
0.6
6
6
12
3
0.8
0.8
8
4
12
(1)画出图7－14电路的等效电路图(能够清楚表明电路中电阻串、并联关系和电表连接关系的电路图)。

图7－14
(2)对表格中V1、V2、V三只电压表的示数进行分析，可得出的结论是：(用公式表示)________。
(3)分析表格中电表________与电表________的示数关系(填表格中的电表符号)，可归纳得出的结论是：当电阻________(填：“R1”或“R2”)不变时，通过该电阻的电流跟它两端电压成正比。



15．电阻R1、R2串联接在电压为6V的电源上。已知电阻R1的阻值是8Ω，通过电阻R2的电流是0.25A。求：电阻R2。





16．有一只灯泡，它正常发光时的灯丝电阻约为8.3Ω，正常发光时的电压是2.5V，如果我们手中只有电压为6V的电源，要使小灯泡正常发光，需要连接一个多大的电阻？(要求画出电路设计示意图)






17．在图7－15所示的电路中，R1＝4Ω，R2＝12Ω，U1＝12V。求：电流I；R1、R2的等效电阻R；R2两端的电压U2和电源电压U。

图7－15



18．如图7－16，R1＝10Ω，变阻器的最大电阻为R2＝20Ω，电源电压为6V保持不变。求：滑片从左端滑到右端的过程中，电流表的示数和电压表的示数变化范围。

图7－16