2020年中考物理人教版专题复习:欧姆定律在并联电路中的应用
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【考点精讲】
一、并联电路的特点
| 并联电路 |
电流 | I=I1+I2+…+In |
电压 | U1=U2=…=Un |
电阻 | =++… 两个电阻并联:R= n个等值电阻R0并联:R=R0 / n |
分流 | = |
比例 | = |
二、等效电阻
| 并联电阻 |
关 系 | 并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和 |
表达式 | =++…+ |
理 解 | 把n段导体并联起来,总电阻比任何一段导体的电阻都小,这相当于导体的横截面积增大 |
特 例 | n个相同的电阻R0并联,则总电阻R=R0/n; 求两个并联电阻R1、R2的总电阻R= |
【说明】在电路中,并联一个电阻,则电阻起“分(配)流作用”:并联电路中,流过各支路的电流与其电阻成反比,即:I1/I2=R2/R1。
【理论推导】并联电路总电阻计算公式
设:并联电阻的阻值为R1、R2,并联后的总电阻为R。
根据欧姆定律,可得:[来源:Zxxk.Com]
I1=U1/R1,I2=U2/R2,I=U/R
∵ I=I1+I2
即 U/R=U1/R1+U2/R2
又U=U1=U2
∴1/R=1/R1+1/R2
表明:并联电路的总电阻的倒数,等于各并联电阻的倒数之和。
【典例精析】 [来源:学。科。网]
例题1 两个电阻R1∶R2=1∶2,把它们串联起来,则电流之比I1∶I2= ;把它们并联起来,则电流之比I1′∶I2′= 。
思路导航:串联电路中的电流处处相等,即I1∶I2=1∶1。并联电路各支路两端的电压相等,各支路中的电流与其电阻成反比,即I1′∶I2′=2∶1。
答案:1∶1 2∶1[来源:学|科|网Z|X|X|K]
例题2 定值电阻R1和R2分别标有“8Ω 1A”和“20Ω 0.5A”的字样,现将它们串联起来接到某电源两端,为了不损坏电阻,该电源电压不能超过___V;若将它们并联起来,在不损坏电阻的情况下,干路上最大电流是 A。
思路导航:首先要明确定值电阻铭牌上的含义,其中的电阻是指定值电阻的阻值,电流是指允许通过它的最大电流;为了两个用电器的安全,串联时电流相等,最大电流不超过0.5A,并联时电压不超过8Ω×1A=8V;再利用欧姆定律和串、并联电路的特点求解。
答案:14 1.4
同步测试
1. 如图所示,电源电压保持不变,R1的阻值是R2的4倍,闭合开关S后,通过R1的电流为I1,通过R2的电流为I2,电路总电流为I。则下列关系正确的是( )
A. I1∶I2=4∶1 B. I1∶I=1∶5
C. I∶I2=5∶1 D. I1∶I=4∶5
2. 小明在研究通过导体的电流时,根据测量数据绘制出如图所示的I-U图象。对此作出的判断中,错误的是( )
A. 通过R1的电流与它两端所加电压成正比
B. 通过R2的电流与它两端所加电压不成正比
C. 将它们串联接入到同一电路中时,通过R1的电流较小
D. 将它们并联连接到两端电压为1.5V的电路中时,通过干路的电流大约是0.46A
3. 电阻R1的阻值为10Ω,将它与R2并联后,总电阻为5Ω,若将R1与R2串联,则总阻值为( )
A. 20Ω B. 15Ω C. 10Ω D. 5Ω
4. 如图所示,电源电压不变,滑动变阻器的滑片P从a 端滑到b端的过程中( )
A. 电流表、电压表示数都减小
B. 电流表、电压表示数都增大
C. 电流表示数减小、电压表示数增大
D. 电流表示数增大、电压表示数减小
5. 在如图所示的电路中,两只电流表的规格相同,电流表有两个量程(0~0.6A以及0~3A)。闭合开关S,电阻R1与R2均有电流流过,两只电流表的指针偏转角度相同,则R1与R2的比值为( )
A. 1∶5 B. 5∶1 C. 1∶4 D. 4∶1
6. 在如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关后,电流表A1的示数为0.5A,电流表A2的示数为0.3A,则R1∶R2= 。
7. 有两个电阻,R1=4Ω,R2=6Ω,如果把它们并联在电路中,通过它们的电流分别为I1、I2,它们两端的电压分别为Ul、U2,则I1:I2= ,U1:U2= 。
8. 在探究“电阻并联后总电阻会增大还是减小”的实验中:
(1)实验需要的器材,除电源、导线、开关、两个阻值已知的定值电阻外,还需要 。
(2)请画出实验电路图,并设计记录实验数据的表格。
(3)小明得到的实验结论是:“电阻并联后总电阻比任何一个分电阻都小。”请从“影响电阻大小因素”的角度,阐述这一结论的正确性。
9. 如图所示电路中,电阻R1的阻值是20Ω,闭合开关S,电流表A1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。
10. 如图所示的电路中,电源电压为3V,开关闭合后,通过R1的电流为0.2A,通过R2的电流为0.3A。
求:(1)电流表A的示数;(2)R1和R2并联后的总电阻。
试题答案
1. B 解析:此电路为并联电路,为等压分流电路,电流的分配和电阻成反比,因为R1的阻值是R2的4倍,即R1∶R2=4:1,所以I1∶I2=1:4,可排除A选项;利用赋值法,设I1=1,I2=4,则I=5,所以I1∶I=1∶5,B选项正确,D选项错误;I∶I1=5∶1,C选项错误。故选B。
2. C 解析:电阻R1的函数图象是一条过原点的向上的直线,所以通过的电流跟它两端所加电压成正比。说法A正确;电阻R2的函数图象像是一条弯曲的曲线,所以通过R2的电流与它两端所加电压不成正比,说法B正确;若将它们串连接入到同一电路中,因串联电路中电流处处相等,所以通过R1和R2的电流相同,则说法C错误;将它们并联连接到两端电压为1.5V的电路中时,由图象中可知,通过R1和R2的电流分别为0.3A、0.16A,则通过干路的电流大约是0.46A,说法D正确。故选C。
3. A 解析:两电阻并联后总电阻为5Ω,就有,即,R2=10Ω ,两电阻串联后的电阻就为20Ω。
4. C 解析:观察图可知,滑动变阻器R2与电阻R1串联,电压表V测量滑动变阻器的电压。当滑片P从a 端滑到b端的过程中,变阻器连入电路的电阻增大,电路中的电流I减小;R1两端的电压U1=IR1会减小(I减小,R1不变),则R2两端的电压U2(U2=U-U1)会增大。所以电流表示数减小,电压表示数增大,C正确。
5. C 解析:从图中可以看出,电流表A1的示数应该大于A2的示数,由于偏转的角度相同,所以A1用的量程是0~3A,A2的量程是0~0.6A,分度值分别是0.1A和0.02A,所以电流表A1的示数与A2的示数的比值是5∶1,所以I1与I2的比值是4∶1,根据并联电路电流与电阻的关系知,并联电路中电阻与电流成反比。所以电阻之比是1∶4。
6. 2:3 解析:I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A,R1与R2并联,就有U1= U2,I1 R1=I2 R2,R1:R2=I2:I1=0.2A:0.3A=2:3。
7. 3:2;1:1 解析:∵R1、R2并联,∴U1=U2=U,∴U1:U2=1:1;又∵,∴I1:I2=:=R2:R1=6Ω:4Ω=3:2。
8.(1)电压表、电流表 (2)如图所示
实验数据表格
R1/Ω | R2/Ω | U总/V | I总/A | R总/Ω |
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(3)电阻的大小跟导体的横截面积有关,导体横截面积越大,电阻越小。两个电阻并联后,相当于增加了导体的横截面积,所以总电阻会比分电阻小。
解析:(1)由所给器材不难判断还缺少测量电压和电流的仪表;(2)根据所给器材组成电路即可,实验数据表格中的项目应有两个定值电阻、总电压、总电流和总电阻;(3)两个电阻并联后,相当于增加了导体的横截面积,所以总电阻会比分电阻小。
9.(1)电阻R2的电流I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A
(2)电源电压U =U2=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V
(3)电阻R2=U2/ I2=6V/0.2A=30Ω
解析:由图可知,电阻R1与R2并联,电阻R2的电流可由干路总电流减去支路电流求得;电源电压可由电阻R1上的电流和电阻求得;电阻R2的阻值可由它两端的电压和电流求得。
10.(1)I=I1+I2=0.2A+0.3A=0.5A (2)R=U/I=3V /0.5A=6
解析:由图可知R1和R2并联,电流表测量干路电流I;I=I1+I2;然后利用R=U/I,求出总电阻R(也可以分别求出R1和R2的电阻,进而可以求出并联后的总电阻)。