17.2.2欧姆定律及其应用(串联)
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《欧姆定律及其应用》——串联
第2课时
学习目标:
1、理解串联的特点
2、应用欧姆定律和串联电路的特点进行简单的计算
一、情景引入
回顾:①串、并联电路的电流和电压的特点
电流I 电压U
串联
并联
②欧姆定律公式:____________变形公式:_________________________________
提问:我们已经知道了串联电路中电流、电压的规律,那么电阻串联时,总电阻是比原来_____
依据:____________________________________
二、学习探索
要点1:电阻的串联
2、探究
[提出问题]:电阻串联后,其总电阻会增大还是减小?
[猜想与假设]:
你的猜想是
猜想的依据是
问:你们的猜想是否正确呢?
[进行论证] :
21UUU-----①
把____________________21UUU代入等式①
__________________________
__________________________
充分交流讨论,得出结论:
串联电路的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都_____(填“大”或“小”)
[提问1]你如何理解总电阻?
依据所画出的电路图,连接电路,测量未知电阻R的阻值(其中R1=5Ω R2=10Ω)。
测量结果:U= V,I=
A,R=IU = = Ω
接着把R1、R2拿开,换成R=15Ω,测出电路中的U= V,I= A。
结果表明:如果用一个15Ω的电阻代替这两个电阻连入电路中,效果是 (填“相同”或“不同”)的。
【信息快递】:在实际电路中,几个电阻串、并联以后对电流的阻碍作用和另一个电阻相同,我们把另一个电阻叫做它们串并联以后的“等效电阻”或者“总电阻”。 思考下列问题:
(1)在上述探究中,R可以叫做电阻R1,R2串联后的 。
(2)有些同学认为R1,R2串联后,电路中就有了R1,R2,R三个电阻,你认为对吗?
[提问2] 上述结论是由两个电阻串联的电路推导出的,它适用于3个、4个、多个电阻串联的情况吗? (同学们自己进行推导,然后得出结论:)
当有n个电阻R1、R2、R3、…、Rn串联时,总电阻 R=
[提问3] 当n个阻值均为R0的电阻串联时,其总电阻为多大呢?
_________________________________________________________
例1:阻值为10Ω的R1与阻值为15Ω的R2串联后的总电阻是多少?若电源电压为5V,则流过R2的电流为多少?(要根据文字画出相应的简单电路图)
解:
练习1、R1与R2串联后的总电阻是350欧,已知电阻R1 =170Ω,则电阻R2多少欧?若通过两电阻的电流是100mA?则两电阻两端的电压分别是多少?电源电压多大?
例2 R1=10, R2=15,两电阻串联后R1 分得电压U1 =20V, 求:
1)I1=?
2)I2 =?
3)U2 =?
4)U=?
5)21UU= ?
6)
21RR =?
通过此题5)、6)问的结果你发现什么规律?
结论:串联电路电压的分配跟电阻成_________。即:21UU=
练习2、已知R1与R2串联,R1 =6,U1 =12V,U2 =4V 求:R2 =?
三、典例导析
例题3 有一只小灯泡,它正常发光时灯丝电阻为12.5Ω,正常工作时两端电压是2.5V。如果我们只有6V的电源,要使小灯泡正常发光,应该怎么做?
解:
强调:串联电阻具有分压作用。
练习3、一只弧光灯,正常工作电流为5A,电阻为8欧,要把它接入电压为110V的电路中,需串联一个多大的电阻,弧光灯才能正常工作?
四、题海拾珠
1.串联电路的特点:⑴电路中各处电流 ,即: ;
⑵串联电路两端总电压等于各部分电路两端的电压 ,即: ;
⑶串联电路的总电阻等于各串联电阻 ,即: ,
若是n个相同的电阻R0串联,则R= ;
⑷、串联的电阻有 作用,每个电阻所分担的电压跟它的电阻成 ;即:
⑸、串联电路的总电阻比任何一个导体的电阻都要 ,串联时相当于导体长度
2.阻值为10Ω的电阻R1与阻值为25Ω的电阻R2串联后的总电阻是 。若通过R1的电流为0.2A,则通过电阻R2的电流是 ,R2两端的电压是 。
3.R1=5Ω,R2=10Ω,串联后接到6V的电源上,则R1两端的电U1= V,R2两端的电压U2= V,U1∶U2=
4.电阻R1、R2串联在电路中,已知R1∶R2=3∶2,则通过的电流之比I1∶I2= ,电阻两端的电压之比U1∶U2= 。
5.将20只电阻都是9Ω的小灯泡串联后接在36V的电源上,通过其中一个小灯泡的电流为________mA。
6.如图2-3所示的电路,电压U为24V,电流表的示数为1.2A,电压表的示数为6V,则电阻R1阻值为 Ω
7.电阻R1和R2串联后的总电阻是1.5kΩ,接入电路后,R1两端的电压为6V,R2两端的电压为3V,则R1的阻值是 Ω。
8.把6个完全相同的小灯泡串联起来,接在24V的电路上,每个小灯泡两端的电压是 V。若每个小灯泡的电阻都是16Ω,电路中的电流是 A
9.如图2-4,S2 闭合,S1断开时灯L1 两端电压为2V, L2两端电压是4V。当S1、S2同时闭合时,灯L1两端电压是 V,灯L2两端电压是 V。
10.一组同学为快艇设计了一个船速测定仪,固定在金属盒上。如图2-5所示,AB是弧形电阻,P点是弧形电阻与金属杆OC的接触点。闭合开关,当船速越大时,OC杆越靠近A点。请问船速加大时,电流表的示数_______ ;小灯的亮度 (变大、变小或不变),在电路中串联一盏小灯还有什么好处_______________。
11.在图2-6甲所示电路中,电源电压保持不变,R0、R2为定值电阻,电流表、电压表都是理想电表。闭合开关,调节滑动变阻器,电压表V1、V2和电流表A的示数均要发生变化。两电压表示数随电路中电流的变化的图线如图乙所示。根据图像的信息可知: (填“a”或“b”)是电压表V1示数变化的图线,电阻R2的阻值为 Ω,电源电压为 V,电阻R0的阻值为 Ω。
12.两根长度相同,粗细不同的锰铜丝,把它们串联在电路中,则( )。 A.粗的电流大,且电压也大 B.细的电流大,且电压也大
C.粗的、细的电流一样大,但细的电压大 D.粗的、细的电流一样大,但粗的电压大
13.串联电路随着用电器的个数增加,其总电阻( )。
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法判断
14.有三个电阻,阻值分别是3Ω、6Ω、9Ω,串联后接到6V的电源上,则三个电阻两端的电压分别是( )。
A.2V、4V、6V B.1V、2V、3V C.3V、2V、1V D.6V、4V、2V
15.将电阻R1、R2串联在电路中,已知:R1=3R2,总电压为4V,则R1两端的电压为( )。
A.4V B.3V C.2V D.1V
16.如图甲所示,闭合开关S后,两相同电压表的指针偏转都如图乙所示,则L1和L2两灯的电阻之比为 ( )
A.1:4 B. 4:1 C. 1:5 D. 5:1
17.如图2-8,R1=6Ω,U2=3V,总电压为7V,求:R2=?
18.如图2-9,R1=2Ω,R2=3Ω,电压表的示数为1V。求:R2两端的电压和电源电压。
19.有一电铃正常工作的电压是12V,要将此电铃接到电压是20V的电源上,应如何办?
五、点击链接
20..把阻值分别为R1=2Ω、R2=4Ω、R3=6Ω三个电阻串联 起来,接在电压为U的电路中,通过R1、R2、R3 的电流之比I1︰I2∶I3= ;
U1∶U2∶U3= .
21.我们知道电压表使用时不能与被测导体串联在电路中,因为电压表的电阻很大,理论上可以认为接近无穷大,会造成电路开路,那么如果电压表使用时与被测导体串联在电路中,电压表的示数是多少?你能不能用刚学过的串联电路的特点来解释这个现象?
22.三个定值电阻串联后接在电压恒定的电源两端,其阻值R1=5Ω,R2=10Ω,R3=15Ω。某同学将一只电流表接在R2两端,如图所示,发现其示数为1.5A。若将电流表的位置改接一只电压表,图2-8
图2-9 16题图2-10 则电压表的示数为___________V。