§7.3.5 串联电路动态分析及计算
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串联电路动态分析定量计算专题一、教学目标知识与技能理解滑动变阻器移动时,电路的动态变化过程与方法通过探究电流表和电压表的最大读数与滑动变阻器阻值之间的关系,根据电流表和电压表的数值计算滑动变阻器的阻值。
情感态度价值观通过推理和思考练习,养成仔细审题的习惯二、教学重难点重点:串联电路动态定量计算难点:滑片引起电路的变化和根据电流表与电压表示数计算三、教具工作单 四、教学过程 (一)引入连接如图所示电路,思考滑片向左移动时,电流表和电压表的示数变化?滑片是否能移到最左端? 能否移到最右端?(二)进入新课完成典型例题:如图所示电路,电源电压保持不变,R 2的阻值为12欧。
R 1上标有“50Ω 2A”,电压表V 的示数为6伏,电流表A 的示数为0.25安,求:①电源电压;②移动滑片,使电流表、电压表能分别达到某量程的最大值,求滑动变阻器连入电路的阻值范围。
解题步骤:明确电路类型,写出已知条件R2=12欧 U1=6伏 I=I1=I2=0.25安根据串联电路特点和欧姆定律,计算UU2=I2R2=0.25安×12欧=3伏U=U1+U2=3伏+6伏=9伏分析电流表和电压表所选的量程 电流表:0~0.6A 电压表0~3伏 电流表I=0.6安时,R2最小,移动滑片时,电源电压和R2阻值不变 U2=I2R2=0.6安×12欧=7.2伏U1=U-U2=9伏-7.2伏=1.8伏R1=U1/I1=1.8÷0.6欧=3欧电压表U1=3伏时,R2最大,移动滑片时,电源电压和R2阻值不变 I2=U2/R2=(9伏-3伏)÷12欧=0.5安R1=U1/I1=3伏÷0.5安=6欧完成变式训练1.2分析题意,讨论做法学生上台板演(三)小结总结方法:1.明确电路类型,写出已知条件2.分析电流表和电压表所选的量程3.明确电压表最大或电流表最大时滑动变阻器的阻值是最大还是最小注意点:滑片移动时,电源电压和定值电阻阻值不变,其余都会发生变化。
动态电路分析与计算一、动态电路的定性分析类型1.串联型动态电路R和R P串联,V1测R,V2测R P思路1.当滑动变阻器R P滑片向右移动时,R P增大➊A减小:总电阻增大,总电压不变,根据欧姆定律,电流减小;❷V2示数:滑动变阻器分压U2增大;串联按电阻之比分配电压,电阻越大,分压越多。
R P增大,R不变,则R P分到的电压会增大,R分到的电压会减少。
思路2. I减小,R不变,则U=IR减小❸V1示数:定值电阻R分压U1减小总电压U一定,即R和R P的电压之和不变,R P分压增大,R分压就减小➍V1和A的示数之比不变根据欧姆定律,比值就是定值电阻阻值R,不变;❺V2和A的示数之比增大根据欧姆定律,比值就是滑动变阻器的阻值R P,增大总结一下:串联电路,一个电阻增大,就会从旁边的电阻抢来一些电压。
例题:小兰设计了一种烟雾报警装置,其简化电路如图所示。
电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为光敏电阻,R的阻值随光照强度的减弱而增大。
当电流表示数减小到某一值时,装置报警。
开关S闭合后,当有烟雾遮挡射向R的激光时,则下列分析正确的是()A.光敏电阻R阻值减小B.电流表的示数减小,电压表的示数增大C.电流表的示数增大,电压表的示数增大D.电压表与电流表的示数之比减小解析:➊电路分析:光敏电阻R和定值电阻R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路电流。
❷因光敏电阻R随光照强度的减弱而增大,所以,当有烟雾遮挡激光时,R增大,即总电阻增大,电流减小,故AC错。
❸由U=IR,R0不变,I减小,所以R0两端电压减小。
➍串联,总电压U=R和R0分电压之和,R0分压减小,所以光敏电阻R两端的电压增大,即电压表示数增大,故B对。
❺电压表与电流表的示数之比等于R的阻值,因此比值变大,故D错。
也可以从分压角度来分析:串联按电阻之比分配电压,电阻越大,分压越多;R增大,R0不变,则R会从R0的分压中抢来一些电压,所以电压表示数增大。
初中物理电学部分串联电路和并联电路的解析及计算电学是物理学的一个重要分支,主要研究电荷的性质、电场、电位、电流以及电路等内容。
在初中物理学习中,串联电路和并联电路是电学部分的重点内容,本文将对串联电路和并联电路进行解析和计算。
一、串联电路串联电路是指电路中的电器元件按照线性的方式排列,电流从一个元件流向另一个元件,形成一个闭合的回路。
在串联电路中,电源正极与负极依次连接各个元件,电流穿过每个元件后发生变化。
串联电路中的元件之间是以水平排列的,电流只有一条路径可以流通。
串联电路中,电流在各个元件中的数值相等,而电压则在各个元件之间相加。
这是串联电路的一个特点,也是处理串联电路问题的关键。
根据欧姆定律,电流I等于电压U与电阻R的比值,即I=U/R。
因此,在串联电路中,元件的电阻值相加即可得到整个电路的总电阻。
除了总电阻,串联电路中还需计算各个元件之间的电压分配。
根据电压分配定律,电源提供的电压会在各个元件上按照它们的电阻值比例分配。
例如,若一个串联电路中有两个电阻,电阻值分别为R1和R2,电源提供的电压为U,则根据电压分配定律有U1/U2=R1/R2。
根据这个比例,可以计算出各个元件上的电压。
二、并联电路并联电路是指电路中的电器元件按照平行的方式排列,电流在各个元件中分流,随后再汇合。
在并联电路中,电源的正负极连接各个元件的正负极,形成一个闭合的回路。
并联电路中的元件之间是以垂直排列的,电流可以多条路径流通。
并联电路中,电流在各个元件中分流,而电压则在各个元件之间相等。
这是并联电路的一个特点,也是处理并联电路问题的关键。
根据欧姆定律,电流I等于电压U与电阻R的比值,即I=U/R。
因此,在并联电路中,元件的电阻值的倒数相加的倒数即可得到整个电路的总电阻。
除了总电阻,并联电路中还需计算各个元件的电流分配。
根据电流分配定律,总电流会在各个元件中按照它们的电阻值比例分配。
例如,若一个并联电路中有两个电阻,电阻值分别为R1和R2,电源提供的总电流为I,则根据电流分配定律有I1/I2=R2/R1。
电路动态变化及计算一、串联电路中的动态变化如图所示的电路接通时,滑动变阻器的滑动触头由a滑到b的过程中[]A.电流表和电压表的示数都变小B.电流表和电压表的示数都变大C.电流表的示数变大,电压表的示数变小D.电流表的示数变小,电压表的示数变大(一)、基础:滑动变阻器阻值变化串联电路电流、电阻、电压规律欧姆定律及其变形式(二)、分析方法:常见思路:1、先判断电流表、电压表所测的对象;2、根据滑动变阻器的滑片移动情况及串联电路电阻特点 R总=R1+R2,判断总电阻变化情况;3、根据I定=U定/R定,判断电流的变化情况。
4、先根据U1=I1R1判断定值电阻(小灯泡)两端电压的变化情况;5、最后根据串联电路电压特点U总=U1+U2,判断滑动变阻器两端的电压变化情况。
简单思路:1、先判断电流表、电压表所测的对象;2、根据滑动变阻器的滑片移动情况及串联电路电阻与电压的规律来判断,判断滑动变阻器电压变化情况(同意电路,滑动变阻器电阻减小时,电压也减小);3、根据串联电路电压特点U总=U1+U2,判断定值电阻两端的电压变化情况;4、根据I定=U定/R定,判断电流的变化情况。
(三)、题设问法:1、常见的是电流表与电压表的变化情况,或者灯泡的亮度变化情况,此种题目根据分析过程就可以分析出来;2、较常见的是比值变化问题。
第一种为电压表与电流表的比值变化情况,思路如下:由于电压与电流的比是电阻,搞清是哪个电阻的变化情况就可以了,对于电流表它测的是电路中的电流串联都相等,因此重要的是搞清楚电压表测量对象,电压表测的是哪个电阻就看这个电阻的变化情况,它们是一致的,比如电压表测定值电阻,他的阻值不变,因此比值不变,若测得是滑动变阻器,阻值变小,则比值变小;第二种为电压表与电压表的比值变化情况,这个问的少,因为很明显一个变大另一个必然变小,变小的比变大的比值肯定变小反之则否。
3、不太常见的是电流与的电压的变化量的比值电流的变化量,由于两用电器是串联,因此电流变化量是相同的。
育学科教师辅导讲义年 级:初二 学员姓名: 辅导科目:物理 学科教师:老师授课类型 新授 学习内容 串联电路动态分析教学内容〖知识储备〗1、串联电路:用电器首尾依次连接的电路。
①电流:I=I 1=I 2(串联电路中各处的电流相等)②电压:U=U 1+U 2(串联电路中总电压等于各部分电路电压之和)③电阻:R=R 1+R 2(串联电路中总电阻等于各串联电阻之和);④分压作用:2121R R U U=(阻值越大的电阻分得电压越多,反之分得电压越少)2、在串联电路中,当只有其中一个电阻的阻值变大时,它的总电阻将变 大 (“大” 或“小” );3、由公式R UI =得,当电压不变时,电阻越大,电流就越 小 (“大” 或“小” );由公式U=IR 得,通过电阻的电流越大,它两端的电压也越 大 (“大” 或“小” );4、电流表的特点是电阻很 小 (大或小),通常相当于 一根导线 ,电压表的特点是电阻非常 大 (大或小),通常相当于 断路 。
〖解题步骤〗动态电路解题“三步走”:第一、判断电路的串、并联关系(电路类型);第二、弄清各表测量的物理量;第三、动态分析:电阻R 的变化,引起电流、电压的变化。
〖典型例题〗第一种类型:滑动变阻器的滑片P 的位置的变化引起电路中电学物理量的变化(一)、串联电路中滑动变阻器的滑片P 的位置的变化引起的变化1、如图,是伏安法测电阻的实验电路图,当滑片P 向右移动时,请你判断A 表和V 表的变化。
1、答案:A 表变小 V 表变大分析过程:1、确定电路的类型2、A 、V 表的测量位置3、动态分析:滑片P右滑,RP R总 I A表变小URL =IRL(I变小,RL不变) URL URP=U总-URL,V表变大►针对练习1、在如图所示电路中,当闭合开关后,滑动变阻器的滑动片P向左移动时,电流表示数将变大(“变大”或“变小”),电压表示数将不变(“变大”、“变小”或“不变”)分析过程:①、确定电路的类型:串联②、A、V表的测量位置③、动态分析: P左滑 R2 R总 I第二种类型:开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化(二)、串联电路中开关的断开或闭合引起的变化2、在如图所示的电路中,将开关K闭合,则电流表的示数将__变大____,电压表的示数将____变大____(均填“变大”、“变小”或“不变”)。
§7.3.5 串联电路动态分析及计算
[学习目标]
1、理解串联电路的特点,会利用串联电路的特点和欧姆定律进行动态分析和计算。
[重点难点]
重点是串联电路特点的应用。
难点是串联电路的动态分析及计算。
[自学质疑] (预习摘录): 一、知识梳理
(一)电流特点:
串联电路中各处的电流都是 的。
(二)电压特点:
串联电路两端的总电压等于各串联电阻两端的电压之 。
(三)电阻特点:
串联电路的总电阻等于各串联电阻之 。
(四)分压特点:
串联电路中,各电阻两端的电压跟它们电阻的大小成 。
二、串联电路分析
1、如何识别电路? 去表法
去掉两只电压表V1和V2,把电流表看做一根导线,该电路是 电路。
(选填“串联”或“并联”)
2、电压表V1测导体 (选填“R1”或“R2”)两端电压。
电压表V2测导体 (选填“R1”或“R2”)两端电压。
电流表测 电路的电流。
(选填“串联”或“并联”)
3、电压表V1和V2两端的电压分别用 和 表示。
电路中的电流用 表示。
(选填U1或 U2或 I 或 I 1 或 I 2)
4、滑动变阻器在电路中有什么作用?
改变电路中的 和被测导体两端的 ,滑动变阻器两端的电压也随之 (选填“改变”或“不变),电源电压
(选填“不变”或“变大”或“变小”)
5、若滑动变阻器滑片向右滑动,电阻R2 ,R1 ,总电阻,电流表A 的示数,电压表V1的示数,电压表V2的示数,电压表V1和V2的和。
(选填“不变”或“变大”或“变小”)
6、当滑动变阻器的滑片在最右端时,电路中的总电阻,此时电路中的电流,电压表V1示数,电压表V2示数(选填“最大”或“最小)”。
7、当滑动变阻器的滑片在最左端时,电路中的总电阻,此时电路中的电流,(选填“最大”或“最小)”。
电压表V2示数为,电压表V1示数为。
(选填“零”或“电源电压”)
8、若滑动变阻器滑片向右滑动,电压表V1的示数和电流表A的示数的比值
,电压表V1和V2的示数的和与电流表A的示数的比值(选填“不变”或“变大”或“变小”)
9、若滑动变阻器滑片向右移动,电压表V1示数变化量与电压表V2示数变化量的比值将_________。
10、若滑动变阻器滑片向右移动,电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量的比值将。
11、若滑动变阻器滑片向右移动,电压表V 2示数变化量与电流表A 示数变化量的比值将 。
[探究释疑](学习笔记):
一、动态分析
例1:在图所示的电路中,电源电压保持不变。
闭合电键S ,当滑动变阻器的滑片P 向右移动时,电压表V 1的示数将 _____ ,电压表V 1与电压表V 2示数之和与电流表A 示数的比值将 ______ 。
(均选填“变大”、“不变”或“变小”)
例2:在图所示的电路中,电源电压保持不变。
闭合电键S ,当滑动变阻器的滑
片P 向右移动时,变小的是
A .电压表V 2示数与电压表V 1示数的和值
B .电压表V 2示数与电流表A 示数的比值
C .电压表V 1示数与电流表A 示数的乘积
D .电压表V 1示数与电流表A 示数的比值
例3
:在图4
所示的电路中,电源电压保持不变。
闭合电键S ,当滑动变阻器的滑片P 向左移动时,电流表A 的示数将 ,电压表V 与电压表V 1示数的差值跟电压表V 2
示数的比值 .(均选填“变小”、“不变”或“变大”)
例4:如图所示,电源电压保持不变,当电键S 闭合滑动变阻器的滑片P 向右滑动时,下列说法正确的是 ( )
A .V 1示数增大,V 2的示数增大
B .V 1示数减小,V 2的示数增大
C .V 1示数减小,V 2的示数减小
D .V 1示数增大,V 2的示数减小
例5:如图所示电路,R1=10欧,R2是标有“50Ω 1A”的滑动变阻器,电源电压保持18伏不变。
为保证电路能够正常工作,R2接入电路的电阻值只能在什么范围内变化?
达标检测](基础练习):
1.在图电路中,电源电压保持不变。
闭合电键S ,当滑动变阻器的滑片P 向右移动时,电流表A 的示数将________,电压表V 1和V 2的示数差值与A 示数的比值将_________。
(均选填“变大”、“不变”或“变小”)
2.在图所示的电路中,电源电压保持不变。
闭合电键S 后,将滑动变阻器滑片P 向右移动时,电流表A 示数______,电压表V 1示数跟电压表V 2
示数的比值________(均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
3.在图所示的电路中,电源电压保持不变。
闭合电键S ,当滑动变阻器R 2的滑片向左移动时,电压表V 1的示数将 ;电压表V 1与V 2示数之和跟电流表A 示数的比值将 。
(均选填 “变小”、“不变”或“变大”)
4. 在图1(a )所示的电路中,电源电压恒定不变,电阻R1为20欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω 2A ”字样。
闭合电键S ,滑动变阻器R2上的滑片P 移至某处时,电路中两个电表的指针恰好指在相同的位置上,如图1(b)所示。
求: (1)电源电压U 。
(2)变阻器连入电路的阻值R2。
(3)改变滑片位置,在电路中
各元件都能正常工作的情况下,滑
动变阻器R2连入电路的阻值范围。