欧姆定律计算题类型及解法

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欧姆定律--电学计算典型题类型及解法

欧姆定律是初中电学中的重点内容,也是求解电学问题常用的重要规律,熟练地运用欧姆定律及相关电学知识解题,对于中考前的复习和提高对电学知识的综合运用能力都有重要作用。

现就其类型及其解法分述如下:

一、“欧姆定律”简单计算

说明:这类问题属于最基本的欧姆定律应用计算题,关键在于挖掘题目中的已知物理量和所求物理量,弄清楚所求物理量与已知条件的关系,根据欧姆定律公式(I=U/R )或其变形公式(R = U/ I ,U = I R )选用合适的公式直接代入计算。 注意:在运用欧姆定律I=U/R 解题时,公式中的U,I,R 必须是同一段导体(或同一用电器)的电压,电流,电阻。即“同体(一)性”。 公式中的U,I,R 还必须是同一时刻的导体的电压,电流,电阻。即 “同时性”。

例:如图,已知电源电压是5V ,甲灯电阻是15Ω,s 闭合后,电流

表读数为0.2A, 求:乙灯的电阻和乙灯两端的电压。

已知:电源电压U =5V R 甲=15Ω I=0.2A

求:R 乙 U 乙

解:在串联电路中, R 总= U / I = 5 V / 0.2A = 25Ω

∴R 乙= R 总-R 甲=25Ω-15Ω=10Ω

U 乙= I R 乙=0.2A ×10Ω=2 V

答:乙灯的电阻是10Ω,,乙灯两端的电压2 V 。

二. 求分压电阻问题

说明:解这类题的关键是要掌握串联电路电流处处相等;总电压等于各用电器两端电压之和。解题步骤: ①先求分压U 2; ②从R 1求电路中的电流; ③用欧姆定律求分压电阻R 2。

例:一个电阻为20Ω的用电器正常工作时两端的电压是12V ,如果要使用电器在18V 的电源上仍能正常工作,则: (1)在电路中应怎样连接一个电阻?画出电路图; (2)这个电阻的阻值是多少? 已知:R 1=20Ω U 1=12V 电源电压U =18V

求:R 2

解:(1)应串联一个电阻R 2分压,其电路如图所示;

(2)电路中的电流为: I I U R V A ====111122006Ω

. R 2分得的电压为U 2=U -U 1=18V -12V=6V

应串联的电阻为:R U I U I V A

222260610=

===.Ω 答:应串联一个10Ω的电阻。 S

甲 A

三. 求分流电阻问题

说明:解这类题的关键是要掌握并联电路各支路两端电压相等;干路电流等于各支路电流之和。解题步骤是: ①从R 1求出电源电压; ②用并联电路特点求出通过R 2的电流; ③用欧姆定律求R 2的阻值。 例:已知电阻R 1阻值为20Ω,电路中的电流是03.A ,若将另一电阻R 2与R 1并联后接入电路中,此时干路

电流为05.A ,求R 2的阻值?

已知:R 1=20Ω I 1=0.3A I =0.5A

求:R 2

解:由题意得电源电压U=I 1R 1=0.3A ×20Ω=6V ,而R R 21与并联后,有:U 1=U 2=U=6V

∵I I I A A A 21050302=-=-=...

∴R U I V A

22260230===.Ω 答:R 2的阻值是30Ω。

四. 求限压、限流问题

说明:这类题的解题规律是:为了不损坏用电器,两用电器串联时必须取允许通过的最小电流为电路中

的电流,并联时必须取允许加的最小电压为电路电压。

例:两只定值电阻,甲标有“10Ω10A ”,乙标有“15Ω0.6A ”字样,问:把它们串联起来,电路两端允

许加的最大电压是多少?若把它们并联起来,干路中允许通过的最大电流又是多少?

解:当甲与乙串联时,电流取最小电流0.6A ,故电路两端允许加的最大电压是:

当甲与乙并联时,电压取最小电压U U I R A V ===⨯=乙乙乙06159.Ω,

则通过甲、乙用电器的电流分别是:

故干路允许通过的最大电流是:

I I I A A A =+=+=甲乙090615

... 答:串联后,电路两端允许加的最大电压是15V 。并联后,干路中允许通过的最大电流是多少。

五. 求由开关的通断引起的电路变化问题

说明:这类题的特征是:虽然电路中有几个电阻,但通过开关的通、断变换,实质也是不超过两个电阻

的串、并联电路。其解题步骤是:

①识别开关通、断后电路的连接形式; ②画出简化后的等效电路图。(注意识别部分短路现象)

例:如图所示电路,电源电压为12V ,开关S 1、S 2打开,S 3闭合时,电流表

A 1的示数为0.3A ,当打开S 3,闭合S 1、S 2,电流表A 1的示数分别为0.4A 。

求:(1)电阻R 1、R 2的阻值; (2)电流表A 2的示数。

解:当打开S S 12、,S 3闭合时,R 1与R 2串联,其等效电路图如图所示,则:

在串联电路中,R U I V A

总电源===120340.Ω,即:R R 1240+=Ω① 当打开S 3,闭合S S 12、时,R R 12与并联,其等效电路图如图所示,则:

在并联电路中,U 1=U 2=U 电源=12V

∴ R 1= U 1/I 1=12V/0.4A=30Ω ②

由 ①② 得: R 2=10Ω

∴ I 2= U 2/ R 2=12V/10Ω=1.2A

答:电阻R 1的阻值是30Ω,R 2的阻值是10Ω;电流表A 2的示数是1.2A 。

六、运用“分配关系”问题

说明:这类题的特征是:题目给出在某状态下一些物理量的结果,当状态变化时,结果也发生变化。一

般说,有n 个变化的已知量,又需求几个未知量便可列几个方程,在列方程的时候,应运用“串联分压(U 1/U 2=R 1/ R 2)或并联分流(I 1/I 2=R 2/ R 1)原理”,这是解这类题的关键。

例:如右图所示电路,已知R R R 1232023

==Ω,,当开关S 接触点1时, 电压表示数为5V ,当开关S 接触点2时,电压表示数为6V ,求电源

电压U 和R R 23、的阻值各多是多少。

解:当S 接“1”时,R 1与R 2串联,电压表测R 2两端电压,且U2=5V

在串联电路中,电压与电阻成正比,即:

U 1 / U 2=R 1/ R 2 故 (U -5)/5V =20Ω/ R 2 ①

当S 接“2”时,R R 13与串联,电压表测R 3两端电压,且U3=6V 即:

U 1 / U 3=R 1/ R 3 故 (U -6)/6V =20Ω/ R 3 ②

又由题意可知:

R R 2323= ③ 联立①②③得:

U V R R ===10203023,,ΩΩ。

答:电源电压是10V ,R 2 的阻值是20Ω,R 3的阻值是30Ω

总之,一般电学计算题都不超过两个电阻的串联和并联,我们只要掌握好欧姆定律、串并联电路的 特点和以上的基本题型,那么,对于欧姆定律这一章计算题在计算起来总会得心应手。