沪粤版初中九年级物理14-3欧姆定律的应用第二课时欧姆定律在串、并联电路中的应用课件

第十四章探究欧姆定律14.3欧姆定律的应用第二课时欧姆定律在串、并联电路中的应用知识点1短路及其危害基础过关全练1.(跨学科·物理学与日常生活)(2022江苏宝应期中)如图,小明同学将一张细条状铝箔纸的两端分别压在干电池的正、负极,发现铝箔纸发热并燃烧。关于该实验的分析正确的是

(

)A.实验时一个干电池的正极与另一个干电池的正极相连B.该实验能说明短路带来的危害C.用普通纸代替铝箔纸也能燃烧D.实验中铝箔纸不能导电B解析实验时,干电池需串联使用,即一个干电池的正极与另

一个干电池的负极相连,A错误;实验中铝箔纸是导体,可以导

电,用它把电源正、负极连接,电源发生了短路,造成电流过

大,产生过多的热量,铝箔纸发热并燃烧能说明短路带来的危

害,B正确,D错误;普通纸是绝缘体,所以此实验用普通纸代替

铝箔纸不能燃烧,C错误。2.将一根电阻是100Ω的电炉丝接在220V的电压上,通过它

的电流是多少?如果不小心将电炉丝短路,接触位置的电阻

约为1Ω,此时电路中通过的电流又是多少?由此可知,短路会

产生什么危害?解析通过电炉丝的电流I1=

=

=2.2A;短路时,电路中的电流I2=

=

=220A;根据上述计算结果可知,短路时,电路中电流过大,容易烧坏导线外层绝缘皮,甚至引起火灾。知识点2欧姆定律在串、并联电路中的应用3.(跨学科·数学)(2024广东江门新会期中)两电阻R1=6Ω,R2=9Ω,当它们串联接在电源电压为3V的电路中时,通过它们的电流I=

A,加在R1、R2两端的电压之比U1∶U2=

;

当R1、R2并联接在原电路中时,通过R1、R2的电流之比I1∶I2=

。0.22∶33∶2解析由题知,两电阻R1=6Ω,R2=9Ω,当它们串联接在电源电

压为3V的电路中时,总电阻R总=R1+R2=6Ω+9Ω=15Ω,所以通

过它们的电流I=

=

=0.2A;由串联分压规律可知

=

=

=

;由并联分流规律可知

=

=

=

。4.(2024广东惠州惠阳期中)分别标有“10Ω

10V”和“20Ω

12V”的定值电阻,把它们串联起来使用时,允许通过的最大电流为

A,这时电路两端允许加的最大电压为

V,把它们并联时干路允许通过的最大电流是

A。0.6181.5解析根据I=

可得定值电阻允许通过的最大电流分别为I=

=

=1A,I2=

=

=0.6A;因串联电路中电流处处相等,且1A>0.6A,所以,若两电阻串联起来,为保证电阻元件的

安全,允许通过的最大电流为0.6A;电路的总电阻:R总=R1+R2=

10Ω+20Ω=30Ω,电路两端允许加的最大电压:U总=IR总=0.6A×30Ω=18V;因并联电路中各支路两端的电压相等,且12V>10V,所以将它们并联时,为保证电阻元件的安全,并联电路两端的最大电压只可取10V,此时通过R1的电流:I1=1A,通过R2的电流:I2'=

=

=0.5A,根据并联电路电流规律可得,干路允许通过的最大电流:I总=I1+I2'=1A+0.5A=1.5A。5.(2024广东东莞期中)如图甲所示的电路,当开关S从2转到1

时,根据电流表和电压表对应的示数,在U-I坐标图中描绘了

相对应的坐标点,如图乙,则电源电压是

V,电阻R1的

阻值是

Ω,电阻R2的阻值是

Ω。61020解析由图甲可知,当开关S接1时,该电路为只含有R1的简单

电路,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压,即电源

电压,此时电路的总电阻最小,由I=

可知电路中的电流最大;由图乙可知最大电流为I大=0.6A,对应的电压表示数为6V,即电源电压为U=6V;电阻R1的阻值R1=

=

=10Ω;由图甲可知,当开关S接2时,该电路为R1和R2的串联电路,电压表

测R1两端的电压,此时电路的总电阻最大,由I=

可知电路中的电流最小;由图乙可知最小电流为I小=0.2A,对应的电压表示数为2V,即R1两端的电压U1=2V,由串联电路的电压特点

可知R2两端的电压为:U2=U-U1=6V-2V=4V,则R2的阻值为:R2=

=

=20Ω。能力提升全练6.(跨学科·数学)(2023山西中考,20,★★☆)小伟给学校劳动

实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如

图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,湿

敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系如图乙所示。下列

分析正确的是

(

)DA.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大B.空气湿度越大,电压表示数越小C.当空气湿度为40%时,电压表的示数为3.6VD.当电路中电流为0.15A时,空气湿度为50%解析由图乙知,空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,A错

误;定值电阻R0和湿敏电阻R串联,电压表测定值电阻R0两端

的电压;空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,根据串联分压

规律知,湿敏电阻R两端的电压减小,定值电阻R0两端的电压

增大,即电压表示数增大,B错误;由图乙知,当空气湿度为40%

时,湿敏电阻R的阻值为30Ω,根据串联分压规律得

=

=

=

……①,U湿+U0=6V……②,由①②解得U湿=3.6V,U0=2.4V,电压表的示数为2.4V,C错误;根据欧姆定律得,R总=

=

=40Ω,根据串联电路电阻的特点,则R湿'=R总-R0=40Ω-20Ω=20Ω,由图乙知,对应的湿度为50%,D正确。7.(新课标·模型建构)(2023安徽中考,10,★☆☆)如图所示的

电路中,电阻R0=12Ω。闭合开关S1,将单刀双掷开关S2掷于a

端,电压表示数为2.5V;将S2切换到b端,电压表示数为1.5V,

则电阻Rx的阻值为

Ω。8解析已知电阻R0与Rx串联,闭合开关S1,将单刀双掷开关S2

掷于a端时,电压表测量总电压,将S2切换到b端时,电压表测量

电阻R0两端的电压。由串联电路电流处处相等和串联电路

中各用电器两端电压之和等于电源电压可得:

=

,即

=

,解得Rx=8Ω。8.(2024广西南宁西乡塘期中,21,★★☆)如图所示的电路中,

已知电阻R1=20Ω,R2=30Ω,如果甲、乙两表均为电压表,当开

关S闭合时,R1与R2的连接方式是

(选填“串联”或

“并联”);如果甲、乙两表均为电流表,当开关S断开时,两

表的示数之比I甲∶I乙=

。串联5∶3解析电压表的电阻很大,在电路中相当于断路,当甲、乙两

表为电压表时,简化电路图可知,两电阻串联。若甲、乙两表

均为电流表,当开关S断开时,两电阻并联,甲电流表测干路电

流,乙电流表测R1支路的电流。因为并联电路中各电阻分得

的电流与电阻成反比,则R1与R2分得电流之比为

=

=

=

,即I2=

I1。因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以甲、乙两电流表的示数之比为

=

=

=

=5∶3。9.(新素材·现代科技)(2024广西贵港港南期中,31,★★★)用

过氧乙酸对教室内空气进行熏蒸消毒。某学习小组为了测量教室空气中过氧乙酸气体的浓度,设计了如图甲所示的检测仪。已知电源电压为6V,定值电阻R0标有“2.5Ω

0.4A”字样,电压表的量程为0~3V,电压表不同的示数对应不同的过氧乙酸气体浓度,过氧乙酸气体传感器R的阻值随过氧乙酸气体浓度ρ的变化关系如图乙所示。请通过计算说明:(1)按要求,ρ>0.1g/m3才能达到消毒要求。当电压表的示数

为0.75V时,教室内过氧乙酸气体的浓度是否达到消毒要求,

并说明原因;(2)该检测仪处在所能测量的最大值状态下工作时,过氧乙酸

气体传感器R的阻值;(3)若检测仪所能测量的最大值调整为0.45g/m3,此时电压表

指针刚好偏转到最大刻度,则需重新选用哪种规格的定值电

阻。解析由图甲可知,定值电阻R0与过氧乙酸气体传感器R串

联接入电路,电压表测量定值电阻R0两端的电压;由图乙可知,

过氧乙酸气体浓度越大,过氧乙酸气体传感器R的阻值越小,

根据串联电路电阻规律可知,电路中的总电阻变小,根据欧姆

定律可知,电路中的电流变大,根据U=IR可知,定值电阻R0两

端的电压变大,电压表示数变大;(1)当电压表的示数为U0=0.75V时,通过电阻R0的电流I0=

=

=0.3A,根据串联电路电流规律可知,电路中的电流I=I0=0.3A,电路中的总电阻R总=

=

=20Ω。传感器的阻值R=R总-R0=20Ω-2.5Ω=17.5Ω。查图乙知,此时过氧乙酸气体浓度大于0.1g/m3,故教室内过

氧乙酸气体的浓度达到了消毒要求;(2)检测仪处在所能测量的最大值状态下工作时,R最小,电路

中电流最大,R0允许通过的最大电流Imax=0.4A,R0两端的电压

U0'=ImaxR0=0.4A×2.5Ω=1V<3V,电压表安全,过氧乙酸气体

传感器R的阻值R'=

=

=

=12.5Ω;(3)由图乙知,若检测仪所能测量的最大值调整为0.45g/m3时,

传感器R的阻值R″=5Ω,电压表的量程为0~3V,电压表指针

刚好偏转到最大刻度,即电压表示数为3V,电源的电压为6V,所以过氧乙酸气体传感器R两端的电压U″=U-Umax=6V-3V=3V,此时通过过氧乙酸气体传感器R的电流IR'=

=

=0.6A。通过定值电阻的电流I0'=IR'=0.6A,定值电阻的阻值R0'=

=

=5Ω,此时电路中的最大电流为0.6A,故需重新选用“5Ω

0.6A”的定值电阻。素养探究全练10.为研究热敏电阻R2的阻值与温度的关系,小京按如图所示

的电路进行实验,其中电源两端电压U不变,R1为定值电阻。

实验中,他将已做防水处理的热敏电阻R2先后浸没在温度为t

1、t2和t3的水中,闭合开关,分别读出对应电流表A的示数I1、I

2和I3,发现I1<I2<I3。已知t1<t2<t3,请分析并说明热敏电阻R2的

阻值与温度的关系。解析由图可知,定值电阻R1与热敏电阻R