初中物理沪科版（2024）九年级全册第十五章 探究电路第四节 电阻的串联和并联教课课件ppt

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知识点一　“开关＋滑动变阻器＋定值电阻”引起的动 态电路定量计算　
如图所示，电源电压保持不变，电流表的量程为 0～0.6 A，电压表的量程为0～15 V，R1＝20 Ω，滑动变 阻器R2的规格为“100 Ω　1 A”。
（1）闭合开关S1，断开开关S2、S3，电流表示数为 0.4 A，求电源电压；
解：（1）当闭合开关S1，断开开关 S2、S3时，电路为仅有R1的简单电路， 电流表示数为0.4 A，则电源电压：U＝I1R1＝0.4 A×20 Ω＝8 V
（2）闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器滑片置 于中点位置时，电压表的示数为4 V，求R3的阻值；
（3）闭合开关S1、S2和S3，在不损坏电流表、电压表的情况下，求滑动变阻器R2的阻值取值范围。
解：（3）当闭合开关S1、S2和S3时，R1、R2并联，R3被短路，电压表测电源电压，电流表测干路电流，则通过R1的电流为0.4 A不变。已知电流表的量程为0～0.6 A，则干路电流最大为0.6 A。所以通过滑动变阻器的最大电流：I2大＝I总大－I1＝0.6 A－0.4 A＝0.2 A滑动变阻器连入电路的最小电阻：
1. 如图所示的电路，电源电压大小保持不变，电阻R1＝ 30 Ω，R2＝15 Ω，滑动变阻器R3 的规格为“40 Ω
0.5 A”。电压表和电流表接入电路的量程分别为0～15 V和0～3 A。
解：（1）只闭合开关S1，该电路为 R1和R2的串联电路，电路总电阻：R＝R1＋R2＝30 Ω＋15 Ω＝45 Ω则电源电压：U＝IR＝0.2 A×45 Ω＝9 V
（1）只闭合开关S1，电流表的示数为0.2 A，求电源 电压；
（2）同时闭合开关S1、S2、S3，当P置于R3中点时，求通过电流表的电流；
（3）只闭合开关S2，电压表改用0～3 V的量程，在保 证电路各元件安全的前提下，求滑动变阻器R3可调节的 阻值范围。
知识点二　“开关＋滑动变阻器＋灯泡电阻变化” 引起的动态电路定量计算（选学）
如图所示电路，电源电压恒定，电压表的量程为0～15 V，电流表的量程为0～0.6 A，定值电阻R1的阻值为 72 Ω，滑动变阻器上标有“50 Ω　2 A”的字样，小灯泡L正常发光时的电压为18 V，其两端电压与电流的5组数据如表所示。断开开关S2、S3，闭合S1时，电流表A的示数为0.25 A。求：
（1）小灯泡L正常发光时的阻值；
（3）当断开开关S1、S3，闭合S2，在保证电路元件都安全的情况下，电阻R2连入电路的最大阻值。
解：（3）只闭合开关S2时，R2与L串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，当电压表的示数最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时灯泡两端的电压：UL″＝U－U2＝27 V－15 V＝12 V由表格数据可知，电路中的电流I小＝0.3 A，
2. 如图甲的电路中，电源电压保持不变。灯泡L的电流 随电压U的变化关系如图乙。定值电阻R1＝60 Ω，R2为 标有“90 Ω 1 A”的滑动变阻器。
（1）滑动变阻器的滑片在中点时，只闭合开关S2，电 流表的示数为0.2 A，求电源电压；
解：（1）只闭合开关S2时，电源电压：U＝IR2＝0.2 A×90 Ω＝18 V
（2）若将滑动变阻器的滑片移至a端，只闭合开关S2、 S3后，求电流表的示数；
（3）只闭合开关S1，若灯泡两端电压不能超过6 V，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～15 V，为了保护电路的安全，求滑动变阻器R2的取值范围。
解：（3）只闭合开关S1时，灯泡L与变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流由图乙可知，灯泡两端的电压为6 V时，通过的电流为0.5 A，因为串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6 A，所以，电路中的最大电流I大＝0.5 A，此时R2接入电路中的电阻最小
1. 如图所示电路中，电源电压恒定，滑动变阻器的滑片 P移到b端。R1与R2组成串联电路，需要闭合开关 ⁠ ；滑片P由b向a滑动过程中，电压表V1的示数 将 （选填“变大”“变小”或“不变”）；当 电压表V1与V2的示数比为5∶3时，R1与R2连入电路的阻 值比为 ⁠。
2. 如图所示电路中，电源由4节新干电池串联组成（灯 丝电阻不变）。求：（1）计算4节新干电池串联后的电压；
解：（1）4节新干电池串联后的电压： U＝4×1.5 V＝6 V
（2）当滑动变阻器R2的滑片P移到最右端，开关S、S1 闭合，S2断开时，电流表的示数为0.5 A，通过灯泡的电 流为IL＝0.2 A。计算R1的电阻；
（3）当滑动变阻器R2的滑片P移到最左端，开关S、S2 闭合，S1断开时，电压表的示数为3 V，计算滑动变阻 器R2的电阻。
3. 如图所示，电源电压为12 V，R1、R2为定值电阻，R2 ＝20 Ω，R3为滑动变阻器，其铭牌上标有“？ Ω　 2 A”字样。将滑动变阻器R3的滑片调至最左端，当只闭 合开关S3时，电流表A的示数为0.4 A；保持滑片位置不 变，当只闭合开关S1时，电压表V1的示数为3 V。求：
（1）滑动变阻器R3的最大阻值；
（3）电压表V1接入电路的量程为0～3 V，电压表V2接 入电路的量程为0～15 V，电流表A所选量程为0～3 A， 电流表A1所选量程为0～0.6 A。通过改变电路的连接情 况，在保障各电路元件安全的情况下，电流表A的最大 示数和最小示数之比。
解：（3）已知R2＝20 Ω，则R3＞R2 ＞R1只闭合开关S1时，滑动变阻器和R1串 联接入电路，电压表V1测定值电阻R1 两端的电压，滑动变阻器接入电路的 阻值最大时通过电路的电流最小，由 （2）可知：最小电流I＝0.3 A，电 流表A1安全，此时电压表V1的示数 为3 V，V1安全。
电流表A1所选量程为0～0.6 A，则A1安全。滑动变阻器允许通过的最大电流为2 A，此时通过干 路的电流：I'＝I2＋I3'＝0.6 A＋2 A＝2.6 A电流表A所选量程为0～3 A，则电流表A安全。故电流表A的最大示数和最小示数之比为：I'∶I＝2.6 A∶0.3 A＝26∶3
4. *图甲是小明所设计的电路图，其中标有“2.5 V”字 样小灯泡L的电流与电压的关系如图乙所示，定值电阻 R1＝10 Ω，R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直 导体EF、FG、GH连接而成（总长度为45 cm，导体 GH每1 cm的电阻为1 Ω），且在材料相同、横截面积相 同时，导体的电阻与导体的长度成正比，其中有一段是 铜导体，其电阻可忽略不计，P是与R2接触良好并能移 动的滑动触头。只闭合开关S、S1时，电流表示数I与滑 片P向左移动距离x的关系如图丙所示，求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻；
（2）电源电压与R2的最大阻值；
（3）若只闭合开关S与S2，为确保灯丝不被烧坏，滑片P向左移动距离x的最大值。