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5.2 典型比例计算(L2)

欧姆定律及其应用 · 初三
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 利用串并联电路电流、电压规律及欧姆定律,求解电路中各部分电阻、电流或电压的比例关系。

从哪来 本知识点建立在 6.1 串联电路综合规律(L2-L3)、6.2 并联电路综合规律(L2-L3) 以及 5.1 电流与电压、电阻的关系(L2) 之上。

为什么 在串联电路中,电流处处相等($I_1=I_2$),根据欧姆定律 $U=IR$,电压分配与电阻成正比($U_1/U_2 = R_1/R_2$);在并联电路中,各支路电压相等($U_1=U_2$),根据欧姆定律 $I=U/R$,电流分配与电阻成反比($I_1/I_2 = R_2/R_1$)。比例计算本质上是欧姆定律在特定电路拓扑结构下的代数变形,通过消去公共变量(串联消去电流,并联消去电压),直接建立电阻与电学量的线性或反比关系,从而简化计算过程。

适合:逻辑抽象能力强、擅长代数推导的学生** 直接推导公式。 1. **串联
由 $I=U/R$ 得 $U=IR$。因为 $I$ 相同,所以 $U_1/U_2 = (IR_1)/(IR_2) = R_1/R_2$。结论:串联分压,电压比等于电阻比。 2. 并联:由 $I=U/R$。因为 $U$ 相同,所以 $I_1/I_2 = (U/R_1)/(U/R_2) = R_2/R_1$。结论:并联分流,电流比等于电阻反比。 强调“控制变量”思想:串联控制电流不变,并联控制电压不变。
适合:形象思维好、喜欢生活类比的学生** 使用“水管模型”类比。 1. **串联(单通道)
想象一条粗细不同的水管串联。水流(电流)必须一样大。粗管(小电阻)阻力小,细管(大电阻)阻力大。水压(电压)就像推动水流的力量,阻力大的地方需要更大的水压差才能维持同样的水流。所以,电阻大的分得电压多,比例与电阻一致。 2. 并联(多通道):想象两条粗细不同的水管并联,两端水压(电压)相同。粗管(小电阻)阻力小,水流(电流)就大;细管(大电阻)阻力大,水流就小。所以,电阻小的电流大,电流与电阻成反比。
适合:基础薄弱、容易混淆串并联规律的学生** 使用“口诀+表格”记忆法。 1. **口诀
“串联分压看电阻,正比关系记心间;并联分流看电阻,反比关系要分清。” 2. 表格对比: | 电路类型 | 不变量 | 变化量 | 比例关系 | | :--- | :--- | :--- | :--- | | 串联 | 电流 $I$ | 电压 $U$ | $U \propto R$ (正比) | | 并联 | 电压 $U$ | 电流 $I$ | $I \propto 1/R$ (反比) | 让学生先判断电路是串还是并,再查表确定是正比还是反比,最后代入数值。
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练一道
基础题
例题1(基础·串联) 已知 $R_1 = 10\Omega$,$R_2 = 20\Omega$,两电阻串联。求 $R_1$ 与 $R_2$ 两端的电压之比 $U_1:U_2$ 以及电流之比 $I_1:I_2$。
试试手自己判
检测题
两个电阻 $R_1$ 和 $R_2$ 串联后接在电源上,已知 $R_1 = 2R_2$。若将它们改为并联接在同一电源上,则: A. 串联时 $U_1:U_2 = 1:2$,并联时 $I_1:I_2 = 1:2$ B. 串联时 $U_1:U_2 = 2:1$,并联时 $I_1:I_2 = 2:1$ C. 串联时 $U_1:U_2 = 2:1$,并联时 $I_1:I_2 = 1:2$ D. 串联时 $U_1:U_2 = 1:2$,并联时 $I_1:I_2 = 2:1$
看答案和判分标准
答案:C
判对标准:
1. 正确识别串联时电压与电阻成正比:$U_1:U_2 = R_1:R_2 = 2:1$。
2. 正确识别并联时电流与电阻成反比:$I_1:I_2 = R_2:R_1 = 1:2$。
3. 选项选择正确。若选错,需指出是混淆了正比/反比关系,还是混淆了串/并联规律。
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