Законы соединения проводников задачи
Примеры решения задач по теме
«Закон Ома. Последовательное и параллельное соединения проводников»
«Физика — 10 класс»
При решении задач на применение закона Ома необходимо учитывать, что при последовательном соединении проводников сила тока во всех проводниках одинакова, а при параллельном их соединении напряжение одинаково на всех проводниках.
Задача 1.
Параллельно амперметру, имеющему сопротивление Rа = 0,5 Ом, подсоединён медный провод длиной l = 0,4 м и диаметром d = 0,001 м. Удельное сопротивление меди ρ = 1,7 • 10 -8 Ом • м. Определите полную силу тока в цепи, если амперметр показывает силу тока Iа = 0,2 А.
Так как амперметр и провод подключены параллельно, то напряжение на амперметре равно напряжению на проводе:
Определим сопротивление провода: 
Тогда 
Полная сила тока в цепи
Задача 2.
На рисунке 15.7 все сопротивления резисторов равны R. Определите эквивалентное сопротивление цепи.
Чему равна полная сила тока в цепи, если на клеммы 1, 2 подано напряжение U?
Трудно определить, как соединены резисторы R1 и R3 — последовательно или параллельно. В подобных схемах всегда нужно искать резисторы, соединения которых очевидны. Так, очевидно, что резисторы 7?5 и R6 соединены последовательно. Значит, R5,6 = R5 + R6 = 2R. Эквивалентный резистор сопротивлением R5,6 соединён с резистором R4 параллельно. Следовательно,
Эквивалентный резистор сопротивлением R4-6, в свою очередь, соединён последовательно с резистором R3:
а эквивалентный резистор сопротивлением R3-6 — параллельно с резистором R2:
И наконец, эквивалентный резистор R2-6 соединён последовательно с резистором R1, так что
Из закона Ома следует, что сила тока
Задача 3.
К участку цепи с напряжением U через резистор сопротивлением R подключены параллельно десять лампочек, имеющих одинаковое сопротивление r.
Определите напряжение на каждой лампочке.
Начертим схему цепи (рис. 15.8). Очевидно, что напряжение на каждой лампочке будет одинаково, так как они соединены параллельно.
Резистор сопротивлением R и участок цепи с лампочками соединены последовательно,
следовательно, U = U1 + U2 = IR + IRэкв.
Запишем закон Ома для каждого из участков цепи: 
откуда 
или 
Решив это уравнение относительно U2,
получим 
Найдём эквивалентное сопротивление участка цепи с лампочками из соотношения
откуда 
Окончательно получим 
Источник: «Физика — 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский
Законы постоянного тока — Физика, учебник для 10 класса — Класс!ная физика
class-fizika.ru
Законы соединения проводников задачи
1.9. Последовательное и параллельное соединение проводников
Проводники в электрических цепях могут соединяться последовательно и параллельно.
При последовательном соединении проводников (рис. 1.9.1) сила тока во всех проводниках одинакова:
По закону Ома, напряжения U 1 и U 2 на проводниках равны
Общее напряжение U на обоих проводниках равно сумме напряжений U 1 и U 2:
При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников.
Этот результат справедлив для любого числа последовательно соединенных проводников.
При параллельном соединении (рис. 1.9.2) напряжения U 1 и U 2 на обоих проводниках одинаковы:
Сумма токов I 1 + I 2, протекающих по обоим проводникам, равна току в неразветвленной цепи:
Этот результат следует из того, что в точках разветвления токов (узлы A и B ) в цепи постоянного тока не могут накапливаться заряды. Например, к узлу A за время Δ t подтекает заряд I Δ t , а утекает от узла за то же время заряд I 1Δ t + I 2Δ t . Следовательно, I = I 1 + I 2.
Записывая на основании закона Ома
При параллельном соединении проводников величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.
Этот результат справедлив для любого числа параллельно включенных проводников.
Формулы для последовательного и параллельного соединения проводников позволяют во многих случаях рассчитывать сопротивление сложной цепи, состоящей из многих резисторов. На рис. 1.9.3 приведен пример такой сложной цепи и указана последовательность вычислений.
Следует отметить, что далеко не все сложные цепи, состоящие из проводников с различными сопротивлениями, могут быть рассчитаны с помощью формул для последовательного и параллельного соединения. На рис. 1.9.4 приведен пример электрической цепи, которую нельзя рассчитать указанным выше методом.
Цепи, подобные изображенной на рис. 1.9.4, а также цепи с разветвлениями, содержащие несколько источников, рассчитываются с помощью правил Кирхгофа.
physics.ru
Решение задач. Последовательное соединение проводников. 8 класс.
Последовательное соединение проводников.
Законы последовательного соединения проводников.
Уметь применять законы последовательного проводников при решении задач.
Просмотр содержимого документа
«Решение задач. Последовательное соединение проводников. 8 класс.»
Последовательное соединение проводников.
Требуется изготовить елочную гирлянду из лампочек, рассчитанных на напряжение 6 В, чтобы ее можно было включить в сеть напряжением 220 В. Сколько для этого надо взять лампочек?
надо взять 37 лампочек
Две лампы сопротивлением 200 Ом и 240 Ом соединены последовательно и включены в сеть с напряжением 110 В. Найти силу тока в цепи.
? = 200 Ом + 240 Ом = 440 Ом
Каковы показания вольтметра, если R ₁ = 3 Ом, R ₂ = 4 Ом?
Определите сопротивление лампы, если R ₁ = 25 Ом, R ₂ = 15 Ом.
= 60 Ом – 25 Ом – 15 Ом = 20 Ом
Каковы показания амперметра и общее сопротивление электрической цепи, если R ₁ = 10 Ом, R₂ = 2 Ом?
Определите показания амперметра и общее сопротивление в электрической цепи, если R ₁ = 5 Ом, R₂ = 3 Ом.
Четыре проводника соединены последовательно. Сопротивления их соответственно равны 1 Ом, 2 Ом, 3 Ом, 4 Ом. Напряжение на первом проводнике 0,5 В. Найти силу тока в цепи и напряжение на втором, третьем и четвертом проводниках.
Определите показания амперметра и сопротивление ? 2 , если ? 1 = 4 Ом.
Каковы показания амперметра и вольтметра V ₂ , если R ₁ = 4 Ом, R ₂ = 6 Ом?
Определите показания амперметра и рассчитайте сопротивление проводника R ₂ , если
Определите показания амперметра и вольтметра V ₂ ,
Определите напряжение на концах каждого проводника и сопротивление лампочки, если R ₁ = 4 Ом, R ₂ = 6 Ом
multiurok.ru
Урок решения задач по теме «Закон Ома для участка цепи, последовательное и параллельное соединения»
Разделы: Физика
Цель урока: Закрепить изученный материал путем решения задач.
Задачи:
Образовательные:
- Научить учащихся решать задачи на последовательное и параллельное соединение проводников;
- Углубить и расширить знания о данных видах соединения проводников;
- Научить определять силу тока, напряжение, сопротивление при последовательном и параллельном соедини проводников;
- Научить решать задачи на смешанное соединение проводников;
- Научить учащихся разбираться в схемах электрических цепей.
Воспитательные:
- Развить личные качества учащихся: аккуратность, внимание, усидчивость;
- Воспитывать культуру общения при работе в группах.
Развивающие:
- Продолжить развитие навыков решения задач на данную тему;
- Продолжить развитие умений анализировать условия задач и ответов, умений делать выводы, обобщения;
- Продолжить развитие памяти, творческих способностей.
План урока
Оформление класса: Проектор с экраном, доска с мелом. Раздаточный материал.
Слайд 1 включен в начале урока. Урок начинается с физического диктанта.
I. Актуализация знаний.
На слайде физический диктант. (Слайд 2). Учащимся выдается таблица для заполнения.
1. Заполнить двенадцать ячеек таблицы на карточке:
2. После заполнения таблиц учащиеся меняют карточками с соседом по парте, проверяют вместе с учителем и выставляют оценку:
II. Вводное слово.
Сегодня на уроке мы с вами будем решать задачи на закон Ома, на последовательное и параллельное соединение проводников. (Слайд 3).
Для этого вспомним формулы и законы, которые нам пригодятся при решении задач.
III. Решение задач.
(3 ученика выходят к доске и записывают: первый закон Ома и выражает и него напряжение и сопротивление; второй – формулы справедливые для последовательного соединения; третий – формулы справедливые для последовательного соединения).
Задача 1. Для начала решим устную задачу на запоминание закона Ома. (Слайд 5)
a) U = 20B,R=10Om,I-?
б) I=10A,R = 5Om, R-?
в) I = 5A,U=15B,R-?
Ответ: а) I = 2А; б) U= 50 Ом; в) R = 3 Ом.
Задача 2. (Решает учитель с использованием презентации) Слайд 6.
Рассчитать силу тока, проходящую по медному проводу длиной 100м, площадью поперечного сечения 0,5мм 2 , если к концам провода приложено напряжение 6,8B.
Решение:
Ответ: Сила тока равна 2А.
Вопросы: Что известно из условия задачи? Какую величину необходимо определить? По какому закону будем определять силу тока? Какие величины нам неизвестны для нахождения силы тока и как их найти? ( 
– берется из таблицы). Теперь найдем R и полученное значение подставим в формулу для нахождения силы тока. (Перевод S в м 2 не нужно делать, т.к. в единицах измерения плотности тоже присутствуют тоже мм 2 )
Задача 3. (Решает у доски сильный ученик) Условия задачи Слайд 7.
В электрическую цепь включены последовательно резистор сопротивлением 5 Ом и две электрические лампы сопротивлением 500 Ом. Определите общее сопротивление проводника.
Решение:
Ответ: Общее сопротивление проводника равно 1005 Ом.
Вопросы: Какие элементы цепи нам даны? Как найти общее сопротивление?
Два резистора сопротивлением r 1 = 5 Ом и r2= 30 Ом включены, как показано на рисунке, к зажимам источника тока напряжением 6В. Найдите силу тока на всех участках цепи.
Решение:
Ответ: Сила тока на всех участках цепи равна 1,4 А.
Вопросы: Какой тип соединения рассматривается в задаче? Что известно из условия? Какие величины необходимо найти? Как найти I0? Что для этого неизвестно? Как найти I 1 и I2?
Второй способ решения данной задачи:
Решение:
Ответ: Сила тока на всех участках цепи равна 1,4А.
Вопросы: Какой тип соединения рассматривается в задаче? Что известно из условия? Какие величины необходимо найти? По какой формуле будем находить общий ток в цепи? Какая величина нам неизвестна при нахождении силы тока и как ее найти?
Задача 5. (Решает ученик, можно вызвать два ученика по очереди). Определите полное сопротивление цепи и токи в каждом проводнике, если проводники соединены так, как показано на рисунке, а r1=1 Ом, r2=2 Ом, r3= 3 Ом, UAC = 11В. Условие задачи Слайд 9.
Решение:
Вопросы: Какие типы соединения изображены на рисунке? Что нужно определить? Как найти полное сопротивление и величины в него входящие? Как найти силу тока в цепи? Как определить I1 и 12? Как определить UBC?
Задача 6. Условия задачи Слайд 10. (Вопросы 1,2,5 решаются устно. 3,4 – два ученика).
- Какому значению силы тока и напряжения соответствует точка А?
- Какому значению силы тока и напряжения соответствует точка В?
- Найдите сопротивление в точке А и в точке В.
- Найдите по графику силу тока в проводнике при напряжении 8 В и вычислите сопротивление в этом случае.
- Какой вывод можно проделать по результатам задачи?
IV. Самостоятельная работа в группах.
Учащиеся делятся на 4 группы и каждой группе дается карточка с заданием.
Учитель объясняет критерии выставления оценок:
Во время работы в группах ведется наблюдение за более и менее активными участниками группы. Соответственно это будет влиять на более или менее высокую оценку при проверке записей в тетради, также будет учитываться уровень сложности решенных задач. Тетради с записями сдаются в конце урока. Время для решения задач ограниченное.
Задание 1. Слайд 11. (8 мин.)
Вопросы к карточкам:
- Перечислите все элементы цепи.
- Какие виды соединения используются?
- Рассчитайте напряжение на лампе.
- Рассчитайте напряжение на реостате.
- Рассчитайте силу тока на всем участке цепи.
xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai
Закон Ома для участка цепи. Последовательное и параллельное соединение проводников. 10 класс. Физика.
Закон Ома для участка цепи. Последовательное и параллельное соединение проводников. 10 класс. Физика.
Вопросы
Задай свой вопрос по этому материалу!
Поделись с друзьями
Комментарии преподавателя
Закон Ома для участка цепи
Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на этом участке и обратно пропорциональна сопротивлению участка.
Закон Ома оказался справедливым не только для металлов, но и для растворов электролитов. Сформулированный закон имеет место для так называемого однородного участка цепи – участка, не содержащего источников тока.
Математическая запись закона Ома проста, как и его формулировка, но экспериментально подтвердить эту зависимость очень трудно. Сила тока, протекающая по участку цепи, мала. Поэтому используют достаточно чувствительные приборы. Г. Ом изготовил чувствительный прибор для измерения силы тока, а в качестве источника тока использовал термопару. Действие амперметра и вольтметра основано на применение закона Ома для участка цепи. Угол поворота стрелки прибора пропорционален силе тока.
Из математической записи закона Ома:
можно выразить напряжение :
и сопротивление проводника:
.
Таким образом, закон Ома связывает три параметра, характеризующих постоянный электрический ток, проходящий по проводнику, и позволяет находить любой из них, если известны два других.
Закон Ома имеет границы применимости и выполняется только в том случае, когда при прохождении тока температура заметно не меняется. На вольт–амперной характеристике лампы накаливания видно, что график сильно искривляется при напряжении выше 10В, значит, закон Ома выше этого напряжения применять нельзя.
Также нельзя говорить, что сопротивление проводника зависит от напряжения и силы тока в цепи. Сопротивление участка цепи зависит от свойств проводника: длины, площади поперечного сечения и материала, из которого состоит проводник.
где l-длина проводника, s-его площадь поперечного сечения.
ρ –удельное сопротивление проводника – это физическая величина, характеризующая зависимость сопротивления проводника от материала, из которого он изготовлен.
Удельное сопротивление показывает, каким сопротивлением обладает сделанный из этого вещества проводник длиной 1м и площадью поперечного сечения 1м2 .
Из формулы видно, что единицей измерения в системе СИ является Ом·м. Но так как площадь поперечного сечения проводника достаточно мала, используют единицы измерения
при вычислении площадь поперечного сечения проводника следует выражать в мм2.
В заключении хочется заметить, что Ом начал свои опыты, когда был учителем физики в гимназии. В своих экспериментах Ом брал куски проволоки одинакового диаметра, но разного материала и изменял их длину таким образом, чтобы в цепи сила тока имела одинаковое значение. Находящаяся рядом магнитная стрелка отклонялась при прохождении тока в цепи. Установив связь между напряжением и силой тока, Г. Ом вывел один из основных законов постоянного тока.
Последовательное соединение проводников
Электрические цепи, с которыми приходится иметь дело на практике, обычно состоят не из одного приёмника электрического тока, а из нескольких различных, которые могут быть соединены между собой по-разному. Зная сопротивление каждого и способ их соединения, можно рассчитать общее сопротивление цепи.
На рисунке а изображена цепь последовательного соединения двух электрических ламп, а на рисунке б — схема такого соединения. Если выключать одну лампу, то цепь разомкнётся и другая лампа погаснет.
Рис. Последовательное включение лампочек и источников питания
Мы уже знаем, что при последовательном соединении сила тока в любых частях цепи одна и та же, т. е.
А чему равно сопротивление последовательно соединённых проводников?
Соединяя проводники последовательно, мы как бы увеличиваем длину проводника. Поэтому сопротивление цепи становится больше сопротивления одного проводника.
Последовательное соединение проводников
Общее сопротивление цепи при последовательном соединении равно сумме сопротивлений отдельных проводников (или отдельных участков цепи):
Напряжение на концах отдельных участков цепи рассчитывается на основе закона Ома:
U1 = IR1, U2 = IR2.
Из приведённых равенств видно, что напряжение будет большим на проводнике с наибольшим сопротивлением, так как сила тока везде одинакова.
Полное напряжение в цепи при последовательном соединении, или напряжение на полюсах источника тока, равно сумме напряжений на отдельных участках цепи:
Это равенство вытекает из закона сохранения энергии. Электрическое напряжение на участке цепи измеряется работой электрического тока, совершающейся при прохождении по участку цепи электрического заряда в 1 Кл. Эта работа совершается за счёт энергии электрического поля, и энергия, израсходованная на всём участке цепи, равна сумме энергий, которые расходуются на отдельных проводниках, составляющих участок этой цепи.
Все приведённые закономерности справедливы для любого числа последовательно соединённых проводников.
Пример 1. Два проводника сопротивлением R1 = 2 Ом, R2 = 3 Ом соединены последовательно. Сила тока в цепи I = 1 А. Определить сопротивление цепи, напряжение на каждом проводнике и полное напряжение всего участка цепи.
Запишем условие задачи и решим её.
ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ
Расчет параметров электрической цепи
при параллельном соединении сопротивлений:
1. сила тока в неразветвленном участке цепи равна сумме сил токов
во всех параллельно соединенных участках
2. напряжение на всех параллельно соединенных участках цепи одинаково
3. при параллельном соединении сопротивлений складываются величины, обратные сопротивлению :
( R — сопротивление проводника,
1/R — электрическая проводимость проводника)
Если в цепь включены параллельно только два сопротивления, то:
( при параллельном соединении общее сопротивление цепи меньше меньшего из включенных сопротивлений )
4. работа электрического тока в цепи, состоящей из параллельно соединенных участков,
равна сумме работ на отдельных участках:
A=A1+A2
5. мощность электрического тока в цепи, состоящей из параллельно соединенных участков,
равна сумме мощностей на отдельных участках:
P=P1+P2
Для двух сопротивлений:
т.е. чем больше сопротивление, тем меньше в нём сила тока.
Домашняя работа.
Задание 1. Ответить на вопросы.
- Какое соединение проводников называют последовательным? Изобразите его на схеме.
- Какая электрическая величина одинакова для всех проводников, соединённых последовательно?
- Как найти общее сопротивление цепи, зная сопротивление отдельных проводников, при последовательном соединении?
- Как найти напряжение участка цепи, состоящего из последовательно соединённых проводников, зная напряжение на каждом?
- Какое соединение проводников называют параллельным? Изобразите его на схеме.
- Какая из электрических величин одинакова для всех проводников, соединённых параллельно?
- Как выражается сила тока в цепи до её разветвления через силы токов в отдельных ветвях разветвления?
- Как изменяется общее сопротивление разветвления после увеличения числа проводников в разветвлении?
- Какое соединение проводников применяется в жилых помещениях? Какие напряжения используются для бытовых нужд?
Задание 2.Решите задачи.
1. Две лампочки соединены последовательно. Сила тока на первой лампочке 2А. Найдите общее напряжение и напряжение на каждой из ламп, если сопротивление на первой лампе 3Ом, а на второй 4Ом.
2. Две лампочки соединены параллельно. Напряжение на второй лампочке10В. Найдите силу тока в цепи и на каждой из ламп, если сопротивление на первой лампе 1Ом, а на второй 2Ом.
К занятию прикреплен файл «Это интересно». Вы можете скачать файл в любое удобное для вас время.
www.kursoteka.ru