第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用(第1课时)
学习目标
1.能推导串联电路、并联电路的电阻关系.(重点)
2.会运用串联电路、并联电路的电阻关系解决电学问题.(难点)
知识点 串联电路电阻的特点
如图所示,串联电路中两个电阻的阻值分别为R1、R2,求串联后的总电阻R.
解:根据欧姆定律,可知U=IR,U1= I1R1 ,U2= I2R2 ,
因为R1与R2串联,所以U=U1+U2,即IR= I1R1 + I2R2 ,
又I=I1=I2,所以R= R1+R2 .
知识归纳
1.多个电阻(R1、R2、R3…Rn)串联,同样可以得到R=R1+R2+R3+…+Rn,即串联的电阻越多,总电阻越大.
2.对于n个相同的电阻R0串联,同样可以得到R=nR0.
3.利用“影响电阻大小的因素”来解释:把几个导体串联起来,相当于材料和横截面积都不变,只增加了导体的长度,所以串联电路的总电阻比任何一个导体的电阻都大,总电阻也叫串联电路的等效电阻.
如图甲所示,当滑动变阻器的滑片向下滑动时,电路的总电阻 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”,下同),电流表的示数 变小 ;图乙中,闭合开关,电路的总电阻 变小 ,电流将 变大 . 如图所示,R1=20 Ω,R2=40 Ω,两电阻串联后接到电压为12 V的电源上,求: (1)电路的总电阻; (2)流过R1的电流; (3)R2两端的电压. 解
知识点 并联电路电阻的特点
如图所示的并联电路中,支路电阻分别是R1、R2,求R1、R2并联的总电阻R.
解:根据欧姆定律可知:I=,I1= ,I2= ,
因为R1与R2并联,所以I=I1+I2,即= + ,
又U=U1=U2,所以= + ,即R= .
知识归纳
1. 并联电路的电阻规律为=+,即并联的电阻越多,总电阻越小.
2. 对于n个规格相同的电阻R0并联,总电阻R=. 如:两个10 Ω 的电阻并联后,总电阻为5 Ω.
3.利用“影响电阻大小的因素”来解释:把几个导体并联起来,相当于材料、长度不变,只增加了导体的横截面积,所以并联电路的总电阻比任何一个分电阻都小,例如:一个10 000 Ω的电阻与一个1 Ω的电阻并联后,总电阻小于1 Ω.
4.求并联电路的总电阻时,经常用R总=的方法.
如图所示,电源电压不变,闭合开关,电路的总电阻 变小 ;电流表的示数将 变大 .(均选填“变大”“变小”或“不变”) 闭合开关S前,只有R1支路在工作;闭合开关S后,R1、R2并联,因此电路的总电阻减小,总电压不变,由I总=得,总电流增大. 如图甲所示,电源电压为3 V,当开关闭合时,两电流表指针的位置均如图乙所示,以下说法正确的是 (C) A.流经R1、R2的电流分别为0.5 A和1.5 A B.R1两端电压大于R2两端电压 C.R1=2.5 Ω,R2=10 Ω D.电路的总电阻为6 Ω
如图所示,R1=20 Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为80 Ω,电路接在电压为6 V的电路中,滑动变阻器的滑片移到最右端时,求: (1)电流表的示数; (2)电压表的示数. 解 如图所示,已知I=4.5 A,I2=0.9 A,电源电压为36 V,求: (1)经过灯泡L1的电流; (2)灯泡L1的电阻R1; (3)电路的总电阻R. 解:
课时练习
1. (物理观念)教室里已开着六盏灯,因为觉得热,小周同学再开了两个风扇.比较开风扇前后教室电路的总电阻和总电流 (B)
A.总电阻变大,总电流变大
B.总电阻变小,总电流变大
C.总电阻变大,总电流变小
D.总电阻变小,总电流变小
2. 一种电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R并联而成,通过L、R的电流跟其两端电压的关系如图所示,由图可得定值电阻R的阻值为 10 Ω;当把这个工具接在电压为2 V的电源两端,电路中的总电流是 0.8 A,L、R并联后的总电阻是 2.5 Ω.
3.如图所示,电源电压为3 V恒定不变,电阻R1=10 Ω,R2=5 Ω,总电阻为 15 Ω,则闭合开关S后,电压表示数为 2 V.
4.(科学思维)一个小灯泡正常发光时它两端的电压为12 V,电阻为20 Ω,现有的电源电压是18 V,要把这盏灯接在这个电源上,需要接入一个阻值至少为多大的电阻?请画出电路图.(解题过程要有必要的文字说明)
解:需要串联一个电阻R.
答:应该串联一个至少为10 Ω的电阻.
5.如图所示电路中,已知电源电压U=12 V保持不变,电阻R1=4 Ω,R3=8 Ω,闭合开关S,电压表的示数为8 V.求:
(1)电流表的示数;
(2)R1与R2阻值之和;
(3)根据已知条件,你还能求出什么物理量?求出该物理量的值.