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如何用好欧姆定律?(一)
你是否学完欧姆定律却仍然不知道如何用它来快速解电路题?这是因为你对欧姆定律的理解只停留在I=U/R这个公式本身。本文把欧姆定律与串联电路结合起来,让你理解并利用串联电阻的分压思想,去求解电压、电流、电阻的问题,保证你信手拈来,解题速度大大提高!
基本思路
我们从基本的欧姆定律公式出发,结合串联电路的特点,推导几个非常实用的公式和推论。这些推论会大大拓展你的思维,当应用于具体的电路分析中时,将会使你更快的判断或计算出正确答案。
当与串联时,根据欧姆定律变形得
因为串联电路的电流是处处相等的,即,所以
(1)
又因为串联电路的总电阻等于各电阻之和,即,可以推出:
(2)
公式(1)和(2)都是很有用计算公式,从它们可以得出
推论1 串联电阻的分压作用:各个电阻分得的电压与电阻的阻值成正比,电阻越大,它所分得的电压也越大。
如果增大,和U保持不变,和如何变化?
这时增大,由,可知减小,
又因为U=保持不变,故增加。
于是得到下面的推论
推论2 串联电阻的总电压不变,如果一个电阻增大(其它电阻不变或不增大),那么它所分得的电压将增大,其它电阻分得的电压将减小。(反之,自己总结吧)
好吧,我们下面来体验一下,看看这几个公式和推论好不好用!
实战体验
例1:有一个工作电压为36V的电烙铁,正常工作时的电流为2A,如果接在220V的电 源上,应如何接入一个电阻?阻值多大?
体验思路:220V的电源显然高于36V的工作电压,所以必须使接入的电阻分担220-96=184V 的电压,而只有串联电阻才具有分压的作用。由公式(1)得,
其中,为电烙铁的电阻,为接入的电阻。
你都不用求,就可求出接入的电阻应为=92。
你瞧,解题速度是不是很快!下面的例子要难一点哦!
例2:如图1所示,当变阻器的滑片P置于某一位置时, 两端的电压分别为,当滑片P置于另 一个位置时,两端的电压分别为,若 ,则:( )
A. B.
C. D. 无法判断 图1
体验思路:本题主要使用推论2来解决。图1中是三个电阻串联,总电压,由于总电压不变,当滑片P滑动时,若两端的电压减小,则、两端的电压就会增大,且两端电压的减小量与、两端电压的总增大量应是相同的,即,反之,若两端的电压增大时,则、两端的电压就会减小,且也有:,所以,应选择B。
这次你一定体验到串联电路分压思想带来的便捷了吧!
小 结: 串联电路具有分压的作用,它按照所有电阻的比例关系将总电压一一分配给每个
电阻,可以说是“能者多劳”或“多劳多得”。而总电压保持不变。同学们只要
真正理解了这种思想,再用欧姆定律解串联电路问题就会又快又准!
你是否对以上公式和推论感兴趣了呢?解个更难的题目试试,看看你多厉害吧!
实践:如图2所示,阻值分别为的三
个电阻接在电路A、B两端,已知电压表
的读数大于电压表的读数,则:
____ 。
指点迷津:两个电压表的电阻很大,可以看作开路。
去掉两个电压表之后,很容易画出等效电
路,如图3所示,三个电阻是串联的。根
据分压思想,有
因为>, 所以>,> 。