内容正文:
欧姆定律在串、并联电路中的应用
学习目标:
理解串、并联电路中电阻的关系
能够熟练运用欧姆定律
能够将欧姆定律与串、并联电路结合起来解决实际问题
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导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比
欧姆定律
数学表达式
I =
U
R
R=
U
I
U= IR
变形公式
U
R
I
知识回顾
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一.电阻的串联
R1 =10Ω
R2= 10Ω
A
R =20Ω
A
1、电路中R1和 R2 串联与电路中只有R效果是等效的。
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2、推导串联电路的总电阻
电路图:
串联电路电流的特点:I=I1=I2
电压的特点:U=U1+U2
I
R2
U
A
S
U2
U1
R1
由欧姆定律可知:
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3讨论:串联电路的总电阻有什么特点?
特点:串联电路的总电阻比任何一个导体的电阻大。
+
=
这相当于增加了导体的长度。
讨论2:若有n 个电阻R1、R2、···、Rn串联,则它们的总电阻R 等于多少?
R总=R1+R2+···+Rn
n个相同阻值的电阻串联,总电阻R总=nR
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二. 电阻并联
将两个同样阻值的电阻并联起来,接在如图所示的电路中,闭合开关,观察灯泡的亮度,并跟接入一个电阻时灯泡的亮度进行比较。
演示
R
R
结论
并联电阻的总电阻比任何一个分电阻的阻值都小。
从影响电阻因素方面对电阻串联、并联作出合理的解释
在并联电路中,各电阻之间的并联可以近似地看作电阻的横截面积被接大了,由于电阻的大小是与其横截面积成反比的,所以并联后总电阻变小。
公式推导法
在并联电路中,根据I=I1+I2且I=U/R
得:I1=U1/R1、I2=U 2/R2
可得:U/R= U1/R1+ U 2/R2
因为:U=U1=U2
所以:1/R= 1/R1+ 1/R2 ,
即:并联电路中总电阻的倒数,等于各并联电阻的倒数之和
拓展
综上所述:
(1)串联电路电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。
(2)串联电路的总电阻等于串联电阻之和。
(3)并联电路电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。
(4)并联电路中总电阻的倒数,等于各并联电阻的倒数之和
练一练
例1 如图所示,已知I=4.5 A,I2=0.9 A,电源电压为36 V,那么灯L1的电阻R1多大?
解析:
∵ 灯L1和灯L2并联
∴ I = I1 + I2
I1 = I - I2 = 4.5 A -0.9 A = 3.6 A
而 U1 = U2 =U= 36 V
L2
I2
I
36 V
L1
I1
R1= = = 10 Ω
U1
I1
36 V
3.6 A
练一练
例2 如图所示,R1 =20 Ω,滑动变阻器R2最大阻值为80 Ω,电路接在电压为
6 V电路中,当滑片P由最左端
滑到最右端时,电压表示数由
6 V变化为1.2 V,则电流表示数
变化范围是多少?当滑片P在最
右端时串联电路的电阻多大?
A
V
R1
R2
S
P
解:(1)滑片P在最左端
U=6 V
R1=20 Ω
I
U1 = U = 6 V
I= = = 0.3 A
U
R
6 V
20 Ω
练一练
(2)滑片P在最右端
U=6 V
R1=20 Ω
I'
R2=80 Ω
U1=1.2 V
I' = = = 0.06 A
U1
R1
1.2 V
20 Ω
R= = = 100 Ω
U
I'
6 V
0.06 A
答:(1)0.3 A~0.06 A
(2)100 Ω
拓展知识:
两个电阻串联:总电阻 R =R1+R2 。
1. 如图所示,如果R1<R2,则图中电阻的四种不同接法,其总电阻最小的是( )
A B C D
B
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2. 教室中的日光灯全亮时与只亮一两只时相比,电阻要_______(大/小),这是因为教室中的灯是_______(串联/并联)的连接方式,这种连接方式相当于增加了导体的_____________。
小
并联
横截面积
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1、串联电路的总电阻等于各部分电阻之和
总结
R=R1+R2+R3+…+Rn
n个相同阻值的电阻串联,总电阻 R总=nR
2、并联电路的总电阻的倒数,等于各并联电阻的倒数之和
n个相同阻值的电阻并联,总电阻 R总=R/n
电阻R总也被称为该电路的等效电阻
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