Question

通过实验探究同学们知道了串联电路电流、电压规律，那么串联电路的电阻规律又是怎样的呢？

（1）现有阻值为R₁、R₂的两个定值电阻，请利用所学的物理知识，画出相应电路图，标出对应物理量（自设相关物理量），推导出串联电路的总电阻R与分电阻R₁和R₂的关系．

（2）现有两盏规格为“12V  12W”的灯泡和一个12V的太阳能电池．请你利用上述结论计算：当把这两盏灯串联接在太阳能电池上时，总功率是多少？（忽略温度对电阻的影响）

Answer 1

（1）如图3所示，设R₁、R₂两端的电压分别为U₁和U₂，串联部分两端的总电压为U．通过R₁、R₂的电流分别为I₁、I₂．

由欧姆定律可得：U=IR，U₁=I₁R₁，U₂=I₂R₂．

根据串联电路电压规律有：U=U₁+U₂，得IR=I₁R₁+I₂R₂．

因串联电路中的电流处处相等，即I=I₁=I₂，

所以R=R₁+R₂．

（2）灯泡的电阻为R₀=（U额）²/P额=（12V）²/12W=12Ω

总电阻为R=2R₀=2×12Ω=24Ω

总功率为P=U2/R=（12V）²/24Ω=6W．