2.并联电路中的电阻关系

推导:设各支路的电阻分别为R1和R2,并联电路的等效电阻为R.通过R1和R2的电流分别为I1和I2,并联电路的总电流为I(如图12-3-2).那么,由欧姆定律可知:

I1=,I2=,而I=.

又因为并联电路的总电流等于各支路的电流之和,即

I=I1+I2.

所以=+

约去U得:=+

对于多个电阻(R1、R2、R3、Rn)并联,同理可以得到:

=++……+

这表明并联电路的等效电阻的倒数,等于各并联导体的电阻的倒数之和.

说明

(1)把n个导体并联起来,相当于增加了导体的横截面积,其总电阻比每一个导体电阻都要小.

(2)由=+,可推导出R=.

(3)由=++……+可推出,n个阻值均为R0的电阻并联,其总电阻为R=.

(4)根据欧姆定律和并联电路的电压特点,可推导出,这说明:并联电路中,电流的分配与电阻成反比.

典型例题精析

题型Ⅰ  面向全体  双基巩固

例1 如图12-3-3所示,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,则(   )

A.电流表示数变大,电压表示数变小    B.电流表示数变小,电压表示数变大

C.电流表示数变大,电压表示数不变    D.电流表示数变小,电压表示数不变

分析:首先要明确两表测量对象.在本题中,R1、R2并联在电路中,电压表测电路总电压,当电源电压不变时,电压表的示数不变,电流表测的是干路上的电流,I=I1+I2,由于并联电路中U1=U2=U,U不变,所以I1=不变.I2=,当滑动变阻器滑片P向右移动时,电阻R2增大,I2减小,所以I也减小,即电流表的示数减小,选项D正确.

答案:D

例2 一个阻值为3Ω的电阻R1和一个阻值为2Ω的电阻R2串联后,接在6V的电源上.问电路中的电流多大?

分析:画出电路图(图12-3-4).要想求出电路中的电流I,只要知道总电压U和总电阻R就可以了.U已知,R可用串联电路的总电阻公式求出.

解因为:R=R1+R2=3Ω+2Ω=5Ω

所以:I===1.2A

答案:电路中的电流为1.2A.

题型Ⅱ  生活·物理·社会

例3  两根镍铬金属丝的长度关系是l1>l2,把它们串联后接入电路,则通过它们的电流和它们两端的电压分别满足(   )

A.I1>I2,U1<U2             B.I1<I2,U1>U2

C.I1=I2,U1>U2             D.I1=I2,电压关系不定

分析:虽然两根镍铬金属丝的材料和长度知道了,但横截面积关系未知,所以它们的电阻关系未知,串联后电压的分配关系无法确定,但因是串联,电流相等.

答案:D

例4  有一只弧光灯,正常工作电流为5A,电阻力8Ω,要把它接入电压为110V的电路中,需要串联一个多大的电阻,弧光灯才能正常工作?

分析:先根据题意画电路图,并标出已知量和未知量的符号,如图12-3-5所示.为了防止差错,习惯上在物理量代表符号的右下角加角标,分别表示与各导体的对应量,如电阻R1的电压、电流分别为U1、I1,电阻R2的电压、电流分别为U2、I2,总电阻、总电压、总电流分别为R、U、I.并且这九个量中一般知道三个量就可以求出另外六个量.此题根据题目所给条件,欲求电阻R2,可从欧姆定律的变形出发,先求出R1两端的电压U1,再根据串联电路的关系,求出电阻R2两端的电压U2,最后利用欧姆定律变形公式求出R­2;也可以从串联电路总电阻出发,先求出整个电路中的总电阻R,然后利用串联电路特点求出R2;也可以根据串联电路分压关系求出R2.

解法一:根据欧姆定律:U1=IR1=5A×8Ω=40V

∵R1与R2是串联在电路中

∴U2=U-U1=110V-40V=70V

又根据欧姆定律可求出需要串联的电阻R2为:

R2=U2/I=70V/5A=14Ω

解法二:根据欧姆定律I=U/R得:R===22Ω

∵R1与R2串联在电路中

∴R2=R-R1=22Ω-8Ω=14Ω

解法三:根据欧姆定律I=得:U1=IR1=5A×8Ω=40V

∵R1与R2是串联在电路中

∴U2=U-U1=110V-40V=70V

根据串联电路分压关系式:得:R2=×R1=×8Ω=14Ω

答案:需要串联一个14Ω的电阻,弧光灯才能正常工作.

课后小结

 0  193049  193057  193063  193067  193073  193075  193079  193085  193087  193093  193099  193103  193105  193109  193115  193117  193123  193127  193129  193133  193135  193139  193141  193143  193144  193145  193147  193148  193149  193151  193153  193157  193159  193163  193165  193169  193175  193177  193183  193187  193189  193193  193199  193205  193207  193213  193217  193219  193225  193229  193235  193243  447090 

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