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文档简介
串、并联电路中的电阻关系(基础)
【学习目标】
1.能根据欧姆定律以及电路的特点,得出串、并联电路中电阻的关系。
2.理解欧姆定律,能运用欧姆定律进行简单的计算。
【要点梳理】
要点一、等效电阻
在电路中,如果一个电阻的效果和几个电阻在同一电路中的效果相同,可以认为这个电阻是几个电阻
的等效电阻。这个概念可以结合“合力与分力的关系”对照理解。
如果电源电压相同,在图1和图2中电流表示数相同,可以认为R为R1和R2串联后的等效电阻,也称
总电阻。
要点诠释:电阻在电路中的作用即对电流的阻碍作用。这里的“等效”可以理解为在同一个电路中,即电
源电压相同,电阻对电流的阻碍作用相同,电路中的电流大小相同。
要点二、串联电路中的电阻关系
在图1中,因为R1和R2串联,因此通过它们的电流相同,设R1两端电压为U1,R2两端电压为U2,
II1I2
UUU
则有12在图中有:综合以上推导,有:;
:2UIRIRI1R1I2R2
U1I1R1
U2I2R2
因此可以得到有串联电路总电阻和分电阻的关系:
RR1R2
要点诠释:
(1)导体串联,相当于增加了导体的长度,因此,串联导体的总电阻大于任何一个串联导体的电阻,总
电阻等于各串联导体电阻之和,即。
RR1R2......Rn
(2)如果用n个阻值均为R的导体串联,则总电阻为。
0RnR0
要点三、并联电路中的电阻关系
如图3、图4所示,R1和R2并联。两个图中电流表示数相同,说明R和R1、R2并联的效果相同,可以
认为R是其等效电阻。
II1I2
UU1=U2
UUUUU
1在图中,有综合以上推导,有12;
在图3中,有I14:I
R1RRR1R2
U2
I2
R2
111RR
即:,R12
RR1R2R1R2
要点诠释:
(1)导体并联,相当于增大了导体的横截面积,因此,并联导体的总电阻小于任何一个并联导体的电阻,
1111
总电阻的倒数等于各并联导体电阻的倒数之和,即.....。
RR1R2Rn
R0
(2)n个阻值为R0的相等电阻并联,则总电阻为:R。
n
(3)不管是串联还是并联电路中,某个电阻的阻值增大,电路的总电阻都是增大;如果电路中电阻的个
数增多,则串联电路的总电阻增大,而并联电路的总电阻减小。
要点四、串、并联电路中电阻规律的应用
1.串联电路中,电阻阻值之比等于电阻两端电压之比。推导如下:
串联电路电流一定,
II1I2
2.并联电路中,各支路电阻阻值之比等于通过各支路电流的反比。推导如下:
并联电路电压一定,U
U1U2
要点诠释:
(1)当电阻R1和R2串联时,若R1>R2,则U1>U2,如下图所示。
(2)当电阻R1和R2并联时,若R1>R2,则I1<I2,可以类比马路上的车流,如下图。
【典型例题】
类型一、串联电路中电阻的关系
1.(•盐城校级模拟)王明同学在修理电子玩具时,需要用一个75Ω的电阻,现手边有阻值为300
Ω、100Ω、60Ω、35Ω及15Ω的电阻各一个,他可以选择其中Ω和Ω的两个电阻联
来获得。
【思路点拨】两个电阻串联之后的总阻值等于两个电阻值之和,并联电路的总电阻的倒数等于各电阻倒数
之和。
【答案】15;60;串(或者:100Ω;300Ω;并)
【解析】如果要得到75Ω的电阻,既可以把所给电阻串联,也可以通过并联方式获得,方法如下:
(1)因为两个电阻串联之后的总阻值等于两个电阻值之和,所以可以选择15Ω和60Ω的电阻串联,总阻
值R=15Ω+60Ω=75Ω;(2)因为并联电路的总电阻的倒数等于各电阻倒数之和,所以可以选择100Ω和
300Ω的电阻并联,也可以得到R=75Ω。
【总结升华】串联电路相当于增加了电阻的长度,所以阻值增大,并联电路相当于增加了电阻的横截面积,
所以阻值减小。
举一反三:
【变式】如图所示,电阻R1、R2、R3的电阻值均为4Ω,A、B两点间的电压为6V并保持恒定,当开关S
断开和闭合时,电路中的总电阻之比为;流过电阻R1的电流之比为。
【答案】3:2;2:3
【解析】开关断开时,R1、R2、R3串联,总电阻R=R1+R2+R3=4Ω+4Ω+4Ω=12Ω,电路中的电流
U6V
I0.5A;开关闭合时,R2被短路,R1、R3串联,总电阻R′=R1+R2=4Ω+4Ω=8Ω,电路中的
R12
U6VR123
电流I'0.75A;所以,因为串联电路中电流处处相等,所以开关S断开和闭
R'8R'82
I0.5A2
合时流过电阻R1的电流之比为。
I'0.75A3
类型二、并联电路中电阻的关系
2.如图所示电路,R1=R2=12Ω,电源电压为18V。求:
(1)R1、R2并联后的总电阻是多少?
(2)电流表的示数是多少?
111
【答案与解析】(1)由并联电路总电阻与各支路电阻的关系得:
RR1R2
R112
因为R1=R2,所以R1、R2并联后的总电阻R6;
22
U18V
(2)根据欧姆定律可知,电流表的示数I3A
R6
【总结升华】知道并联电路中总电阻与各支路电阻的关系,会灵活应用欧姆定律进行计算。
举一反三:
【变式】(•来宾中考)如图所示电路图,电源电压6V保持不变,灯L2的电阻是10Ω,闭合开关S,电流
表A1的示数是0.3A,不考虑温度对灯丝电阻的影响,求:(1)灯L1的阻值。(2)电流表A的示数。
【答案与解析】由电路图可知,两灯泡并联,电流表A测干路电流,电流表A1测L1支路的电流.
U
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由可得,灯L的阻值:U6V;
I1R1=20
RI10.3A
(2)因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路中的总电阻:
RR201020U6V
R12=,则干路电流表的示数:I==0.9A。
20
R1R220103R
3
答:(1)灯L1的阻值为20Ω;(2)电流表A的示数为0.9A。
3.如图所示电路,开关S闭合后,电流表A1、A2、A3的示数分别为4A,3A,6A。则电阻R1、R2、R3的
阻值之比等于()
A.3:4:2B.3:6:2
C.2:1:3D.3:1:2
【思路点拨】能够正确识别电路及电流表所测量的对象,熟练掌握并联电路中电流和电阻的关系。
【答案与解析】分析电路图可知R1、R2、R3并联,A3测干路电流I=6A,A1测通过R2和R3的总电流I23=I2+I3=4A,A2
测通过R1和R2的总电流I12=I1+I2=3A,所以通过R1的电流I1=I-I23=2A,通过R3的电流I3=I-I12=3A,通过R2的电
111
流I=I-I-I=1A,所以。
213R1:R2:R3::3:6:2
I1I2I3
【总结升华】解答电学题时,一定要先分析电路的连接方式是串联还是并联,然后根据欧姆定律和电路的
电流、电压、电阻规律进行分析求解.一定要理解欧姆定律,它是初中电学知识的核心。
类型三、综合应用
4.(•福州中考)如图所示,电源电压不变,闭和开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时()
A.电流表A1示数变小,电压表V示数变小
B.电流表A2示数变大,电压表V示数变大
C.电压表V示数与电流表A1示数比值不变
D.电压表V示数与电流表A2示数比值不变
【答案】C
【解析】由图知,滑动变阻器R2与电阻R1并联,电流表A1测量电阻R1的电流,电流表A2测量电路总电
流,电压表测电源的电压;A、并联电路各支路两端的电压等于电源电压,当滑动变阻器滑片P向右移动
时,其电阻变大,但电压表的示数不变;由于定值电阻的阻值和两端电压不变,所以A1的示数不变,A错
误;B、滑片向右滑动,变阻器的阻值变大,这条支路的电流变小,通过定值电阻的电流不变,则通过干
路中的电流变小,B错误;C、电压表与电流表A1的比值是定值电阻的阻值,其阻值不变,所以电压表与
A1的示数比值不变,C正确;D、电压表的示数不变,由B分析知,A2的示数变小,所以电压表与A2的
比值变大,D错误。
【总结升华】本题考查欧姆定律的应用和并联电路电流和电压的特点,关键能够正确分析电阻的连接情况,
搞清电表所测的电路,并知道滑动变阻器滑片移动过程中电路电阻的变化情况。
举一反三:
【变式】在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关s由断开到闭合时,下列说法中正确的是()
A.电流表的示数减小,电压表的示数增大
B.电流表的示数增大,电压表的示数不变
C.电流表的示数增大,电压表的示数减小
D.电流表的示数不变,电压表的示数不变
【答案】B
5.在如图所示的电路中,电源电压为18V,闭合开关S,电流表的示数位0.9A,
断开开关S,电流表的示数为0.6A,求:
(1)电阻R1和R2的阻值;
(2)开关S闭合时电压表V的示数。
【思路点拨】弄清开关的断开、闭合造成的电路的连接形式的变化是解决本问题的关键。灵活运用欧姆定
律公式及其变形式进行计算。
【答案与解析】当开关
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