四、并聯(lián)電路中電阻關(guān)系五、歐姆定理應(yīng)用【學(xué)習(xí)要求】1.曉得哪些是并聯(lián)電路,能區(qū)別串聯(lián)電路與并聯(lián)電路。2.理解并聯(lián)電路中各個導(dǎo)體電壓、電壓、電阻跟電路總電壓、總電流、總內(nèi)阻關(guān)系。3.能運(yùn)用歐姆定理求解并聯(lián)電路常見問題。【知識講解】一、知識回顧1.電路連接有兩種基本形式,一種是將器件挨個順次地連接上去,稱作串聯(lián);另一種是將器件并列地聯(lián)接上去,稱作并聯(lián)。2.串聯(lián)電路電壓無分支,并聯(lián)電路中電流要分成兩條或多條環(huán)路;串聯(lián)電路可以同時控制,而并聯(lián)電路可以分別控制。二、并聯(lián)電路1.問題提出修電子儀器時,須要一個5千歐阻值,而手頭只有20千歐、10千歐等多個阻值,這么可以把20千歐或10千歐內(nèi)阻組合上去取代?并聯(lián)內(nèi)阻知識,可以幫助我們解決這類問題,也可以用幾個電阻大一些內(nèi)阻組合上去產(chǎn)生一個總內(nèi)阻來取代一個電阻小阻值。2.內(nèi)阻并聯(lián),把幾個內(nèi)阻并列地聯(lián)接上去叫內(nèi)阻并聯(lián).如圖我們學(xué)過并聯(lián)電路部份特征并聯(lián)電路支路中電流等于各大道中電流之與I=I1+I(xiàn)2并聯(lián)電路里,各大道兩端電流相等U=U1=U2借助里面并聯(lián)電路中兩個特征與歐姆定理,可以推導(dǎo)入內(nèi)阻并聯(lián)后總內(nèi)阻與各個阻值之間關(guān)系。如圖所示:設(shè)并聯(lián)內(nèi)阻電阻為R1、R2,并聯(lián)后總內(nèi)阻為R,由于各大道內(nèi)阻R1、R2端電流都等于U,依照歐姆定理,可求得:東路電壓,其中R為并聯(lián)電路總內(nèi)阻3.推論:這表明并聯(lián)電路總內(nèi)阻倒數(shù),等于各并聯(lián)內(nèi)阻倒數(shù)之與。
提出問題,現(xiàn)今可以曉得了,把兩只10千歐內(nèi)阻并聯(lián)上去就可以得到5千歐內(nèi)阻了。從決定內(nèi)阻大小誘因來看,把幾個內(nèi)阻并聯(lián)上去,總內(nèi)阻比任何一個內(nèi)阻都小,這相當(dāng)于減小了導(dǎo)體橫截面積。理解并聯(lián)電路總內(nèi)阻比任何一個分內(nèi)阻都小,即:R<R1,R<R2,可以理解為內(nèi)阻并聯(lián)時,相當(dāng)于降低了導(dǎo)體橫截面積,而橫截面積越大,導(dǎo)體內(nèi)阻越小;諸如,一個6阻并聯(lián)后,總內(nèi)阻為2歐,大于任何一個并聯(lián)內(nèi)阻。并聯(lián)內(nèi)阻越多,相當(dāng)于橫截面積越大,所以總內(nèi)阻越小;諸如,一個6歐、一個3歐等效內(nèi)阻為2歐,再與2歐內(nèi)阻并聯(lián),總內(nèi)阻為1歐,同樣大于任何一個并聯(lián)內(nèi)阻。假如并聯(lián)電路某一個內(nèi)阻變大,此時總內(nèi)阻也會變大。一個6歐內(nèi)阻并聯(lián)后,總內(nèi)阻為2歐;當(dāng)用另一個6歐內(nèi)阻取代3歐時,等效內(nèi)阻變?yōu)?歐,變大了。可見在并聯(lián)電路中,內(nèi)阻越小通過電壓硬度越大。重、難點(diǎn)分析1、串、并聯(lián)電路判定。對電路判定,常用有以下三種方式:(1)按照電路結(jié)構(gòu)或控制特性直接判定對比較簡單電路可直接按照串聯(lián)、并聯(lián)電路定義或控制特性判別。(2)假定電壓法(電壓路徑法)在電路中明顯是支路地方假定有電壓流過,按照電壓有無分支情況確定電路連接方法。如圖2所示,該電路連接方法是如何?假定電壓法是:假定電壓由A流入B流出,電壓流到C點(diǎn)時出現(xiàn)分支,一部分流過R1點(diǎn),另一部份挨個順次地流過R2、R3、R4電阻并聯(lián)的推論,同樣抵達(dá)點(diǎn)再流向B。
所以,AB間電路聯(lián)接形式:R2、R3、R4串聯(lián),之后與R1并聯(lián)。插入動漫1請朋友們思索:在R2、R3兩端加導(dǎo)線如圖3示,此時,電路連接情況是怎么?(3)等效變型法(移線法)這些技巧覺得導(dǎo)線無內(nèi)阻,可以任意伸長減短;導(dǎo)線可以順著導(dǎo)線上聯(lián)通(不能經(jīng)過用家電與電源開關(guān)),經(jīng)過這么變型得到電路與原電路是等效電路。插入動漫2本題也可以用“電流路徑法”進(jìn)行分析,請朋友們自己試一試。2.如何分析有關(guān)電路變化題目?有關(guān)電路變化題目指是“由于開關(guān)啟閉、滑動變阻器滑片聯(lián)通造成電路內(nèi)阻改變,進(jìn)而使電路中電流、電壓變化"問題,通常分析這種問題方式是:(1)明晰電路接法,是串聯(lián),并聯(lián)還是混聯(lián)。為了認(rèn)清電路聯(lián)接情況,應(yīng)把水表拆掉,即電流表可看作是斷路,電壓表可看作是漏電。(2)明晰水表檢測是哪一段電路(或哪一個導(dǎo)體)電壓,還是哪一段電路(或哪一個導(dǎo)體)上電流(3)明晰電路變化前后,內(nèi)阻、電壓與電壓各量中什么發(fā)生了變化,什么量不變。【典型例題】恒定,R1=3歐,R2=6安,試求這段電路總阻值,通過R1、R2電壓及這段電路兩端電流。分析先求出R1、R2并聯(lián)總內(nèi)阻為R總。再由公式U總=IR總,求出電路兩端電流,從而求出每一支路上電壓。
解法一按照并聯(lián)內(nèi)阻公式:按照歐姆定理U=I.R=3由并聯(lián)電路特性U=U1=U2解法二并聯(lián)電路各大道兩端電流相等,結(jié)合歐姆定理可得,U=I1R1=I2R2說明:(1)解題中出現(xiàn)是一個很有用推論。它表示在并聯(lián)電路中,各大道上電壓分配跟內(nèi)阻成正比。R1是R2幾倍,I1就是I2幾分之一。在解題過程中直接運(yùn)用這一推論,可簡化解題過程。(2)借助并聯(lián)電路特性與歐姆定理解題時,除注意I、U、R對應(yīng)關(guān)系外,還應(yīng)從不同角度思索解題途徑,因而提升思維靈活性。證明在兩個內(nèi)阻并聯(lián),其總內(nèi)阻大于分內(nèi)阻電阻最小1個內(nèi)阻。已知:R1與R2,且R1R2,并聯(lián)后總內(nèi)阻為R。求證:RR2證明:因為R1、R2并聯(lián)后總內(nèi)阻為R,所以由于R1+R2R1,所以RR2例3.在圖所示電路中,電源電流恒定,當(dāng)開關(guān)閉合時,電路中各電表示數(shù)怎樣變化?分析當(dāng)開關(guān)閉合時,內(nèi)阻R2與內(nèi)阻R1并聯(lián),電路總內(nèi)阻減少,電壓表示數(shù)減小。由于R1兩端電流是電源電流,且保持不變,所以通過R1電壓不變,電流表示數(shù)與電壓表A1不變。例4.如右圖所示電路,已知A1示數(shù)為5A,R1=9Ω,求R2電阻及A2表示數(shù)。分析:這是一個典型運(yùn)用歐姆定理與并聯(lián)電路性質(zhì)題。欲求R2,必須曉得U2與I2,但這兩個數(shù)據(jù)都不是直接已知,須要分別求解;由并聯(lián)電路性質(zhì)可知:U2=U1,U1可依據(jù)對R1運(yùn)用歐姆定理求解,U1=I1.R1=27伏;I2=I-I1=2安,之后借助歐姆定理可解得:R2=13.5小結(jié):在正確識圖基礎(chǔ)上,靈活運(yùn)用并聯(lián)電路性質(zhì)與歐姆定理求解未知量。
例5.如圖56所示電路中,電流U保持恒定,R1:R2=2:3。當(dāng)K斷掉與K閉合兩種情況安培表讀數(shù)之比是(A.3:5B.5:3C.3:2D.2:3分析:開關(guān)K斷掉時,電壓表檢測R1電壓;而開關(guān)閉合后,電壓表檢測是總電壓。按照并聯(lián)電路中電流與內(nèi)阻成正比,I1:I2=R2:R1=3:2,這么開關(guān)斷掉與閉合安培表讀數(shù)之比就是R1中電流I1與支路電壓I2I1:(I1+I2)=3:5。所以,本題選A。答案:A小結(jié):看清電路是關(guān)鍵;靈活運(yùn)用比列法能起到事半功倍療效。例6.請分析圖5-6、圖5-5中電路聯(lián)接形式,與電壓表電流表檢測對象。分析:電流表因為其對電壓制約作用很大,在電路中一般視為開路;而電壓表它對電壓制約作用一般很小,在電路中一般視導(dǎo)線。這么圖5-6可以等效取代為圖5-7,而圖5-5則可以等效取代為圖5-9。此時,圖5-7為R1、R2、R3三個內(nèi)阻串聯(lián),兩個缺口位置為電流表位置,即便V1檢測是R1、R2兩端電流,V2檢測是R2、R3兩端電流;而圖5-9相同,為三個內(nèi)阻并聯(lián),流過A1表電壓同時也流過R2、R3,所以,A1檢測是R2、R3總電壓;而流過A2電壓是先流過R1與R2,所以,A2檢測是R1、R2總電壓。
小結(jié):學(xué)會處理電路中電流表與電流表問題與電路結(jié)構(gòu)分析。例7.如圖所示電路。R1=30歐,R3=50歐,A1示數(shù)為0.5安,A2示數(shù)為0.7安,求R2與AB端電流是多少?分析:早已曉得R1、R2、R3為并聯(lián)電路,A1檢測是R2與R3總電壓,A2檢測是R1與R2總電壓。設(shè)R1電壓為I1,R2中電流為I2,R3中電流為I3則I1+I2=0.7I2+I3=0.5,兩式相加,I1-I3=0.2,即I1=I3+0.2由歐姆定理:I1R1=I2R2=I3R3將上式代入則有(I3+0.2)R1=I3R3即:(I3+0.2)30=50I3解得:I3=0.58.如圖所示,R1=10歐,R2=20歐,R3=30歐。電源電流恒定不變。S1閉合,S2斷掉時電壓表讀數(shù)為0.3安。問:電源電流是多少?當(dāng)S1與S2均斷掉時,電壓表讀數(shù)是多少?R1兩端電流是多少?當(dāng)S1與S2均閉合時電阻并聯(lián)的推論,電壓表讀數(shù)又是多少?通過R3電壓硬度是多少?分析:本題是一典型由開關(guān)產(chǎn)生不同電路題型,因而,弄清電路聯(lián)接方式是關(guān)鍵。當(dāng)S1閉合,S2其實,電源電流等于R2電流U=6當(dāng)S1、S2都斷掉時,電路如圖-例5-2所示此時,R1與R2串聯(lián),總內(nèi)阻R12=30歐,所以,I=0.2當(dāng)S1、S2都閉合時,電路如圖-例5-3所示此時,R2與R3并聯(lián),電壓表檢測R2電壓,I2=0.3安;通過R3電壓I3=0.2小結(jié):通常思路是:按照不憐憫況將電路圖與對應(yīng)化學(xué)量分別表示下來;在不同電路圖中間找到解題聯(lián)系點(diǎn);運(yùn)用串聯(lián)、并聯(lián)特性解題。
例9.如圖46所示電路,滑動變阻器滑片P固定在它中點(diǎn)時,連入電路內(nèi)阻值為R,當(dāng)只閉R1上電流之比是1:2;當(dāng)只閉合K2R2上電流之比是1:4,假如把滑A.K1、K2閉合時,通過R1與R2電壓之比是1:2B.K1、K2閉合時,通過R1與R2電壓之比是2:1C.只閉合K1時,滑動變阻器ab兩端電流與內(nèi)阻R1兩端電流之比是1:1D.只閉合K2時,滑動變阻器ab兩端電流與內(nèi)阻R2兩端電流之比是1:1分析:本題是一由開關(guān)與滑阻共同改變電路結(jié)構(gòu)典型題,它在前一例題基礎(chǔ)之上降低了滑動變阻器情況,但解題基本思想方式不變,同樣是依據(jù)不憐憫況將電路圖與對應(yīng)化學(xué)量分別表示下來;在不同電路圖中間找到解題聯(lián)系點(diǎn);運(yùn)用串聯(lián)、并聯(lián)特性解題。【中考鏈接】1.(2000四川綿陽)把兩個阻值R1、R2并聯(lián)上去,它們總內(nèi)阻是R。(1)用歐姆定理推論R與R1、R2關(guān)系(2)分析、解釋R與R1、R2大小關(guān)系分析:2.(2019南京)如圖所示電路中,電源電流為6伏,當(dāng)開關(guān)S閉合后,只有一支燈泡發(fā)光,且電流表VA.燈L1處漏電B.燈L2處漏電C.燈L1處斷路D.燈L2處斷路