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串联电路电阻特点


串联电路电阻特点

讨论: 如何确定所替换的电阻与R1、R2串联的总 电阻是等效 电流相等

A

R1=5Ω

R2=10Ω

A

1.探究R串与R1、R2之间的关系
测串联电路的总电阻 方法一: 伏安法测电阻 A
R1 R2

/>
V

方法二: 等效替代法测电阻

A s1 s2 R1 R0

R2

A
R
1

A s1 s2 R1 R2 R0

R
2

V

结论:

串联电路的总电阻等于各部分电阻之和

R串=R1+R2

2.理论推导
I

A

R1 U1 U

R2

推导也 是一种重 要的思维 方法

U2

S

由欧姆定律可知:
U 1 ? I 1R1

U ? IR

U 2 ? I 2R2

U ? U1 ?U 2
R ? R1 ? R 2

IR ? I 1R1 ? I 2 R 2

推论1: 串联电路总电阻比任何一个导体的电阻都大



=

这相当于增加了导体的长度
推论2:若有n 个阻值不同的电阻串联,则它 们的总电阻 R总=R1+R2+·+Rn · ·

推论3: n个阻值相同的电阻串联,总电阻 R总=nR

例1: 电阻R R 串联后接在电压为9V的电 1 2 源上,R1阻值为12Ω,电路中的电流为 0.25A求:R21和U2分别为多少 U 的阻值 12Ω 24Ω I=0.25A ? 画出电路图,标出 R1 R2 已知量和所求量 3V 6V U=9V 分析电路状态 R1:R2 1 2
注意: 在运用I=U/R解题时,公式中 U1:U2 的U,I,R必须是同一段导体的电 压,电流,电阻的值。我们把这一 点称之为“同体性”。

练习: 已知电源电压为6V,电阻R1=5ΩR2=10Ω, 两电阻串联则R1和R2两端电压分别为_______ 2V 和__________ 4V

电表示数变化问题 例2: 如图所示的电路R1的电阻为10?,滑动 变阻器的变化范围为 0-50?,电源电压为 9V。 (1)滑片由a滑到b,电表的示数如何变化 (2)滑片由a滑到b,电表的示数变化范围
注意: 要分析电路状态 公式中的U,I,R还必 A 须是同一时刻的导体的 电压,电流,电阻值。 我们把这一点称之为 ? “同时性”

R1
V

?

a

R2

b

解:当P在a时,R1接在电路中
R总 ? R1 ? 10? I总 ? U总 ? 9V ? 0.9A R总 10Ω U1 ? U总 ? 9V

A
R1 ? ?

V A

当P在b端时,R1R2串联

? R1R2串联 R1 R2 ? ? ? R ?总 ? R1 ? R 2 ? 10? ? 50? ? 60? V U?总 9V I?总 ? ? ? 0.15A 由a向b滑动时电流表示数 R ?总 60Ω 变化范围为0.9A-0.15A,电 I?1 ? I?总 ? 0.15A 压表示数变化范围为9VU?1 ? I?1 ? R1 ? 0.15A?10? ? 1.5V 1.5V

串联电路分压的特点: 例2: 如图,R1=6Ω,U2=3V,总电压为9V, 求:R2为多大 6Ω ?
R2

R1:R2

U1:U2

R1

U2=3V

U=9V

串联分压
U1 R1 U2

欧姆定律:I1=U1 / R1 I2= U2 / R2 I 根据串联电流特点:I1=I2

R2

得:
U

U1 R1

=

U2 R2

串联电路的分压规律:

U1 R1 ? U2 R2

电路安全
甲乙两个滑动变阻器电阻分别标 有”10Ω 0.5A”,”20 Ω 0.4A”的字样 现将它们串起来接到一个电源上为了 不损坏电阻器,电源电压最大为多少?

实际生活
如图13所示,是红星中学九年级物理课外实践活动小组设计的 风力测量仪的电路示意图。其电源电压U=3V,电路保护电阻 R1=20Ω,均匀电阻丝的阻值为R2=3Ω,金属丝(电阻忽略不 计)的上端固定在0点,下端系有一块塑料片A,当风从右向左 吹动塑料片 时,金属丝向左摆动并与电阻丝保持良好的接触,风力表由电 压表改装而成。 (l)无风时,塑料片竖直下垂,电压表示数是多少?电路 中 的电流是多少? (2)风力最强时,金属丝滑至电阻丝的最左端,电压表的 示 数是多少? (3)为什么不在电路中串联电流表,把电流表改装成风力表?

课堂练习:
1.一个小灯泡的电阻是8欧,正常工作时的 电压是3.6伏,现在要把这盏灯直接接在 4.5伏的电源上能行吗?怎样做才能使这盏 灯正常发光?

2.如图所示,电源电压不变,闭合开关S后,滑动 变阻器滑片自a向b移动的过程中 A.电压表V1示数变大,v2示数变大,电流表A 的示数变大 B.电压表V1示数不变,V2示数变大,电流表A 的示数变小 C.电压表V1示数不变,V2示数变小,电流表A 的示数变大 D.电压表V1示数变小,V2示数变大,电流表A 的示数变小

3.如图所示的电路R1的电阻为10?,滑动变 阻器的变化范围为 0~50?,电源电压为9V。 电流表的量程为0-0.6A,求滑动变阻器阻值 变化范围

A
?

R1
V

?

R2

4.在学习“串联电阻得总电阻与各串联电阻之间关系”的时候,小强和小刚利用 滑动变阻器(铭牌上标有50Ω 1A)、两个定值电阻(5Ω和10Ω)、电压表、电 源等器材对此进行了探究。他们设计了如图11—甲所示的电路图。 (1)根据电路图,请你在图11—乙中用笔画线代替导线将没有连接完的实物 电路连接好(导线不允许交叉且电流表的量程选取要适当)。(2分) (2)请你根据电路图分析:在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到 (填“A”或“B”)端。 (3)右表是小强和小刚在这次实验中所记录的数据。请你根据他们三次测量的 数据进行分析,可以得出的结论是: 。 (4)若闭合开关后发现电流表有示数,而电压表无示数,则出现该现象的原因 可能示下面哪一种情况? (只填字母序号即可)。 A.滑动变阻器某处断路 B.只有R1被短路 C.只有R2被短路 D.电压表的某一个接线柱接触不良 (5)在这次实验中,滑动变阻器的作用是: 。

12Ω
R1

?
R2

I=0.25A

∵R1R2串联

U=9V

∴I1=I2=I=0.25A
U1=I1R1=12Ω×0.25A=3V

U2=U-U1=9V-3V=6V
R2=U2/I2=6V/0.25A=24Ω

12Ω
R1

?
R2

I=0.25A

U=9V ∵R1R2串联

∴I1=I2=I=0.25A
R=U/I=9V/0.25A=36Ω R2=R-R1=36 Ω -12 Ω =24Ω


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