串、并联电路的计算(一)

一. 内容：串、并联电路的计算（一）二. 重点、难点： 电学计算题的解题措施。三. 知识点分析： 串、并联电路的计算是教学的一种难点，也是考试中的难点之一，掌握对的的解题措施是解电学计算及其他类型计算题的核心。本周我们运用不同的例题及例题变式对电学计算进行具体的分析。 一方面，解电学题必须明确电学的有关计算公式，电学的计算公式波及如下几类： （1）串、并联电路电流、电压、电阻的规律： 以上公式都是电学中常用到的公式，必须识记清晰。【典型例题】（一）串联电路的计算 例1. 如图所示，把一种4电阻和一种6电阻串联在一起，接在12V的电源上，求这个电路中的电流及两个电阻两端的电压。 分析：一方面必须画出相应的电路简图（画电路简图的目的在于清晰地表达出电路的连接方式、已知条件、所求条件，将题目中的论述内容直观地用图表达出来。） 而两电阻两端的电压就可以通过如下两种措施求解： 措施一： 措施二：由欧姆定律求解U1（或U2），然后根据串联电路电压规律求解获得另一种电压值。 答案：解： 答：这个电路的电流是1.2A，两电阻两端电压分别为4.8V，7.2V。 变式1：将电阻R1、R2串联起来，接在电压是12V的电源上，测得电路中的电流是1.2A，若R1的电阻是4，则： 分析：第一步画出电路简图： 第二步根据电路简图进行具体的分析： 措施一：将整个电路提成三部分，即R1、R2和R三部分，分别观测三部分中I、U、R三个物理量的已知及所求状况，根据题意逐个将每部分的未知量求得即可。 思路： 措施二：将电路的三个部分当作一种整体，三部分之间存在关系 根据串联电路中I、U、R的关系，根据题意分析即可求得。 思路： 答案： 变式2：将电阻R1、R2串联起来，接到某电源两端，测得电路中电流是1.2A，R2两端电压是7.2V，若R14，则R2的电阻多大？电源电压多大？ 答案： 措施一： 措施二： 例2. 有一种电铃，它的电阻是10，它的额定电压是6V，但是目前手边只有电压为9V的电源，要将电铃接在这个电源中正常工作，需要给它串联一种多大的电阻？ 分析：一方面画出电路简图（阐明：当实际电压远不小于额定电压时，为使用电器能正常工作，应串联一种合适的电阻。） 然后针对电路简图进行分析，分析措施有多种。 措施一：从电路的三部分中I与U、R之间的关系入手。 思路： 措施二：从串联电路的电压、电阻的关系入手。 思路： 措施三：从串联电路电流相等的规律入手。 措施四：从串联电路的电阻具有分压作用入手。 阐明：四种措施各有巧妙之处，每个人都可以根据自己的解题及思维特点进行选择。 答案： 措施一： 措施二： 措施三：串联电路中，I1I2 措施四：串联电路电阻具有分压作用 变式1：有一种电铃，它的电阻是10，它的额定电压是6V，但是目前手边只有电压为9V的电源和一种最大阻值为20的滑动变阻器，为使电铃可以正常工作，应当使滑变串联入电路中的阻值多大？ 分析：比较本题和例题，我们可以看到两题其实是同一道题，解题措施也是同样的，但是不同之处是：例题中串联的是定值电阻，而变式1中串联的是滑动变阻器。 （阐明：题中“滑变的最大阻值是20”，这一已知条件只表白滑变的型号，在计算中并无实际意义。） 答案： 措施一： 措施二： 措施三： 措施四：串联电路的电阻具有分压作用 变式2：有一种电铃，铭牌上标有“6V，3.6W”，但是手边只有电压为9V的电源，要将电铃接到这个电源中正常工作，需要给它串联一种多大的电阻？ 分析：用电器的铭牌是生活中常用到的标记，通过用电器的铭牌我们可以直接或间接地理解到用电器的额定电压、额定功率、额定电流和电阻。在本题中已知的是用电器的铭牌中，我们已知额定电压和额定功率，额定电流、电阻可以求得。 明确以上内容，我们就会发现这道题和例题有着极相似的地方，同样可以运用例题的解题方式进行解题。 答案：（阐明：前四种措施就不再阐明了，我们此题再以另一种角度给定学生答案。） 提示： 例3. 灯上标有“12V，6W”字样，将灯与一标有“48，1A”字样的滑动变阻器串联在12V电源上，就可以制成一种亮度可调的灯。（假设灯的电阻不变）问：通过灯泡电流的变化范畴。 分析：加入滑动变阻器的电路计算是诸多同窗感到十分困惑的题目。 当电路中串联入一种滑动变阻器时，随滑片的移动，电路的电阻及电流等物理量都会随之发生变化。而产生变化的主线因素是滑变的电阻发生变化。 求解范畴类的题目，相称于求解两个值：最大值和最小值。也就是说一种问题应当当作两个题来完毕。 本题中，当电路中的电阻处在最小时，通过灯泡的电流就是最大值；电路中电阻最大时，通过灯泡的电流处在最小。 因此，当滑片P处在a端时，通过电灯的电流最大，电路等效为： 当滑片P处在b端时，通过灯的电流最小，电路等效为： 画出等效电路后，这道题就很容易解出了。 答案：滑片P处在a端时，通过灯的电流最大，记为Imax 滑片P处在b端时，通过灯的电流最小，记为Imin 答：通过灯泡的电流变化范畴是0.17A0.5A。 变式1：（题干同例题）问灯泡及滑变两端电压变化范畴多大？ 分析：这道题一定要注意，当灯泡两端电压最大时，滑变两端电压应当是最小的。 答案： 串联电路的电阻具有分压作用 答：灯泡两端电压变化范畴是4V12V，滑变两端电压变化范畴0V8V。 变式2：（题干同例题）问：灯泡的功率变化范畴是多大？ 答案：滑片P处在a端时，灯泡的功率最大 滑片P处在b端时，灯泡的功率最小 答：灯泡的功率变化范畴是0.67W6W之间。【模拟试题】（答题时间：15分钟） 1. 如图所示，R为020的变阻器，L为“6V，3W”的灯泡，已知电源电压为9V，当滑动变阻器的滑片滑到某点时，灯L正好正常发光，求： （1）通过灯泡的电流和灯泡的电阻？ （2）此时变阻器连入电路的电阻值和消耗的功率。 （3）当滑动变阻器滑片滑到阻值最大处时，灯消耗的实际功率是多少？ 2. 如图所示，小宇做了一种亮度可调的迷你台灯，可知小灯泡的铭牌是“6V，3.6W”，电池电压是9V，变阻器的变阻范畴是020，灯的发光效率为30%。变阻器调至阻值多大时，小灯泡的实际功率为2.5W？此时，灯泡的发光功率为多大？【试题答案】 1. （1）0.5A，12 （2）6，1.5W （3）0.95W 2. 8；0.75W