三、串、并联电路中的电阻关系基础知识基础技能1.串联电路中的电阻关系(1)等效电阻:在电压不变的情况下,用电阻R代替两个电阻R1、R2,而电路中的电流也不变,那么电阻R与两个电阻R1、R2产生的效果相同,则R就叫R1、R2的等效电阻。(2)串联电路中,等效电阻等于各串联电阻之和。(3)如图甲所示,串联电路中电流处处相等,总电压等于分电压之和。即:I=I1=I2,U=U1+U2。根据欧姆定律:U1=I1R1,U2=I2R2,图乙所示的电路中根据欧姆定律:U=IR,故IR=I1R1+I2R2⇒R=R1+R2。电阻串联的几点注意(1)串联电阻的实质:几个电阻串联,相当于增加了导体的长度,因而总电阻比其中任何一个电阻都要大。(2)如果用一个电阻R代替两个串联的电阻R1、R2接入电路后,电路的状态不变,即R两端的电压和通过它的电流都与原来的相同,R就叫做这两个串联电阻R1、R2的总电阻。这种研究物理问题的方法叫“等效替代法”,因此总电阻也叫等效电阻。(3)n个阻值为R0的相同电阻串联,其总电阻R=nR0。【例1】为了探究电阻串联的问题,小芳设计了如图所示的实验电路,其中R1是电阻箱,R2是定值电阻,R1与R2串联的总电阻(即等效电阻)用R表示。电流表测量的是串联电路中的电流I,电压表测量的是A、B两点间的电压U。小芳通过实验记录的数据如下表所示。请根据表中实验数据,归纳出总电阻R跟电阻R1的关系:________。R1/Ω51015253545U/V121212121212I/A0.60.480.40.30.240.2R/Ω202530405060解析:由表中数据可知,总电阻R与电阻箱R1阻值的差值为一定值,即15Ω。由此可得出串联电路总电阻R跟电阻R1的关系为R=R1+15Ω。答案:R=R1+15Ω2.并联电路中的电阻关系(1)并联电路中等效电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。(2)如图乙所示:R1与R2并联,则:U=U1=U2,I=I1+I2。根据欧姆定律I1=U1/R1,I2=U2/R2。图甲所示的电路中I=U/R可得:=+=+。谈重点电阻并联的几点注意(1)并联电阻的实质:几个电阻并联,相当于增大了电阻的横截面积,因而总电阻会变小(比最小的电阻还要小)。(2)有n阻值为R0的相同电阻并联,其总电阻R=。【例2】把一个3Ω的电阻和一个6Ω的电阻并联在电路中(如图所示),它们的等效电阻是多大?如果电源电压为3V,则电路中的电流为多大?解析:设电阻R1、R2并联后的等效电阻为R,则=+所以=+==,即R=2Ω。根据欧姆定律得I===1.5A。答案:2Ω1.5A基础方法基本能力3.串联电阻的分压作用(1)串联电阻的分压规律如图所示,根据欧姆定律有I1=、I2=,而串联电路中电流相等,即I1=I2,则有=,所以=,即串联电路中各电阻分得的电压与电阻阻值成正比,电阻越大,分得的电压越大。(2)应用若电路中总电压大于用电器两端允许加的最大电压,可在电路中串联一个电阻分去多余电压以保护电路。4.并联电阻的分流作用如图所示,两电阻R1和R2并联,通过的电流分别为I1和I2,根据欧姆定律有U1=I1R1,U2=I2R2,而并联电路中各支路两端的电压相等,则有I1R1=I2R2,从而=,即并联电路中各支路的电流与其电阻成反比,电阻越大,支路电流越小。【例3-1】有两个电阻,R1=4Ω,R2=6Ω,如果把它们串联在电路中,通过它们的电流分别为I1、I2,它们两端的电压分别为U1,U2,则I1∶I2,U1∶U2分别为()A.1∶12∶3B.2∶31∶1C.1∶11∶1D.2∶32∶3解析:串联电路中电流处处相等,故I1∶I2=1∶1,根据串联电阻的分压作用,有===。答案:A【例3-2】如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1、R2的阻值分别为10Ω和20Ω。当S1、S2均闭合时,电压表的示数为9V;当S1闭合、S2断开时,电压表的示数为__________V。解析:直接用串联电路电阻的分压作用来求。由已知条件得出电源电压U=9V,当S1闭合、S2断开时,R1、R2都接入电路,并且串联,所以===,则U2=U=×9V=6V。答案:6【例4】在如图所示的电路中,两只电流表的规格相同,电流表有两个量程(0~0.6A和0~3A)。闭合开关S,电阻R1与R2均有电流通过,两只电流表的指针偏转角度相同,则R1与R2的比值为()A.1∶5B.5∶1C.1∶4D.4∶1解析:电流表A2测通过R2的电流,A1测干路中的电流,两只电流表的偏转角度相同,说明干路中的电流是R...