并联电路中的电阻有什么特点?
◇学生提问
小明在探究甲、乙两个电阻的电流与电压的关系时,得到了如图所示的图象。由图象可知,甲、乙两个电阻的大小关系示R甲 ___R乙,当甲、乙两个电阻并联时的总电阻是___Ω。
老师,每个电阻的大小用欧姆定律可以求出:;;所以R甲>R乙。
但并联电路的总电阻怎样用支路电阻计算呀?
◇问题探究
理论推导并联电路的电阻关系(重要性:★★★★)
老师:别急,你先想想:并联电路中的电流规律是什么?
学生:我想想:并联电路干路中的电流等于各支路电流之和,。
可是,知道这一关系有什么用呢?
老师:呵呵,等一会你就明白了!你再想想:并联电路中的这三股电流用欧姆定律怎样计算?
学生:根据欧姆定律:干路总电流;两股支流分别为和。
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老师:那你把这三股电流的表达式代入电流关系式,看看能得到什么?
学生:得到的新关系式为:。
老师:你再想想,并联电路中的电压规律是什么?
学生:并联电路是电压是一个定值,各支路两端的电压等于电源电压,。
哦,我明白了!
上式中三个分数的分子相同,根据分式的基本性质,可以将分子约掉,从而得出了并联电路的电阻规律:
老师:嗯,你推导的非常正确!说说看,并联电路的电阻规律是什么?
学生:嗯,从关系式可以得出:并联电路中总电阻的倒数,等于各支路电路的倒数之和。
那上题中
所以总电阻
老师,像这样通过求倒数的方法计算总电阻太麻烦,有更简单的方法吗?
老师:呵呵,这种方法,我不告诉你。你只要努力去想:怎样用分电阻求总电阻?就会明白了。
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学生:我想想,
那并联电路的总电阻,是支路电阻的积与和的商!
老师:对啊,那要是已知并联电路的总电阻和其中一个分电阻,怎样简单计算另一个分电阻呢?
学生:我想想:如果已知总电阻和分电阻,求分电阻,
由得
所以支路分电阻,是分电阻与总电阻的积与差的商!
老师:非常好!从推导和计算过程中你还有什么发现?
学生:从计算结果能得出:并联电路的总电阻小于任何一个支路分电阻。我认为原因是电阻并联,相当于把每一个电阻的横截面积都增大了!所以在其他因素不变的情况下,横截面积增大,电阻就变小了!
从推导过程中我发现,并联电路的电流、电阻规律以及电压定量规律是有机地联系在一起的,纽带就是欧姆定律!
老师:呵呵,你的认识很到位!
◇学生笔记
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并联电路的电阻规律:总电阻的倒数等于各支路分电阻的倒数之和。
表达式为:
得到的简单算法是:;
◇要点训练
1.已知:R1