第2节 电路 闭合电路欧姆定律
知识点一| 电路的串联、并联
1.特点对比
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串联
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并联
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电流
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I=I1=I2=…=In
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I=I1+I2+…+In
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电压
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U=U1+U2+…+Un
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U=U1=U2=…=Un
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电阻
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R=R1+R2+…+Rn
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=++…+
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功率分配
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==…=
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P1R1=P2R2=…=PnRn
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2.三个重要的结论
(1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻,电路中任意一个电阻值变大时,串联的总电阻变大。
(2)并联电路的总电阻小于电路中任意一个支路电阻,任意一个支路电阻值变大时,电路的总电阻变大。
(3)某电路中无论电阻怎样连接,该电路消耗的电功率总等于各个电阻消耗的电功率之和。
(1)电路中某电阻的阻值最大,该电阻的功率不一定最大。 (√)
(2)电路中只有一个电阻增大时,电路的总电阻不一定增大。 (×)
(3)无论电路是串联还是并联,电路中任意一个电阻变大时,电路的总电阻变大。 (√)
简化串、并联电路的常用方法
1.等电势法:电流沿电势高→电势低的方向流动,若两点之间等电势,则没有电流。
2.电流流向法:电流分叉的地方为并联,否则为串联。
[典例] (2016·全国卷Ⅱ)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为( )
A. B. C. D.
C [断开S和闭合S后等效电路分别如图甲、乙所示。
甲 乙
根据串联电路的电压与电阻成正比可得甲、乙两图中电容器两极板间的电压U1=E,U2=E,C所带的电荷量Q=CU,则Q1∶Q2=3∶5,选项C正确。]
(1)当含有电容器的直流电路达到稳定状态时,电容器处可视为断路,与之串联的电阻中无电流,不起降压作用。
(2)电容器电压等于与之并联的电阻的电压。
(3)电容器(或串联一个电阻)接到某电源两端时,电容器的电压等于路端电压。
(4)在计算电容器所带电荷量的变化时,如果变化前后极板所带电荷的电性相同,那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之差;如果变化前后极板所带电荷的电性相反,那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之和。
考法1 串、并联电路的分析与计算
1.在如图所示的电路中,R1=11 Ω,r=1 Ω,R2=R3=6 Ω,当开关S闭合且电路稳定时,电容器C带电荷量为Q1;当开关S断开且电路稳定时,电容器C带电荷量为Q2,则( )
A.Q1∶Q2=1∶3 B.Q1∶Q2=3∶1
C.Q1∶Q2=1∶5 D.Q1∶Q2=5∶1
A [当开关S闭合时,电容器两端电压等于R2两端的电压,U2==,Q1=C;当开关S断开时,电容器两端电压等于电源电动势,U=E,Q2=EC,所以Q1∶Q2=1∶3,选项A正确。]