Question

通過實(shí)驗(yàn)探究同學(xué)們知道了串聯(lián)電路電流、電壓規(guī)律，那么串聯(lián)電路的電阻規(guī)律又是怎樣的呢？
（1）現(xiàn)有阻值為R₁、R₂的兩個(gè)定值電阻，請(qǐng)利用所學(xué)的物理知識(shí)，畫出相應(yīng)電路圖，標(biāo)出對(duì)應(yīng)物理量（自設(shè)相關(guān)物理量），推導(dǎo)出串聯(lián)電路的總電阻R與分電阻R₁和R₂的關(guān)系．
（2）現(xiàn)有兩盞規(guī)格為“12V  12W”的燈泡和一個(gè)12V的太陽能電池．請(qǐng)你利用上述結(jié)論計(jì)算：當(dāng)把這兩盞燈串聯(lián)接在太陽能電池上時(shí)，總功率是多少？（忽略溫度對(duì)電阻的影響）．

Answer 1

分析：在串聯(lián)電路中，電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和，通過各電阻的電流是相等的；知道歐姆定律公式I=UR及其變形公式U=IR，并會(huì)靈活運(yùn)用這些公式可推導(dǎo)出兩電阻的關(guān)系；
根據(jù)得到的串聯(lián)電路電阻關(guān)系和電功率公式求出電路的總功率．

解答：解：（1）如圖所示，設(shè)R₁、R₂兩端的電壓分別為U₁和U₂，通過的電流分別為I₁、I₂．串聯(lián)部分兩端的總電壓為U．
由歐姆定律可得：U=IR，U₁=I₁R₁，U₂=I₂R₂析．
根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律有：U=U₁+U₂，得IR=I₁R₁+I₂R₂．
因串聯(lián)電路中的電流處處相等，即I=I₁=I₂，所以R=R₁+R₂．
（2）燈泡的電阻為R₀=

U 2 額

P額

=

(12V)2

12W

=12Ω
∵電路中兩盞燈串聯(lián)，
∴總電阻為R=2R₀=2×12Ω=24Ω，
總功率為P_總=

U2

R

=

(12V)2

24Ω

=6W．
答：（1）總電阻R與分電阻R₁和R₂的關(guān)系是R=R₁+R₂．
（2）當(dāng)把這兩盞燈串聯(lián)接在太陽能電池上時(shí)，總功率是6W．

點(diǎn)評(píng)：本題要求掌握根據(jù)串聯(lián)電路電壓、電流特點(diǎn)，結(jié)合歐姆定律推導(dǎo)電阻關(guān)系的過程，并會(huì)靈活應(yīng)用它們．