Question

通過實驗探究同學們知道了串聯電路電流、電壓規律，那么串聯電路的電阻規律又是怎樣的呢？
（1）現有阻值為R₁、R₂的兩個定值電阻，請利用所學的物理知識，畫出相應電路圖，標出對應物理量（自設相關物理量），推導出串聯電路的總電阻R與分電阻R₁和R₂的關系．
（2）現有兩盞規格為“12V  12W”的燈泡和一個12V的太陽能電池．請你利用上述結論計算：當把這兩盞燈串聯接在太陽能電池上時，總功率是多少？（忽略溫度對電阻的影響）．

Answer 1

【答案】分析：在串聯電路中，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，并會靈活運用這些公式可推導出兩電阻的關系；
根據得到的串聯電路電阻關系和電功率公式求出電路的總功率．
解答：解：（1）如圖所示，設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．
根據串聯電路電壓規律有：U=U₁+U₂，得IR=I₁R₁+I₂R₂．
因串聯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R===12Ω
∵電路中兩盞燈串聯，
∴總電阻為R=2R=2×12Ω=24Ω，
總功率為P_總===6W．
答：（1）總電阻R與分電阻R₁和R₂的關系是R=R₁+R₂．
（2）當把這兩盞燈串聯接在太陽能電池上時，總功率是6W．
點評：本題要求掌握根據串聯電路電壓、電流特點，結合歐姆定律推導電阻關系的過程，并會靈活應用它們．