串并联电路-焦耳定律

高三年级物理导学案（34）编写人：王渊班级：姓名：教学课题：串并联电路焦耳定律核心知识：一、串并联电路分析常用的推论1．串联电路：串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻．若n个相同的电阻串联，总电阻R总＝nR.2．(1)并联电路：并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻．(2)n个相同的电阻并联，总电阻等于其中一个电阻的eq\f(1,n).即R总＝eq\f(1,n)R.(3)两个电阻并联时的总电阻R＝eq\f(R1R2,R1＋R2)，当其中任一个增大或减小时总电阻也随之增大或减小．由此知：多个电阻并联时，其中任一个电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小．3．无论是串联电路，还是并联电路，或者是混联电路，只要其中一个电阻增大(或减小)，总电阻就增大(或减小)．4．无论电路怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总等于各电阻(用电器)耗电功率之和．二、电功与电热的计算1．W＝IUt普遍适用于计算任何一段电路上的电功．P＝IU普遍适用于计算任何一段电路上消耗的电功率．2．Q＝I2Rt，只用于计算电热．3．对纯电阻电路来说，由于电能全部转化为内能，所以有关电功、电功率的所有公式和形式都适用，即W＝IUt＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t，P＝IU＝I2R＝eq\f(U2,R).4．在非纯电阻电路中，总电能中的一部分转化为热能，另一部分转化为其他形式的能，即：W总＝UIt＝E其他＋Q，电热仍用Q＝I2Rt计算．这时，W总＝IUt>Q＝I2Rt，同理P总>P热．三、用电器正常工作的分析方法用电器正常工作的条件：(1)用电器两端的实际电压等于其额定电压．(2)用电器中的实际电流等于其额定电流．(3)用电器的实际电功率等于其额定功率．如果以上三个条件中的任何一个得到满足，其余两个条件必定同时满足．课堂探究1、如下图所示，额定电压都是110V，额定功率PA＝100W，PB＝40W的两灯泡，接在220V电路上使用，使电灯能够正常发光，且电路中消耗电能最小的电路是哪一个()．C[根据P＝eq\f(U2,R)知R＝eq\f(U2,P)，按题目已知PA>PB，则RA<RB.对于A、B电路，B的电压大于A的电压，B灯将烧毁，两灯不能正常发光，故本题A、B均错．C电路中通过变阻器调节，可使左右两部分电阻相等，即均在110V额定电压下工作而正常发光，P总＝2PA＝200W.D电路中若通过变阻器调节，左右两部分电阻也可能相等，保证A、B两灯均在110V下工作而正常发光，易知P总＝2(PA＋PB)＝280W，故C对，D错．]2．有一内电阻为4.4Ω的电解槽和一盏标有“110V，60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端，灯泡正常发光，则()A．电解槽消耗的电功率为120WB．电解槽的发热功率为60WC．电解槽消耗的电功率为60WD．电路消耗的总功率为60WC[灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110V电压，且干路电流I＝I灯＝eq\f(60W,110V)，则电解槽消耗的功率P＝P灯＝60W，C对，A错；电解槽的发热功率P热＝I2R＝1.3W，B错；整个电路消耗的功率P总＝220V×eq\f(60W,110V)＝120W，D错．]3．如图所示，有一个提升重物用的直流电动机，电阻为r＝0.6Ω，电路中的固定电阻R＝10Ω，电路两端的电压U＝160V，电压表的示数U′＝110V，则通过电动机的电流是多少？电动机的输入功率和输出功率又各是多少？5A550W535解析在处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能的转化和守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系而求解．电阻R与电动机串联，电流相等，对电阻R根据欧姆定律得：I＝eq\f(U－U′,R)＝eq\f(160－110,10)A＝5A电动机的输入功率P＝IU′＝5A×110V＝550电动机的发热功率P1＝I2r＝52×0.6W＝15W所以电动机的输出功率P出＝P－P1＝535W课后训练4．下列说法中正确的是()A．一个电阻和一根无电阻的理想导线并联，总电阻为零B．并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻C．并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻也增大D．并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻一定减小5．电阻R1、R2、R3串联在电路中．已知R1＝10Ω、R3＝5Ω，R1两端的电压为6V，R2两端的电压为12V，则()A．电路中的电流为0.6B．电阻R2的阻值为20ΩC．三只电阻两端的总电压为21VD．电阻R3两端的电压为4V6．关于四个公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝eq\f(U2,R)；④P＝eq\f(W,t)，下列叙述正确的是()A．公式①④适用于任何电路的电功率的计算B．公式②适用于任何电路的热功率的计算C．公式①②③适用于任何电路电功率的计算D．以上均不正确7．一台额定电压为U的电动机，它的电阻为R，正常工作时通过的电流为I，则()A．电动机t秒内产生的热量是Q＝UItB．电动机t秒内产生的热量是Q＝I2RtC．电动机的功率为P＝I2RD．电动机的功率为P＝U2/R4．ABC[由并联电路的特点知：并联电路的总电阻比各支路中的任意一个分电阻的阻值都要小且任一支路电阻增大时(其他支路不变)，总电阻也增大，所以A、B、C对，D错．]5．ABC[电路中电流I＝eq\f(U1,R1)＝eq\f(6,10)A＝0.6A；R2阻值为R2＝eq\f(U2,I)＝eq\f(12,0.6)Ω＝20Ω，三只电阻两端的总电压U＝I(R1＋R2＋R3)＝21V；电阻R3两端的电压U3＝IR3＝0.6×5V＝3V．]6．AB[P＝UI、P＝eq\f(W,t)适用于任何电路的电功率的计算，而P＝I2R、P＝eq\f(U2,R)只适用于纯电阻电路的电功率的计算，故A正确，C错误．P＝I2R适用于任何电