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  • 填空题
    两个电热丝R1、R2，R1：R2=2：3，若将它们串联在电路中，它们两端的电压之比U1：U2=______，在相同的时间里，产生的热量之比Q1：Q2=______；若将它们并联在电路里，通过它们的电流之比I1：I2=______．
    本题信息：2008年巴中物理填空题难度一般 来源:未知
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本试题 “两个电热丝R1、R2，R1：R2=2：3，若将它们串联在电路中，它们两端的电压之比U1：U2=______，在相同的时间里，产生的热量之比Q1：Q2=______；若将它们并联在电...” 主要考查您对

电阻的串联

电阻的并联

串联电路的电压规律

焦耳定律及计算公式

焦耳定律的变形公式的应用

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电阻的串联：
串联电路的总电阻等于各串联电阻之和
(1)把几个导体串联起来，相当于增加了导体的长度，其总电阻一定比每一个导体的电阻大。

(2)由R=R1+R2+…+R4可推出，n个阻值均为Rn的电阻串联，其总电阻为R=nR0。
串联电路中电压分配特点：
在串联电路中，导体两端的电压跟导体的电阻成正比，即。
  如图所示，在串联电路中，根据欧姆定律的变形公式U=IR可得：电阻R1两端的电压U1=IR1，电阻R2两端的电压U2=IR2，所以，即，该式表明串联电路的电压分配特点。


如何理解“串联分压与并联分流”问题：
1．分压原理：根据串联电路的电流特点及欧姆定律可知，变形得，这便是分压原理，即在串联电路中，电压的分配与电阻成正比。
2．分流原理：在并联电路中，由于并联电路电压相等，由变形得，这就是分流原理，即在并联电路中，电流的分配与电阻成反比。

例1在如图所示的电路中，两只电流表的规格相同，电流表有两个量程(0～0．6A以及0～3A)。闭合开关s，电阻R1与R2中均有电流流过，两只电流表的指针偏转角度相同，则R1与R2的比值为(   )

解析：电流表A2测通过R2的电流，A1测干路中的电流，两只电流表的偏转角度相同，说明干路中的电流是R2支路中电流的5倍(注意：电流表的两量程是5倍关系)，则通过R1的电流是通过R2电流的4 倍，故R1：R2=I2：I1=1：4。

答案：C


电阻的并联：
并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和
(1)把n个导体并联起来，相当于增加了导体的横截面积，其总电阻比每一个导体的电阻都要小。

(2)由可推出

(3)由可推出，n个阻值均为R0的电阻并联，其总电阻为。
并联电路中的电流分配特点：
    在并联电路中，导体中的电流跟导体的电阻成反比即。
    如图所示，在并联电路中，根据欧姆定律，可得：通过电阻R1的电流，通过电阻R2的电流I2 =，因此，即，该式表明并联电路中的电流分配特点。

串、并联电路中电流、电压、电阻的规律：
串联电路 并联电路
电路图
电流 I总=I1=I2 I总=I1+I2
电压 U总=U1+U2 U总=U1=U2
电阻 R总=R1+R2（若n个相同的电阻R串联，则R总=nR）
（若n个相同的电阻R并联，则）
比例分配

串联电路电压规律：
在串联电路中，总电压等于各用电器两端的电压之和，即U=U1+U2+…+Un。

实验探究串联电路电压规律：
1．实验器材：电源、导线、开关、灯座、小灯泡、电压表。

2．实验电路图：如图甲所示。
 

3．实验步骤：
(1)按实验电路图连接好电路。连接电路过程中，开关应处于断开状态。
(2)将电压表并联在灯L1两端，测出Ll两端电压U1。在不超过量程的前提下，电压表量程应首选“0～3V”。
(3)合上开关后，将电压表的示数记录在下表中。
(4)用电压表分别测出L2两端电压U2、电路总电压U总，记下电压表示数，并填入表中。

4. 结论：串联电路中U总=U1+U2


用去表法分析电路的连接方式：
    由于电流表、电压表这些测量仪表的加入，使电路的分析成为学习的难点。初学时可先将这些测量仪表用等效法去掉，分清电路的基本构造后，再把电表添在原处，弄清电表所测物理量。
    去表法主要用于分析含有电流表和电压表的复杂的串、并联电路。
例1：在图示的电路中，电压表的示数分别为，电流表的示数分别为，那么下列关系式正确的是(   )

A.
B.
C.
D.

解析：先用“去表法”(将电流表看成导线，电压表看成断路)简化电路，可看出此电路为两个电阻串联的电路，总电压等于各部分电路两端电压之和，电流处相等。电压表分别测量两个电阻两端的电 压，测电路的总电压，故有，两个电流表分别测电路中两点的电流，是相等的，有。
焦耳定律：
1. 定义：电流通过导体时所产生的热量Q，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。

2. 公式：Q=I2Rt，适用范围：任何电路。

探究方法：
控制变量法：
(1)控制电流和电阻相同，研究电热与通电时间的关系
(2)控制通电时间和电阻不变，改变电流的大小，研究电热与电流的关系
(3)控制通电时间和电流不变，改变电阻大小，研究电热与电阻的关系

串并联电路电热关系：

串联电路中，电热之比等于电阻之比，
即（根据Q=I2Rt）
并联电路中，电热之比等于电阻的反比（或倒数比），即（根据：）

“焦耳定律”中的控制变量法：
     焦耳定律的实验运用了控制变量法，当两段电阻串联时，控制电流和通电时间相同，得出电流产生的热量与电阻大小有关，当两电阻并联时，控制电阻和通电时问不变，得出电流产生的热量与电流大小有关。
例：小宇和小刚想利用如图所示的装置来探究 “导体产生的热量与其电阻大小的关系”。两只相同的烧瓶中装有适量的煤油，烧瓶A中浸泡着一段铜丝，电阻较小；烧瓶B中浸泡着一段镍铬合金丝，电阻较大，温度计显示煤油的温度。

(1)为保证实验科学合理，两个烧瓶中所装煤油的质量应该____。
(2)实验中，小字和小刚发现B烧瓶中温度计的示数升高得快。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量______。

解析：(1)利用控制变量法在探究“导体产生的热量与其电阻大小的关系”时应控制其他因素不变，如煤油的质量，相同的烧瓶，相同的温度计等。
(2)B瓶中温度计升高得快，说明相同时间内煤油吸收的热量多，由于镍铬合金丝电阻大于铜丝电阻，所以在电流和通电时间相同时，导体电阻越大，产生的热量越多。

答案(1)相同(或相等或一样)(2)越大(或越多)


为什么电炉工作时“电炉丝热得发红而导线却不怎么热” ：
      由于电炉丝和导线串联在电路中，通过它们的电流相等，而电炉丝的电阻比导线的电阻大得多，根据 “在电流相等的条件下，电能转化成热时的功率跟电阻成正比”，Q=I2Rt可知，在通电时间相同时，电流通过电炉产生的热量比电流通过导线产生的热量要多得多．所以电炉丝热得发红，而导线却不怎么热。


纯电阻电路：
纯电阻电路就是除电源外，只有电阻元件的电路，或有电感和电容元件，但它们对电路的影响可忽略。电压与电流同频且同相位。电阻将从电源获得的能量全部转变成内能，这种电路就叫做纯电阻电路。　基本上，只要电能除了转化为热能以外没有其他能的转化，此电路为纯电阻电路。

事例：例如：电灯，电烙铁，熨斗，电炉等等，他们只是发热。它们都是纯电阻电路。但是，发动机，电风扇等，除了发热以外，还对外做功，所以这些是非纯电阻电路。白炽灯把90%以上的电能都转化为热能，只有很少转化为光能。所以，在中学电学计算中，白炽灯也近似看做纯电阻。而节能灯则大部分能量转换成了光能所以节能灯属于非纯电阻电路。这也是为什么白炽灯远比节能灯耗电的原因（节能灯几乎将电能全部转化为了光能）

焦耳定律的推导公式：，Q=UIt，适用范围，纯电阻电路。

电热器的“双挡”问题：
1．“双挡”中的电阻：电热器通常设计有“高温挡” 和“低温挡”。根据可知，当U一定时，电阻越大，电功率越小；电阻越小，电功率越大。所以高温挡总电阻最小，低温挡总电阻最大。
2．“双挡”的控制开关
(1)短路式
      两个电阻串联，把开关与其中一个电阻并联，如下图所示。

      当闭合开关时，有一个电阻短路，只有一个电阻工作，此时为高温挡；当断开开关时，两电阻串联，电阻大一些，电热器的功率小一些，此时为低温挡。
(2)单刀双掷式
    主要工作电阻放在干路上，一条支路用导线，一条支路连接在附加电阻上，如下图所示。

    当开关掷向附加电阻的支路时，两电阻串联，为低温挡；当开关掷向导线支路时，只有主要工作电阻工作，此时为高温挡。


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