“并同串反”规律及其应用
-
“串反并同”规律及其应用
某电阻变大时
p>
,
该电阻电流所经过的用电器的电流
,
p>
电压
,
电功率均变小
;
所未经过的用电器的
电流
,
电压
,
电功率均变大
.
一、电流随电阻变化的“串反并同”规律
如图
1
所
示电路,当变阻器R
W
的滑动触头P向左滑动时,各电阻上的电
流怎样变化
?
图
1
图
2
分析
当变
阻器R
W
的滑动触头P向左滑动时,
R
W
的阻值减小,
整个电路中的总电阻减
小,根据I=E/(R+r)可知,电路中的总电流增大;进而根据U
< br>端
=E-Ir可知,
电路端电压减小;根据U
3
=U
端
可知,R
3
两端的电压U
3
减
小;根据I
3
=U
3
< br>/R可知,I
3
减小;根据I
2
=I-I
3
可知,I
< br>2
增大;根据U
2
=I
2
R
2
可知,U
2
增大;根据U
1
=
U
端
-
U
2<
/p>
可知,
U
1
减小
;
根据I
1
=U
1
/R
1
可知,
I
1
减小;
根据I
W
=I
2
-I
1
可知,
I
W
增大.
分
析过程如图
2
所示.
从上面
的分析可以看出:当R
W
减小时,通过跟R
W
串联的电阻R
2
以及电源中的电
流增
大,跟R
W
并联的电阻R
1
、R
3
中通过的电流
减小.同理,当R
W
增大时,通过跟R
W
串联的
电阻R
2
以及电源中的电流减小,跟R
W
并联的电阻R
1
、R
3
中通过的电流增大
.由此可以得
出如下规律:
变化电阻、
电源以及其它用电器串联构成的闭合电路中电流的变化,
总是与电阻的变化
相反;
而跟变化电阻
并联的支路中电流的变化,
总是与电阻的变化相同.
这就是电流
随电阻
而变化的“串反并同”规律.
二、对“串反并同”规律的解释
<
/p>
一般而言,
电阻变化的电路都可以简化为如图
< br>3
所示的串联电路和如图
4
所示
的并联电
路.
图
3
图
4
对
于图
3
所示的电路,当开关S闭合时,根据欧姆定律,电路中的
电流为
I=E/r+R
0
+R
W
.
①
由①
式可看出,当R
W
增大时,I减小;当R
W
减小时,I增大.也就是说,在由变化电
阻、电源以及其它
用电器串联构成的闭合电路中,电流的变化总是与电阻的变化相反.
对于图
4
所示的电路,当开关S闭合时,根据欧姆定律,通过电源的电流为
I=E/(r+(R
0
R
W
/
(R
0
+R
W
))),
②
R<
/p>
0
两端的电压为
U=E-Ir,
③
或
U=I
0
R
0
,
④
由②、③、④式可得通过R
0
的电流为
p>
I
0
=E/((rR
0
/
R
W
)+(r+R
0
)).
⑤
由⑤
式可以看出,I
0
随R
W
的增大而增大,随R
W
的减小而减小.也就是说,在
跟变化
电阻并联的支路中,电流的变化与电阻的变化相同.
三、“串反并同”规律的应用
对于涉及电阻变化的问题,运用上述“串反并同”规律都能
够迅速而准确地进行解
答.下面以几道高考题为例,说明“串反并同”规律的应用.
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1
.根据可变电阻的变化情况,推断通过某用电器的电流的变化情况.
例
1
p>
(
1992
年全国高考题)
在如图
5
所示的电路中,电
池的电动势为E,内阻为r,
R
1
和R
2
是两个阻值固定的电阻,
当可变电阻
R的滑片向a点移动时,
通过R
1
的电
流I
1
和
通过R
2
的电流I
2
将发生如下的变化
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