例1将两个定值电阻R1“4?,1A”和R2“1?,2A”并联起来使用,为使电阻不被烧坏,干路中的最大电流应不超过( )
A.2.5A
B.1.5A
C.3A
D.2A
【错解】因为干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流等于1A+2A=3A。
【错解原因】没考虑并联电路各支路电压相等的规律。
【正解】定值电阻R1允许加的最大电压为U1=I1R1=1A×4?=4V,定值电阻R2允许加的最大电压为U2=I2R2=2A×1?=2V,根据并联电路电压相等的关系,R1和R2并联后的最大电压为2V,所以通过R2的电流为2A,通过R1的电流为I1=U/R1=2V/4?=0.5A,则干路中的电流为2.5A,故选A。
例2学校实验室有一只标有“10?,1A”的指示灯和一只标有“20?,1A”的滑动变阻器,一位同学把它们并联后接在电路中,指示灯正常工作的电压是_____V,此时干路中允许通过的最大电流为______A。
【错解(第二空)】指示灯允许加的最大电压为U1=I1R1=1A×10?=10V,滑动变阻器允许加的最大电压为U2=I2R2=1A×20?=2V,根据并联电路电压相等的关系,指示灯和滑动变阻器并联后的最大电压为10V,所以通过指示灯的电流为1A,通过滑动变阻器的电流为I1=U/R1=10V/20?=0.5A,则干路中的电流为1.5A.。
【错误原因】把滑动变阻器当成定值电阻,认为其阻值是20?不变。
【正解】该滑动变阻器的阻值可在0--20?之间变化,当电路两端电压为10V,滑动变阻器电阻为10?时,通过滑动变阻器的电流好是1A,刚好是允许通过的最大电流。所以干路中的最大电流为1A+1A=2A。
例3小明利用标有“6V 6W”的灯泡L1和“6V 3W”的灯泡L2进行实验。A、B
(1)当L1正常发光时,通过L1的电流为A。
(2)如图甲所示:A、B分别为通过灯泡L1和L2中的电流随两端电压变化关系的曲线。现将两灯连入图乙所示电路中,使其中一个灯泡正常发光时,电路消耗的总功率为W。
【错解(第二小题)】L1正常发光时的电流I1=P1/U1=6W/6V=1A,L2正常发光时的电流I2=P2/U2=3W/6V=0.5A,当两个灯泡如图乙串联连接时正常发光的是L2,此时电路中的电流是0.5A,其功率为3W;L1的阻值R1=U1/I1=6V/1A=6?,则此时L1两端电压P1实=I2R=(0.5A)2×6?=1.5W,电路消耗的总功率为3W+1.5W=4.5W。
【错误原因】错误的认为L1的电阻固定不变,没观察图甲中的电流、电压变化图像。从图中可以看出,两个灯泡的电流与其两端的电压变化并不成正比,因为A、B是两条曲线,而不是直线。
【正解】当其中一个灯泡正常发光时,这个灯泡就是L2,此时电路中的电流是0.5A,其功率为3W。观察图甲,当电流为0.5A,与曲线A相交点的横坐标──电压为2V,可知L2此时的实际功率为P=UI=2V×0.5A=1W,电路消耗的总功率为3W+1W=4W。
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