问题引入
上节课的串联电路像一串珍珠,断了哪颗灯全灭;这节课把两个电阻并排接在电源两端, 各走各的通路——这就是并联电路。改变其中一个电阻,另一个还会正常工作吗? 干路上的电流又会怎样变?
动态观察
拖动右侧滑片改变 R₂ 的阻值,盯住三处红点:干路上的、R₁ 支路上的、R₂ 支路上的。
- 增大 R₂,观察干路上红点的疏密:它是变密了还是变稀了?
- 看 R₁ 支路上的红点:无论怎么拖 R₂,它的速度和密度变不变?
- 看左上角干路电流 I 与两支路电流 I₁、I₂ 的读数,试着找出数量关系。
规律发现
干路就像水管的主干,支路就像分出去的龙头:水闸(电阻)开得越大,那条支路流得越少, 但其他支路的水流不受影响。这个"互不影响"正是并联与串联最大的区别。
原理解释
并联电路中,每个支路的两个端点都直接接到电源的两极上, 所以每条支路两端的电压都等于电源电压——这就是 U₁ = U₂ = U。
电压相等,支路电流就只看自己:I₁ = U / R₁、I₂ = U / R₂。 电荷在干路的汇合点分成几路流走,最后又在下游汇合,所以流经干路的电荷总量 等于各支路之和,即 I = I₁ + I₂。
改变一条支路的电阻,只改变它自己的电流;其他支路的电压和电阻都没变, 电流自然不变。家庭电路里"关掉一盏灯其他灯照常亮",就是并联电路的功劳。
例题应用
电源电压 6 V,R₁ = 10 Ω 与 R₂ = 20 Ω 并联。
- 各支路电压:U₁ = U₂ = U = 6 V。
- 支路电流:I₁ = U / R₁ = 6 V ÷ 10 Ω = 0.6 A; I₂ = U / R₂ = 6 V ÷ 20 Ω = 0.3 A。
- 干路电流:I = I₁ + I₂ = 0.6 A + 0.3 A = 0.9 A。
- 检验:总电阻 R = U / I = 6 V ÷ 0.9 A ≈ 6.7 Ω,比任何一条支路都小。
并联电路中,把 R₂ 的阻值调大,R₁ 支路的电流 I₁ 会怎样变化?
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U₁ 始终等于电源电压,R₁ 也没变,所以 I₁ = U / R₁ 不变。 并联各支路互不影响。
电源电压 6 V,R₁ = 10 Ω 与 R₂ = 20 Ω 并联,干路电流是多少安?
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I₁ = 6 ÷ 10 = 0.6 A,I₂ = 6 ÷ 20 = 0.3 A, 干路电流 I = 0.6 + 0.3 = 0.9 A。
并联电路中,两条支路两端的电压各是多少?
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每条支路的端点都直接接在电源两极上,所以 U₁ = U₂ = U, 而不是像串联那样分压。