探究实验

探究串联和并联电路的总电阻

江苏南京29中致远校区　殷发金

实验目的：

1．巩固串联电路中的电流、电压和电阻的关系。

2．利用等效替代的方法来探究串联和并联电路的总电阻与各电阻之间的关系。

3．巩固电路设计及实物连接。

实验原理：

等效替代法：当两个电阻R₁、R₂接入电路，如果利用一个电阻R替代这两个电阻，使同一电路中的电流相同，则此电阻R就是电阻R₁、R₂的总电阻。

实验器材：

电源、开关、导线、阻值不同的电阻若干、电阻箱、电流表、电压表、滑动变阻器等。

实验步骤：

一、串联电路的总电阻

1．把电阻R₁、R₂串联接入电路，设计电路如图1所示。

图1

2．根据电路图，连接实物，检查电路无误后，闭合开关S、S₁。

3．调节滑动变阻器的滑片P，读出电流表的示数为I。

4．断开开关S₁，再闭合开关S₂，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数也为I。

5．读出电阻箱的示数为R₀，把R₀、R₁、R₂的阻值填入表格中。

6．换用不同阻值的R₁、R₂接入电路，多次进行实验，把数据填入表格中。

7．比较电阻R₀、R₁、R₂的大小关系。

次数	电阻R1/Ω	电阻R2/Ω	电阻R0/Ω
1
2
3

分析：通过实验数据分析可知，串联总电阻等于各电阻之和。即R=R₁+R₂。

二、并联电路的总电阻

1．把电阻R₁、R₂并联接入电路，设计电路如图2所示。

图2

2．根据电路图，连接实物，检查电路无误后，闭合开关S、S₁。

3．调节滑动变阻器的滑片P，读出电流表的示数为I。

4．断开开关S₁，再闭合开关S₂，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数也为I。

5．读出电阻箱的示数为R₀，把R₀、R₁、R₂的阻值填入表格中。

6．换用不同阻值的R₁、R₂接入电路，多次进行实验，把数据填入表格中。

7．比较电阻R₀、R₁、R₂的大小关系。

次数	电阻R1/Ω	电阻R2/Ω	电阻R0/Ω
1
2
3

分析：通过实验数据分析可知，并联总电阻小于各支路电阻，进一步分析可得出，并联总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即。

操作提示：

1．本实验探究是利用了等替代的方法，当两个电路接入电路，与一个电阻接入同一电路的作用效果相同，则此电阻就为那两个电阻的总电阻。

2．在实验中要注意连接电路时开关要断开，滑动变阻器的滑片移至阻值最大端。

3．在实验的过程中，滑动变阻器阻值在开关S、S₁闭合后调节，但在开关S、S₂闭合时，就不能再调节了。

4．在等效替代时，可以使用电流相等，也可以采用电压相等，如图3所示。

图3

5．本实验采用了等效替代的方法来研究串联和并联的总电阻，也可以采用伏安法测电阻的方法来测串联和并联的总电阻（如图4所示）。再比较串联和并联总电阻与电阻R₁、R₂的关系。

图4