并联电路和串联电路讲解

你知道家用电器的连接方式都是用并联 而为什么不用串联呢 1 电流关系 1 如下图所示 串联电路各处的电流相等 即 I0 I1 I2 I3 2 如下图所示 并联电路的总电流等于各支路电流之和 即 I0 I1 I2 I3 2 电压关系 1 串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和 2 并联电路的总电压与各支路电压相等 分析串联电路和并联电路的电压关系主要利用电势差的计算式UAB A B来处理 3 电阻关系 1 如下图所示 串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和 即 R R1 R2 4 关于电阻的几个常用推论 1 串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻 2 并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻 且小于其中最小的电阻 5 关于电压和电流的分配关系 1 串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比推导 在串联电路中 由于U1 I1R1 U2 I2R2 U3 I3R3 Un InRn 而I I1 I2 In 2 并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比 推导 在并联电路中U1 I1R1 U2 I2R2 U3 I3R3 Un InRn 而U1 U2 Un 所以有I1R1 I2R2 InRn I总R总 U 1 在电路电压超过用电器额定电压时 可以串接一个分压电阻 在电路中电流超过某元件的额定电流时 可并联一个分流电阻 2 串联和并联的总电阻是串联和并联的等效电阻 计算等效电阻时 首先分清串并联关系 1 限流接法如下图所示 电路中滑动变阻器的作用是用来控制电路中的电流 移动滑动变阻器的滑动片P可以改变连入电路中的阻值 从而控制负载R中电流的大小 图中滑动片滑至B端时 连入电路中的电阻值为最大值 此时电流最小 因此 在一些具体电路中 在闭合开关前 应使P移至B端 2 分压接法如下图所示 电路中滑动变阻器的作用是来调节负载R上的电压 由电路分析可知 连接方式为AP间的电阻与R并联 然后与PB间的电阻串联 因此当滑动片由A向B移动时 加在R上的电压渐渐增大 所以 在一些具体电路中 在闭合开关前 应使P移至A端 此时R上的电压为零 3 两种连接方法的选择通常滑动变阻器以限流接法为主 但在下列三种情况下 必须选择分压式连接方法 1 若采用限流式不能控制电流满足实验要求 即若滑动变阻器阻值调到最大时 待测电阻上的电流 或电压 仍超过电流表 或电压表 的量程 或超过待测电阻的额定电流 则必须选用分压式 2 若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多 以致在限流电路中 滑动变阻器的滑动片从一端滑到另一端时 待测电阻上的电流或电压变化范围不够大 此时 应改用分压式电路 3 若实验中要求电压从零开始连续可调 则必须采用分压式电路 1 限流式接法电压调节范围较小 而分压式接法电压调节范围较大 2 滑动变阻器接入电路时 金属杆的两个端点不能同时接入电路 3 在限流电路中 一般变阻器上 下各有一个接线柱接入电路 分压电路中变阻器上电阻丝两端的接线柱同时接入电路 而金属杆两端的接线柱只能有一个接入电路 例1如右图所示的电路中 R1 8 R2 4 R3 6 R4 3 1 求电路中的总电阻 2 加在电路两端的电压U 42V时 通过每个电阻的电流是多少 答案 1 14 2 I1 I2 3A I3 1A I4 2A 反思提升 处理电路问题关键是抓住串联或并联电路的电压 电流关系 灵活应用分压 分流关系计算求解 变式训练1 1一个T形电路如图所示 电路中的电阻R1 10 R2 120 R3 40 另有一测试电源 电动势为100V 内阻忽略不计 则 A 当cd端短路时 ab之间的等效电阻是40 B 当ab端短路时 cd之间的等效电阻是40 C 当ab两端接通测试电源时 cd两端的电压为80VD 当cd两端接通测试电源时 ab两端的电压为80V AC 答案 AC分析 本题考查电路的串 并联知识 熟练掌握串 并联电路的特点是解答该类题的关键 小结 串 并联电路的知识在电路分析中起着至关重要的作用 如果能够熟练应用串 并联电路的电压 电流分配关系 便可大大提高解题速度 例2如图所示的电路中 AB间的电压为30V 改变滑动变阻器触头的位置 求电压表示数变化的范围是多少 答案 10V 20V分析 电压表处可认为断路 滑动触头移动时 电路组成是三个电阻串联关系不变 滑到不同位置 电压表测量的是不同段电路的电压 解析 滑片在最左端时 测量的是右边两个电阻的分压 反思提升 1 解答有关滑动变阻器的问题时 关键是弄清楚滑动变阻器采用的哪种接法 2 两种接法的判断容易犯的错误是只从表面上看有几个接线柱与电路连着 不从变阻器在电路中的作用角度区分 误把限流式接法当成分压式接法 变式训练2 1如图所示 滑动变阻器R1的最大值是200 R2 R3 300 A B两端电压UAB 8V 1 当开关S断开时 移动滑动片P R2两端可获得的电压变化范围是多少 2 当S闭合时 移动滑动片P R2两端可获得的电压变化范围又是多少 分析 先认清电键S断开 闭合时的滑动变阻器的接法 再根据串并联关系结合滑片位置计算R2获得的电压范围 例3 海南期末 如下图 左 所示 设R1 R2 R3 R4 R 求开关S闭合和断开时 A B两端电阻之比 答案 5 6解析 用电流分支法简化电路 由A经R1到B为第一支线 由A经R2到C再到B为第二支线 由A经R3到D再经R4到B为第三支线 C D间接S 如上图 右 所