高二物理串联电路和并联电路典型例题

串联电路和并联电路典型例题串联电路和并联电路典型例题 例例 1 1 电阻 R1和 R2分别标有规格 100 4w 和 12 5 8w 将它们串联起来之后 能承受的最大电压是 A 30V B 90V C 22 5V D 25V 正确解答正确解答 R1 R2的额定电流分别为 由于 R1中允许通过的最大电流也就是串联电路中允许通过的最 大电流 有 Um I1 R1 R2 0 2 100 12 5 22 5 V 应选 应选 C C 例例 2 2 一盏弧光灯的额定电压是 40V 正常工作时的电流是 5A 如何把它接入电压恒为 220V 的照明线路上才能正常工作 分析分析 由于电源电压大于弧光灯的额定电压 为了使它正常工 作 可采用串联分压的办法 解解 设弧光灯的电阻为 R1 额定电压 U1 40V 需串联的电阻为 R2 电源电压 U 220V 电路如图所示 方法 1 因串联电阻 R2上分到的电压 U2 U U1 通过它的电流就 是弧光灯的工作电流 所以其电阻值 方法 2 接入 220V 电路时能正常工作的总电阻 弧光灯发光时的电阻 所以应串联的电阻 R2 R R1 44 8 36 方法 3 由串联电阻上分配到的电压 U2 根据串联分压得 例例 3 3 甲 乙两个同种材料制成的保险丝 直径分别是 d1 0 5mm 和 d2 1mm 熔断电流分别为 2A 和 6A 把以上两根保险丝各 取等长一段并联后再接入电路中 允许通过的最大电流是 A 6 0A B 7 5A C 8 0A D 10 0A 因熔断电流 I2为 6A 故通过 R1的电流只能是 I 1 1 5A 所以电路中 允许通过的最大电流为 Im I1 I2 1 5 6 7 故选 B 例例 4 4 如图所示电路 R1 2 R2 3 R3 4 1 如已知流过电阻 R1的电流 I1 3A 则干路电流多大 2 如果已知干路电流 I 3A 流过每个电阻的电流多大 分析分析 1 由 I1 R1可算出并联电路的电压 即可算出 I2 I3 总电流 I I1 I2 I3 2 先可算出并联总电阻 R 由 I 与 R 的反比关系可算出每个电阻的电流 解解 1 并联电路的电压 U I1R1 3 2V 6V 流过电阻 R2 R3的电流分别为 所以干路电流为 I I1 I2 I3 3 2 1 5 A 6 5A 2 设并联电路总电阻为 R 则 通过各个电阻的电流分别为 说明说明 对第 1 小题也可应用电流与电阻的反比关系 由 I1R1 I2R2 I3R3 但必须注意 不要根据并联电路上电流与电阻成反比 把这三个 电阻中电流的关系错写成 I1 I2 I3 R3 R2 R1 例例 5 5 如图所示电路中 R1 R2 R3的额定功率均为 1W 额定电 压为 4V 这个电路允许消耗的电功率多大 这时电路两端 AB 间的电 压多大 分析分析 由于三个电阻相同 而并联部分的电阻小于 R1的电阻 因此无法同时保证三个电阻都得到额定电压 只能保证 R1 在额定电 压下工作 解解 设 R1 R2 R3 R 因 所以当电阻 R1达额定电压值时 R2 R3上的电压仅为额定值的一 半 即 UR1 4V UR2 UR3 2V 电路允许消耗的电功率为 PAB P1 P2 P3 1 5W 这时电路 AB 两端间的电压 UAB UR1 UR2 6V 例例 6 6 如图所示的电路中 三个电阻的阻值相等 电流表 A1 A2和 A3的内电阻均可忽略 它们的示数分别为 I1 I2和 I3 则 I1 I2 I3 分析分析 从左到右把电阻两端记为 a b c d 该电路中共有三 条支线 第一支线由 a 点经 A2到 C 点 再经 R 到 d 点 第二支线由 a 点经 A2到 C 点 经 R 到 b 点 经 A3到 d 点 第三支线由 a 点经 R 到 b 点 再经 A3到 d 点 因此 画出的等效的电路如图所示 不计电流表内电阻时 三个电阻并联 设总电流为 I 则通过每 个电 其中 电流表 A1测量的是总电流 即 I1 I 电流表 A2测量的是流 两支路中的电流 答答 3 2 2 例例 7 7 如图所示电路中 各电阻阻值已标出 当输入电压 UAB 110V 时 输出电压 UCD V 分析分析 电路的总电阻为 由串联分压得并联部分上的电压为 同理 得电阻 R 上分到的电压 即输出电压 答答 1 说明说明 本题也可采用反向试探法 设电阻 R 上输出电压 UCB 1V 由串联分压知 阻值为 9R 的电阻上的电压为 9V 故并联部 分的电压为 10V 因并联部分的电阻 又由串联分压得阻值为 10R 的电阻上的电压为 100V 所以要求 的输入电压 UAB 100V 10V 110V 它正好符合题中条件 可知电阻 R 上的输出电压确为 IV 若电路中实际输入电压仅为 UAB 55V 则电阻 R 上的输出电压为 UR UCB 0 5V 其他情况可参照类推 例例 8 8 一滑动变阻器 R1与三个电键 K1 K2 K3和一个负载电阻 R2 组合成如图所示电路 分别指出当变阻器处于下述三种状况下 对负 载电阻 R2的控制作用是什么 并指出使用中的注意点 1 K1 K3均断开 而 K2接通时 2 K3断开 而 K1 K2均接通时 3 K1 K2 K3均接通时 分析分析 此题为考察滑动变阻器用法的一个综合的习题 应对滑动 变阻器的结构有所了解 滑动变阻器有 4 个接线柱 a b c d 滑片 p 可以滑动 当 a c 接入电路时 滑动变阻器左边电阻丝 pa 是有用的 p 向右滑动 电阻丝变长 连入电路中的电阻变大 类似的接法还有 a 和 d b 的 c d 和 b 接入电路 c 和 d a 和 b 接 a 电路是错误的 前者使变阻 器短路 后者不能改变电阻 且有可能损坏其他电路元件 切记不能 这样连接 上述连接有两个接触点 还可采用有三个接触点的接法 即 a b 两个端点和 c d 中的一个端点 另外 此题求解中应画出不同情况下的电路简化图 解答解答 1 当 K1 K3断开 K2接通时电路结构如图 1 所示 R1和 R2为 串联限流 作用 变阻器 R1的起始电阻应大些 这样将会对 R2起 保护作用 2 当 K3断开 K1 K2接通后 电路结构如图 2 所示 变阻器 R1对负载电阻 R2起 并联分压 作用 此时变阻器的接法必须用三个 接触点 只有当 R1下半部分的起始电阻较小时 才能对负载 R2起保 护作用 加在 R2上的电压随 P 的上下移动而改变 向上移动 U2变大 反之 U2变小 3 当 K1 K2 K3均接通时 电路结构如图 3 所示 设电路中 的总电流保持不变 且大于 R2允许通过的最大电流 即 I I2 0 24A 用时 R1起始电阻应小些 必须用三个接触点的接法 严忌 R1断