第八讲 电路 第二节 串联、并联与混联电路-2021年初中物理竞赛及自主招生专题讲义(附详解)
【内容简介】在电路中,用电器按照不同的方式连接起来,就组成了串联、并联和混联电路。不同连接方式所对应的电压、电流等的规律也不相同。一、串联电路1.串联电路的定义串联电路是指各用电器沿着单一路径顺次连接在一起,电流只沿着一条路径流动的电路。图8.10为常见的串联电路。2.串联电路的规律以图8.10为例,设串联电路的总电压为 ,总电流为 ,各电阻两端电压分别为 , , ,流过各电阻的电流分别为 , , ,串联的总电阻为 ,则申联电路的规律可总结如下:(1)串联电路电流处处相等: 。(2)串联电路两端总电压等于各电阻两端电压之和: 。(3)串联电路的总电阻等于各电阻之和: ;串联电路的总电阻大于其中任何一个电阻,串联电路中任一电阻增大,总电阻也增大。(4)串联电路各电阻两端的电压与其阻值成正比: 。二、并联电路1.并联电路的定义各用电器连接时,首端连接在一起作为首端,尾端连接在一起作为尾端,电流分别流过各个用电器的电路叫做并联电路。图8.11为常见的并联电路。2.并联电路的规律以图8.11为例,设并联电路总电压为 ,总电流为 ,各电阻两端电压分别为 , , ,流过各电阻的电流分别为 , , ,并联的总电阻为 ,则并联电路的规律可总结如下:(1)并联电路各电阻(或支路)两端电压相等: 。(2)并联电路干路上的电流等于各支路电流之和: 。(3)并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和: ;并联电路的总电阻小于任何一个支路电阻,且总电阻与最小的支路电阻更接近。并联电路中任一电阻增大,总电阻也增大。(4)并联电路各电阻通过的电流与电阻阻值成反比: 。三、混联电路1.混联电路的定义混联电路是指用电器的连接方式中,既有串联方式又有并联方式。图8.12(a)为典型的混联电路。 在混联电路中,弄清楚各个用电器的连接方式是关键。在图8.12(b)中,虚线框 中的电阻 , 并联,然后虚线框 再与 串联组成虚线框 ,虚线框 与电阻 并联组成虚线框 ,虚线框 最后与电阻 串联,即为整个电路的总电阻 。其中:虚线框 内的等效电阻为 ,虚线框 内的等效电阻为 ;虚线框 内的等效电阻为 ,电路总电阻为 。2.混联电路的电压、电流关系在图8.12(b)中,设电源电压为 ,通过电源的电流为 ,电阻 两端的电压分别为 ,通过它们的电流分别为 ,则有:在虚线框 中,有 。在虚线框 中,有 , 。在虚线框 中,有 , 。电源电压 。分析清楚电路的连接方式和各个用电器电压、电流之间的关系,是解决混联电路问题的关键。例1 (上海第26届大同杯初赛)三个阻值相等的电阻 和电阻 , , 组成如图8.13所示的电路,且 。若电阻 两端的电压为 ,电阻 两端的电压为 ,则电阻 两端的电压为( )。A. B. C. D. 分析与解 本题是典型的混联电路问题,解题的关键是弄清楚各个电阻之间的连接关系,以及它们电压、电流之间的关系。设 , , 两端电压分别为 , , ,通过的电流分别为 , , ,根据电路图,电阻 与 串联后再与 并联,则有
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