串联电路电压规律


原文章:

各位观众朋友们,大家好!我是江右老王,今天跟大家谈一谈初三物理里关于串联和并联电路中电压规律的知识点。

串联和并联电路的规律,简单来说就是关于两个公式的内容,大部分同学都能背下来。

串联电路电压规律

简化成两句话:

1. 在串联电路中,电源两端电压等于各个电器两端电压的和!换句话说,所有电器两端的电压之和等于电源两端的电压。

2. 在并联电路中,电源两端电压等于各支路电器两端电压,且相等。需要注意的是,干路中没有电器,如果有电器会分走部分电压。所以准确来说,各支路两端的电压相等,包括支路中所有电器。还有一点,同一电路中两端电压相等的两个电器不一定并联,不要混淆。

那么,我们只需要背下来就可以了吗?当然不行,这样学习这个知识点,做题时还是可能出错。掌握它的最好方法就是自己动手做实验,按照课本的要求。

串联电路电压规律

如上图所示,按照要求连接串联电路的实物图。然后分别测量 AB、AC、BC 两端的电压。测量一组数据后,更换灯泡。重复多次实验,我们会得到多组数据。当我们研究这些数据时,会发现 AC 两端的电压等于 AB 和 BC 两端的电压之和。这个规律具有普遍性。基于此,我们得出的结论是:在串联电路中,电源两端电压等于各个电器两端电压的和!

类似地,并联电路中的电压规律也是如此。通过多次实验,我们通过研究数据发现:在并联电路中,电源两端电压等于各支路电器两端电压,且相等。

一般来说,出题方式不外乎这几种:

串联电路电压规律

串联电路电压规律

如图所示,这是一道中考题,它会测试实物图的连接、电表的读数和滑动变阻器的使用等相对简单的内容。下面更换电阻后如何移动滑动变阻器,以及实验目的等,则会测试我们对实验的理解。如果理解不到位,就会遇到大问题。

比如,如果将 5Ω 的电阻更换为 10Ω 的电阻,我们接下来该如何调整滑动变阻器。不理解的学生可能不知所措。需要回到题目中:这是 “探究电流与电阻的关系”。欧姆定律中共有三个物理量,要研究两个物理量之间的关系,需要控制剩余的那个物理量。这里就是电压!我们在 “探究电流与电阻的关系”实验中,电压表的示数必须保持不变。更换为较大电阻后,根据串联电路的分压原理,电阻越大,其两端的电压越大。更换的电阻更大,则其两端的电压会增加。这时,我们需要通过调整滑动变阻器的电阻值,减小这个电阻两端的电压,因此需要调大滑动变阻器的电阻值。

最后一个问题实际上就是欧姆定律的应用,以及串联和并联电路中电流、电压的规律。当两个开关都闭合时,题目告诉我们此时的电流为 I,观察电路图可以知道两个电阻之间的关系是并联的,因此通过 R0 和 Rx 的电流之和为 I。第二种情况是 S 闭合,S1 断开。此时 I1 就是通过 Rx 的电流。根据这两个条件,我们可以求出通过 R0 的电流为 I-I1。

那么我们可以求出电源电压:U=R0(I-I1。后面要求 Rx=U/I1=R0(I-I1/I1。

解决此类问题,基本方法是求电流、电压和电阻,以及掌握实验原理。如果能熟练掌握串联和并联电路中电流、电阻和电压的规律,那么就没有难题了,只不过是识别电路图。

精简修改

串并联电路的电压规律,总结起来就是两个公式,背下来即可。

串联电路:电源电压 = 电器电压之和

并联电路:电源电压 = 支路电压

掌握这些规律需要亲自动手做实验,根据实验数据总结规律,验证公式。

应用这些规律解题时,注意以下要点:

  • 识别串并联关系,分析电流分布
  • 根据分压原理,分析电阻两端的电压变化
  • 利用欧姆定律,计算电压、电流和电阻

掌握这些要点,就可以熟练解决串并联电路的电压问题。