高中物理分章知识点：串联电路和并联电路

第十章 恒定电流

电路基本规律 串联电路和并联电路

知识要点：

1．部分电路基本规律 （1）形成电流的条件：一是要有自由电荷，二是导体内部存在电场，即导体两端存在电压。 （2）电流强度：通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值，叫电流强度：I

R

qt

。

（3）电阻及电阻定律：导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质，定义式

UI

；在温度不变时，导体的电阻与其长度成正比，与导体的长度成正比，与

导体的横截面S成反比，跟导体的材料有关，即由导体本身的因素决定，决定式

R

LS

；公式中L、S是导体的几何特征量， 叫材料的电阻率，反映了材料的

导电性能。按电阻率的大小将材料分成导体和绝缘体。 对于金属导体，它们的电阻率一般都与温度有关，温度升高对电阻率增大，导体的电阻也随之增大，电阻定律是在温度不变的条件下总结出的物理规律，因此也只有在温度不变的条件下才能使用。

将公式R

UI

错误地认为R与U成正比或R与I成反比。对这一错误推论，

可以从两个方面来分析：第一，电阻是导体的自身结构特性决定的，与导体两端是否加电压，加多大的电压，导体中是否有电流通过，有多大电流通过没有直接关系；加在导体上的电压大，通过的电流也大，导体的温度会升高，导体的电阻会有所变化，但这只是间接影响，而没有直接关系。第二，伏安法测电阻是根据电阻的定义式R

UI

，用伏特表测出电阻两端的电压，用安培表测出通过电阻的

电流，从而计算出电阻值，这是测量电阻的一种方法。

（4）欧姆定律 通过导体的电流强度，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，即

I

UR

，要注意：

a：公式中的I、U、R三个量必须是属于同一段电路的具有瞬时对应关系。 b：适用范围：适用于金属导体和电解质的溶液，不适用于气体。在电动机中，导电的物质虽然也是金属，但由于电动机转动时产生了电磁感应现象，这时通过电动机的电流，也不能简单地由加在电动机两端的电压和电动机电枢的电阻来决定。 （5）电功和电功率：电流做功的实质是电场力对电荷做功，电场力对电荷做功电荷的电势能减少，电势能转化为其他形式的能，因此电功W = qU = UIt，

这是计算电功普遍适用的公式。单位时间内电流做的功叫电功率P

Wt

UI

，

这是计算电功率普遍适用的公式。 （6）电热和焦耳定律：电流通过电阻时产生的热叫电热。Q = I2 R t这是普遍适用的电热的计算公式。 电热和电功的区别： a：纯电阻用电器：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、白炽灯等。 b：非纯电阻用电器：电流通过用电器以转化为热能以外的形式的能为目的，发热是不可避免的热能损失，例如电动机、电解槽、给蓄电池充电等。 在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热，即W = UIt = I2Rt =

U

2

R

t

是通用的，没有区别。同理P UI IR

2

U

2

R

也无区别。在非纯电阻电

路中，电路消耗的电能，即W = UIt分为两部分：一大部分转化为热能以外的其他形式的能（例如电流通过电动机，电动机转动将电能转化为机械能）；另一小部分不可避免地转化为电热Q = I2R t。这里W = UIt不再等于Q = I2Rt，而是W > Q，应该是W = E其他 + Q，电功只能用W = UIt，电热只能用Q = I2Rt计算。

2．串联电路和并联电路 （1）串联电路及分压作用 a：串联电路的基本特点：电路中各处的电流都相等；电路两端的总电压等于电路各部分电压之和。 b：串联电路重要性质：总电阻等于各串联电阻之和，即R总 = R1 + R2 + …+ Rn；串联电路中电压与电功率的分配规律：串联电路中各个电阻两端的电压与各个电阻消耗的电功率跟各个电阻的阻值成正比，即：

U1U2

R1R2

或

UnU总

RnR总

；

P1P2

R1R2

或

PnP总

R1R总

；

c：给电流表串联一个分压电阻，就可以扩大它的电压量程，从而将电流表改装成一个伏特表。如果电流表的内阻为Rg，允许通过的最大电流为Ig，用这样的电流表测量的最大电压只能是IgRg；如果给这个电流表串联一个分压电阻，该电阻可由

U IgRg

R串

Ig或 R串 (n 1)Rg

计算，其中n

UIgRg

为电压量程扩

大的倍数。 （2）并联电路及分流作用 a：并联电路的基本特点：各并联支路的电压相等，且等于并联支路的总电压；并联电路的总电流等于各支路的电流之和。 b：并联电路的重要性质：并联总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和，即R并 (

1R1

1R2

…

1Rn

)

1

；并联电路各支路的电流与电功率的分配规律：并

联电路中通过各个支路电阻的电流、各个支路电阻上消耗的电功率跟各支路电阻的阻值成反比，即，

I1I2

R2R1

或

InI总

R总Rn

；

P1P2

R2R1

或

PnP总

R总Rn

；

c：给电流表并联一个分流电阻，就可以扩大它的电流量程，从而将电流表改装成一个安培表。如果电流表的内阻是Rg，允许通过的最大电流是Ig。用这样的电流表可以测量的最大电流显然只能是Ig。将电流表改装成安培表，需要给电流表并联一个分流电阻，该电阻可由IgRg (I Ig)R并或R并 1Rg计算，

其中 n II为电流量程扩大的倍数。g

R 1

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