串联电路的分压作用-杨海

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串联电路具有分压作用推荐度：
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§4.3

串联电路的分压作用

一、串联电路

二、串联电路的分压作用三、电压表量程的扩大

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一、串联电路 1. 串联电路把电阻一个接一个地依次连接起来，把两端接到电源上，就组成串联电路。R1 R2 U2 R3 U3 U II

2. 串联电路的特点 (1)电路中各处的电流相等: I I1 I 2 I 3 (2)电路两端总电压等于各个电阻两端的电压之和: U U1 U 2 U 3上一页下一页目录退出

(3)总电阻等于各个导体的电阻之和。

R R1 R2 R33. 串联电路的电压分配

U 1 I R1 , U 2 I R 2 , U 3 I R 3 U1 : U2 : U3 I R1 : I R2 : I R3 R1 : R2 : R3结论：在串联电路中，各个电阻上的电压跟它的电阻值成正比。总电压被分配到各个电阻上，阻值大的电阻分得的电压大，阻值小的电阻分得的电压小。所以，串联电路又叫做分压电路。

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4. 串联电路的功率分配P1 I 2 R1 ,

P2 I 2 R 2 ,

P3 I 2 R 3

P1 : P2 : P3 I 2 R1 : I 2 R 2 : I 2 R 3

R1 : R2 : R3结论：在串联电路中，各个电阻所消耗的功率与它的电阻值成正比。即阻值大的电阻消耗的功率大，阻值小的电阻消耗的功率小。

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二、串联电路的分压作用如果电路两端的电压大于用电器所能允许的最大电压 , 用电器就不能直接接入电路中使用。这时可以在电路中串联一个适当的电阻，分担一部分电压，让用电器恰好得到它所能承受的电压。串联电路的这种作用叫做分压作用。R1用电器

R2U2 U

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如图是用滑动变阻器接成的分压器，它可以得到一定数值范围内连续变化的电压。UPD 就是加在用电器或工作电路两端的电压。改变滑动片P的位置，UPD 就在 0~U 之间变化。

U U PD I R RPDU PD RPD U R

A R P C

U B

U PDD

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三、电压表量程的扩大

仪表能测量的最大值，叫做仪表的量程。电学仪表中常用串联电路的分压作用来扩大电压表的量程。常用的电压表和电流表都是由电流计 (也称“表头” )改装而成的。表头的电阻为Rg ,指针偏转到满刻度时流过的最大电流 Ig 称为电流计的满偏电流。加在电流计两端的电压(Ug = Ig Rg )称为表头的满偏电压。要把它改装成量程为U 的电压表，应串联多大的分压电阻？Ig Rg ↑–下一页目录退出

Ug+

URU

设需要串联的分压电阻为R ,根据串联电路的分压作用列出方程Ig Rg ↑–

Ug+

URU

U U g U R I g ( Rg R )

从上式可解出分压电阻为 R U Rg Ig上一页下一页目录退出

【例1】一个量

程为3 V、内阻为3.0 kW 的电压表，要把它的量程扩大到 15 V,应如何改装？分析：用量程为 3 V的电压表去测量超过 3 V 的电压，流过电压表的电流将超过允许值，会烧毁电压表。因此，需要给电压表串联一个电阻 R2 ,让它分担超过 3 V以外的那部分电压，如图所示。I R1 V U1 U R2 U2

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解：电压表允许承担的最大电压 U1 = 3 V,则串联电路 R2 应承担的电压为

U 2 U U1 ( 15 3 ) V 12 V

R1 V

R2 U2

又因串联电路中的电流相等， U1 所以 U U1 U 2 R1 R 2 12 U R 2 2 R1 3.0 k W 12.0 k W U1 3

讨论：电阻 R2 起分压作用，因此叫做分压电阻。

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【例2】把标着“220 V,100 W”和“220 V,40 W”的两个灯泡串联起来，接在220 V的电路上, 哪个灯泡更亮些 ?它们消耗的功率各是多少?( 假定灯丝电阻不随温度改变 ) 分析：要想知道哪个灯泡更亮些，就应比较两个灯泡的实际功率，实际功率大的灯泡要更亮些。2 U 解：根据公式 P ,求出两个灯泡的电阻分别为 R

2 2202 U W 484 W R1 P1 1002 2202 U W 1 210 W R2 P2 40

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当两个灯泡串接在220 V的电路上，电路中的电流为

220 U A 0.13 A I R1 R2 484 1 210两个灯泡的实际功率分别为2 2 P 1 I R1 0.13 484 W 8. 2 W

I 2 R 2 0.132 1 210 W 20. 4 W P2

讨论：两个灯泡的实际功率都远远小于它们的额定功率。由于在串联电路中，电阻值大的消耗的功率大，所以额定功率小的40 W灯泡要比额定功率大的100 W灯泡更亮一些。上一页下一页目录退出

练习 1. 由两个电阻串联组成的电路，两端的电压是12 V。其中一个电阻值是10 W,它两端的电压是8 V,求另一个电阻的值。解：根据部分电路欧姆定律，串联电路中的电流为8 U1 A 0. 8 A I I1 R1 10

另一个电阻的值为

R 2

4 U2 W 5 W I 0.8

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2. 一只量程为10 mA、内阻为100 W的电流表应如何改装成量程为15 V的电压表？解：电流表能测量的最大电压为U g I g R g 0.010 100 V 1.0 V