第三节用电器的串联并联与混联.docVIP

第三节 用电器的串联、并联和混联 [知识要点] 串、并联电路的比较 [疑难分析] 1.怎样理解在并联电路中的物理意义？ 根据并联电路中总电流强度等于各支路的电流强度之和，并联电路中各支路两端的电压相等的基本特点，应用欧姆定律容易推导出公式：，但有的同学常常死记公式并未去理解公式的物理意义。电阻R是导体对电流的阻碍作用。由欧姆定律得R=，在相同的电压作用下，通过导体的电流越小即导体对电流的阻碍越大，即R大。同样，由欧姆定律得，在相同的电压作用下通过的电流越大即导体的导电能力越大。故即导体电阻的倒数可以表示导体的导电能力。当然也可以用的比值表示导体的导电能力。 在并联电路中，各支路的端电压相等，总电流强度等于各支路电流强度之和，即I=I1+I2+…+In。总电路的导电能力为，即总电路的导电能力等于各支路导电能力之和。由此可见，并联支路越多，其总导电能力越大。这就是并联电路中总电阻的倒数等于各导体电阻倒数之和的物理意义。 2.简单电路的分析。 凡电阻（用电器）之间都是以串、并联方式连接的电路属简单电路。这样的简单电路都可以简化成一个等效电阻。否则属复杂电路。 如果电路各部分的电流、电压都已经知道，那么这个电路的状态就完全确定了。因此电路分析主要是分析各部分的电流和电压的大小和变化。电流、电压大小和变化掌握了，那么电路中各点电势，负载的功率等也就知道了。 对于串、并联关系清楚的电路，只要根据电路特点和欧姆定律就能够进行计算。有时遇到的电路连线错综复杂，很难理出头绪，计算就无从着手。因此，我们要寻求一种办法，能把它们改画成连接关系清楚的等效电路。 画等效电路图时，一般假定连接导线的阻值为零，因此导线长度可以任意地伸长、缩短、变形，当不计电表对电路测量的影响（也就是电压表的内阻无穷大，电流表的内阻为零）时，在等效电路中电表可以不画入，即电压表可以拆除，而用导线去替代电流表，这样电表在电路中就被等效地去掉了，因此电路中的其他用电器的连结关系也容易确定了。下面举例说明画等效电路图的方法。图9-12(a)电路中，有四个电阻R1，R2，R3，R4和三个电表A1，A2，V。四个电阻的连结关系一时看不出来，我们首先将三个电表去掉，其等效电路如图9-12（b）(b)中四个电阻的连结关系就比较明朗了。如果对图9-12(b)电路一时还看不清楚的话，我们可以用“结点法”将电路图9-12(b)改画成易看的形式。其方法是先把各电阻的连结点用a,b,c……标出（参看图9-12(b)，后按电阻的编号次序看R1连结在d(c),b(a)两结点间，R2连结在b(a),c(d)两点间，R3，R4串联后也连在a(b),c(d)两点间，电源两极也连在a(b),d(c)两点间。所以可把图9-12(b)改画成图9-13 (a)，各用电器间的连结关系就一目了解了。最后把各电表填入图9-13(a)中，最后画成图9-13(b)的等效电路图。 注意：电压表最容易填入，电压表与R3并联，电流表A2测量通过R4的电流，所以A2与R4串联即可，电流表A1的位置较复杂，但从图9-12（a）(b)两图中可看出A1连结在c,d两点间，A1测量的是R2和R3、R4两个支路的总电流，所以应填在图9-13(a)的c,d两点间。 如果电路中出现多个电键(电键控制电源的除外),电键的开合可以改变用电器的连结关系。当电键闭合时，和此电键相并联的用电器在电路中都失去作用（都被电键短路）。当电键与用电器串联时，电键闭合时，用电器将连入相应的位置。具体解题时，应特别注意。 [例题解析] 1.如图9-14所示，灯L1和L2都为“220V 100W”，灯L3，L4都是“220V 40W”。当A，B两点间加上220V的电压时，图中哪一盏灯最亮？哪一盏灯最暗？ 解析：在串、并联电路中，用电器的实际功率是由它们本身的电阻值决定的，而与用电器的额定功率，额定电压无直接关系。所以解题时应先确定四个灯的电阻大小，再用串、并联电路的特性去解。 由功率公式P额=可知，灯L3，L4的电阻大于灯L1，L2的电阻。图中各灯的联接关系是：L2与L3并联，然后再与L1，L4串联。 灯L2，L3并联的总电阻比L2的电阻小，在上述的三部分串联电路中电阻最小，功率最小，L4的电阻最大，功率最大，灯最亮。L2与L3比较，因它们是并联，功率与电阻成反比，灯L3的电阻大，分配功率最小，所以最暗。 2.设电源输出电压保持U=230V不变，输电线总电阻r=1Ω，线路上接有许多只“220V 40W”的电灯。（1）要使每盏灯正常发光，开启的电灯数应为多少？（2）若开启的电灯数再增加一倍，每盏灯的功率是多少？ 解析：实际生活中照明电灯都是并联在电路中的，要想使每盏灯都能正常发光，那么要求灯两端的电压是额定电压220V，输电线电阻是与所有电灯并联后的总电