论述高中物理中串联电路和并联电路的区别

刘亮

论述高中物理中串联电路和并联电路的区别

刘亮

（长沙市明达中学 湖南长沙 410000）

高中物理在电路方面经常会考察到串联和并联，这两种电路的连接方式不仅在物理学科的学习中很重要，在生活中也是随处可见。通过了解串联和并联的连接，掌握串并电路的电压和电流的特点。其中涉及比较多的还有一个就是电阻的计算，电阻和电流、电压在不同的电路连接方式中相互之间的影响程度不同。本文主要探讨高中物理串联电路和并联电路的一些基本特点、性质和主要区别。

高中物理；串联电路；并联电路；区别

1 串联电路和并联电路的特性

1.1 串联电路的特点和性质

串联电路主要特点有：①电路中各处的电流均相等，即I1=I2=……=In；②电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和，即U=U1+U2+……+Un。

串联电路主要性质有：①总电阻等于各部分电路电阻之和，即R=R1+R2+……+Rn；②电压的分配，U1/R1=U2/R2=……=Un/Rn。

1.2 并联电路的特点和性质

关于并联电路的基本特点有：①电路中各支路两端的电压相等，即U1=U2=……=Un；②电路的总电流等于各支路电流之和，即I=I1+I2+……In。

并联电路的重要性质：总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，推论：①并联总电阻小于任一支路电阻；②任一支路电阻增大，总电阻增大；反之，减小；电流分配，I1R1=I2R2=……InRn=U。

2 串联电路和并联电路的主要区别

当我们拿到一个电路图时，首先第一件事不是一股脑的去做分析，而是学会先将电路图去简化，判断它是串联还是并联，之后才正式进入分析阶段。

2.1 复杂电路的等效化简

（1）电路化简时的原则：①无电流的支路化简时可去除；②等电势的各点化简时可合并；③理想导线可任意长短；④理想情况下的电压表可作为断路看待，理想情况下的电流表可作为短路看待。

（2）常用等效化简方法：①电流分支法：a.先将各结点用字母标出；b.判断各结点元件的电流方向；c.按照电流的流向，从左往右依次将各个元件、结点、分支逐一画出；d.将画出的等效图加工整理。②等势点排列法：a.先将各结点用字母标；b.判断各结点电势高低；c.从左往右将各结点根据电势高低排列，再把支路勾出来；d.将画出的等效图加工整理。

（3）当电路中含有电容器时，关于它的直流电路的分析方法：①稳定的电路情况下，由于电容器其实是断路的，两端电压跟它一起并联的电路两端的电压相等；②电容器的充电和放电都是会伴随两端的电压和电流的变化而变化；电容器进行充电的时候，说明它两端的电压正在升高；反之，将放电。

2.2 串联电路、并联电路的区别

关于电阻，不同的电路连接方式对电阻的关联不同。串联中任一部分的电阻都比总电阻小；并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻，且小于其中最小的电阻；几个相同的电阻R并联，其总电阻为R总=R/n；并联多个电阻时，总电阻会随着任何一个电阻的大小变化而发生变化，呈现一起增减的形式。

关于电压、电流的分配情况，也同样受不同的电路连接方式的影响。串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比，U=IR；并联电路中通过各支路电阻的电源跟它们的阻值成反比，I=U/R。此处，需要特别说明的是：①在电路电压超过用电器额定电压时，可以串接一个分压电阻；在电路中电流超过某元件的额定电流时，可并联一个分流电阻；②串联和并联的总电阻与原电阻是一种等效替代关系，计算等效电阻时，首先要分清串并联关系。

3 电流表和电压表

3.1 电流表

电流表主要部分为永久磁铁和可转动的线圈，其工作原理是通电后，线圈在磁场力的作用下带动指针偏转，指针的偏角与通过指针的电流成正比，其作用是测量微小电流和电压。其表头的三个主要参数为：①内阻Rg，是小量程电流表G的电阻；②满偏电流Ig，小量程电流表G指针偏转到最大刻度时的电流；③满偏电压Ug，小量程电流表G通过满偏电流时，加在它两端的电压。将表头改装电流表的原理是：并联一个电阻，分担一部分电流，R的作用是进行分流。

3.2 电压表

电压表是由小量程的电流表串联一定的分压电阻所组成，用串联分压的原理来改装电压表，从而扩大量程，串联的电阻大小根据所分担的电压来进行计算。电压表是个相当大的电阻器，可认为是断路。与标准电压表校对应注意几个问题：①改装后的电压表与标准表并联；②滑动变阻器连接成分压式；③算出改装电压表满刻度的误差。当出现指针指示的最大值不准确时，可以通过调节它的分压电阻来解决。假如还有其他的点也不怎么准确时，有可能是表自身存在问题。

4 结语

综上所述，了解高中物理中电路串联和并联的相关问题：①要了解清楚它们的连接方式；②掌握其各自的特点和相关计算；③摸清楚电压表和电流表在这其中充当一个什么样的角色，能极大地提高我们学生的动手、动脑的能力，挖掘出我们探索未知的精神。

[1]朱翔.环环相扣合作探究——“电路连接的基本方式”实验教学设计[J].湖南中学物理，2013（03）.

[2]蔡学文.《探究串联、并联电路中电流规律》教学设计[A].中国教育学术论坛（第二卷）[C].2006.

[3]杨雷.实验和理论相结合探究串联电路总电阻特点[J].物理之友，2015（10）.

[4]葛辉.探究《串联和并联电路》的特点[A].新世纪中国教育发展论坛（第二卷）[C].2007.

G634.7

A

1004-7344（2016）33-0049-01

2016-11-12