《探究串、并联电路中的电压》 讲义

《探究串、并联电路中的电压》讲义
一、电路基础
在我们的日常生活中，电无处不在。

从照明的灯泡到驱动各种电器
设备，电路是实现电能传输和利用的重要途径。

要深入理解电路中电
压的特性，首先需要了解什么是电路以及电路的基本连接方式——串
联和并联。

电路，简单来说，就是电流通过的路径。

它由电源、导线、开关和
用电器等元件组成。

而串联和并联则是电路中元件连接的两种主要方式。

串联电路中，元件依次首尾相连，电流只有一条路径。

就好比是一
条单行道，电流只能顺着这条路依次通过各个元件。

并联电路则不同，元件的两端分别连接在一起，电流有多条路径。

这就像多条平行的道路，电流可以根据阻力的大小选择不同的路径流动。

二、电压的概念
电压，也被称为电势差，是衡量电路中推动电荷流动能力的物理量。

可以把它想象成是水流中的水压，水压越大，水流动的动力就越强；
同样，电压越大，电荷流动的动力也就越大。

电压的单位是伏特（V），它的大小决定了电流的强弱和用电器工
作的状况。

为了更好地理解电压，我们可以用一个简单的类比。

假设有一个水箱，水箱的高度差就相当于电压。

高度差越大，水能够产生的势能就
越大，水流也就越有力。

在电路中，电源就像是提供高度差的“水箱”，为电荷的流动提供动力。

三、串联电路中的电压
在串联电路中，电压的分布有着独特的规律。

我们通过实验来探究一下。

假设我们有一个串联电路，其中包括两
个电阻 R1 和 R2，以及一个电源。

使用电压表分别测量电源两端的电压 U 总，以及电阻 R1 两端的电
压 U1 和电阻 R2 两端的电压 U2。

经过多次测量和分析数据，我们会发现一个重要的规律：U 总＝
U1 ＋ U2 。

这意味着在串联电路中，电源提供的总电压等于各个电阻两端电压
之和。

为什么会这样呢？这是因为在串联电路中，电流是处处相等的。

而
根据欧姆定律 U ＝ IR（其中 U 是电压，I 是电流，R 是电阻），电阻
越大，其两端的电压也就越大。

由于电流不变，各个电阻分担了总电
压的一部分，所以总电压就等于各部分电压之和。

例如，如果电源电压是 12V，R1 的电阻是3Ω，R2 的电阻是6Ω，
通过计算电流 I ＝ 12÷（3 ＋ 6) ＝ 4/3 A ，那么 R1 两端的电压 U1 ＝
4/3 × 3 ＝ 4V ，R2 两端的电压 U2 ＝ 4/3 × 6 ＝ 8V ，可以看到 U1 ＋
U2 ＝ 4 ＋ 8 ＝ 12V ，正好等于电源电压。

四、并联电路中的电压
接下来看看并联电路中的电压情况。

同样通过实验，在一个包含两个电阻 R3 和 R4 的并联电路中，测量电源电压 U 总，以及电阻 R3 两端的电压 U3 和电阻 R4 两端的电压 U4。

多次实验后得出的结论是：U 总＝ U3 ＝ U4 。

也就是说，在并联电路中，各支路两端的电压都相等，且等于电源
电压。

这是因为在并联电路中，各个支路的两端都直接与电源相连，所以
它们所受到的电压是相同的。

例如，电源电压是 9V，R3 ＝2Ω，R4 ＝4Ω，由于它们两端的电压都等于电源电压，所以 U3 ＝ U4 ＝ 9V 。

五、串、并联电路电压特点的应用
了解了串、并联电路中电压的特点，在实际生活中有很多重要的应用。

在串联电路中，由于总电压等于各部分电压之和，我们可以通过合
理分配电阻的大小来获得所需的电压值。

比如在一些电子设备中，为
了得到不同的工作电压，会使用串联电阻的方式进行分压。

并联电路中各支路电压相等的特点，使得我们在为多个用电器同时
供电时，可以保证它们都能获得稳定的工作电压。

例如家庭电路中，
各个电器都是并联连接的，这样即使不同的电器功率不同，它们都能
正常工作，而不会相互影响电压。

六、易错点与注意事项
在探究串、并联电路中的电压时，有一些易错点需要特别注意。

在测量电压时，一定要确保电压表的量程选择正确。

如果量程选择
过小，可能会导致电压表损坏；如果量程选择过大，则测量的精度会
降低。

在连接电路时，要确保电路连接正确，避免短路或断路的情况发生。

短路会导致电流过大，可能损坏电源和电路元件；断路则会使电路无
法正常工作。

对于复杂的电路，要善于简化和分析，将其分解为多个简单的串、
并联电路，以便更好地理解和计算电压。

七、总结
通过对串、并联电路中电压的探究，我们深入理解了电压在不同电
路连接方式中的分布规律和特点。

这不仅有助于我们更好地理解电路
的工作原理，还能为我们解决实际电路问题提供有力的理论支持。

无
论是在日常生活中的电路应用，还是在学习和研究电子技术方面，掌握串、并联电路中的电压知识都是非常重要的。

希望同学们能够通过不断的学习和实践，更加熟练地运用这些知识，为未来的学习和工作打下坚实的基础。