串并联电路的分析

串、并联电路的分析

初中物理要求电路计算只要求做简单的串联或并联电路计算。在计算题中往往增加一个鉴别电路的分析过程。一般出现电路变化的情况有两种类型，分别形成新的串联电路或并联电路：（1）某些开关的断开与闭合；（2）滑动变阻器滑片位置的改变。

(1)开关在电路中的作用

开关本来在电路中是用来控制用电器工作的,但在不少电路中由于它的通断往往会给电路带来串,并联的许多变化,尤其是它的闭合所引起的局部短路,经常被我们忽略,这直接影响电路分析的准确性.请看下面的例题:

【例1】如图1所示电路，当开关均闭合时，会亮的小灯泡是；它们是联的。当开关均断开时，电路由灯组成联电路。

图1

答案：L1、L2 并L2、L3 串

（2）滑动变阻器滑片位置的改变

【例2】如图2所示，电源电压不变，变阻器最大阻值为12Ω。当滑片P在a端时，S、S1都闭合，A示数为2A，灯L正常发光；当S1断开，滑片P滑到b点时，V示数为6V。求：

（1）灯泡L的额定电压；

（2）S1断开，P在b端时，灯L的实际功率。

图2

解：（1）当P在a端，S和S1都闭合时，R与L并联（如图3），电压表接电流表的两端，电压表示数为0。

图3

因灯L正常发光，则有

U L=U R=U

即

当S1断开，P滑到b端时，R与L串联（如图4），电压表测R两端电压，则有

图4

即

整理得：

故

（2）S1断开，P滑到b端时，

两灯串联

灯泡的实际功率为：

电路计算既是电学中的重点，也是难点，因此掌握方法很重要，理顺思路是关键。要想有成效地进行电路计算，应该从以下几点入手：

（1）根据题意画出电路图（或分解图）。

（2）根据题中的条件（包括隐含条件）找出物理量间的同时性及对应关系，运用物理定律、规律，列出等式或方程式。

（3）运用数学知识解出结果。

（4）对解出的结果进行分析验证，最后给出正确的答案。

在上述例题的计算中，出现了应用一元二次方程求解的情况，在此应该注意，有时会出现增根问题，这就需要根据题中条件认真分析，做出判断，确定答案。还有一种“一题多解”的方法，也是验证答案正误时经常用到的。

练习：某养鸡场，在冬季为了提高产蛋量，采取了光照和保温

两项措施.夜晚对鸡舍进行加热，同时用大功率灯泡进行光照；白天只需要适当保温，不需灯光照射.这样的用电要求可通过图示电路中开关S1 、S2的同时通断来实现.其中R1、R2是电热器中的电热丝，R2=16Ω，L 是“220V 900W ”的大功率灯泡.（1）在白天和夜晚两种用电情况下，开关S 、S1、S2 分别处于什么状态？（2）当电路消耗的总功率为最小时，R1与R2消耗的功率之比为1：4，求此时电路中的电流；（3）求在夜晚电路消耗的总功率.

简答（1）白天：S 闭合，1S 、2S 都断开；

夜晚：S 、1S 、2S 都闭合。

（2）当电路消耗的总功率为最小时，S 闭合，1S 、2S 都断开（为白天用电状态），1R 与2R 串联

由1R /2R =P1 /P2 得

R1 =P1 R2 /P2 = (4)

∴I=U/（R1+R2）

=…=11A 。

（3）在夜晚用电状态下，S 、1S 、2S 都闭合，R1 与L 并联 P1 =U2/R1

= (12100)

此时电路消耗的总功率为

Pm =P1 +P2=…=1.3×104W 。