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07
直流电路及其应用
导入 电给我们的生活带来了什么
电改变了我们的生活方式：城市的夜晚被各种五彩斑斓的彩灯装点得格外美丽；空调使房间变得温暖或凉爽；电视让我们足不出户便知天下事……现代社会，人们越来越离不开电！但有时 也会因线路故障而出现意外，轻则影响电器工作，重则可能引发火灾。这些现象与电路有怎样的关系？如何根据所学知识来排除电路中的故障？本章我们学习直流电路及其应用。
生活实践中，用电器只有正确地接入电路，才能够正常工作。那么，电路有怎样的连接方式呢？下面我们以电路中元件的连接方式为例，学习两种基本的连接电路：串联电路与并联电路。
第二节 电路串并联及其应用
一、串联电路及其特点
第二节 电路串并联及其应用
如果将电路中的元件逐个顺次串接起来，这样的电路就是串联电路。我们在初中已通过两个电阻组成的串联电路（图 7-8），探究得出了串联电路的基本特点。在此基础上，我们可以进一步得出 个电阻组成的串联电路的特点。
串联电路中各处的电流相等。
串联电路两端的总电压等于各部分的电压之和。
串联电路的总电阻等于各部分的电阻之和。
一、串联电路及其特点
第二节 电路串并联及其应用
例题
如图 7-9 所示，将阻值为 12 Ω 的电阻 、阻值为 6 Ω 的电阻 和阻值为 2 Ω 的电阻 串联接在电压为 40 V 的电源上，则电阻 、电阻 和电阻 两端的电压分别是多大？
分析
串联电路的总电阻等于三个电阻之和，根据欧姆定律可求出电路中的电流，根据串联电路中各处的电流相等，由欧姆定律可求得各电阻上的电压。
一、串联电路及其特点
第二节 电路串并联及其应用
解
根据串联电路的特点，总电阻
电路中的电流
因此，电阻 、电阻 和电阻 两端的电压分别是
讨论
串联电路中的每个电阻都要分担一部分电压。请结合本例题的结果，讨论串联电路中不同电阻的电阻值与其所分担电压大小的关系。
一、串联电路及其特点
第二节 电路串并联及其应用
由上例可知，串联电路中的每一个电阻都要分担一部分电压，电阻值越大，它分担的电压就越多，串联电路中各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比。串联电路的这种作用称为串联电路的分压作用，起分压作用的电阻称为分压电阻。
如果电路两端的电压大于用电器所能允许的最大电压值，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需要的电压。
串联电路的分压作用有着很重要的应用。我们实验室中常用的电压表就是利用串联电路的分压作用，由小量程的电流计改装而成的。
一、串联电路及其特点
第二节 电路串并联及其应用
将电流计改装成电压表
一般电流计的指针达到最大刻度时的满偏电流 在几十微安到几十毫安之间，而内阻 在几百欧到几千欧之间，因此，其满偏电压 通常也不大。如果想用电流计测量较大电压的话，就必须给它串联一个较大的分压电阻（图 7-10）。经过这样改装的电流计就是常见的电压表，可以用来测量较大的电压值。如果一个电流计的内阻，满偏电流，要改装成量程为 的电压表，应该串联多大的分压电阻？
做中学
二、并联电路及其特点
第二节 电路串并联及其应用
如果将电路中的元件逐个并列地连接起来，这样的电路就是并联电路。我们在初中对两个电阻的并联（图 7-11）进行过实验探究，得出了并联电路的基本特点，现在将其拓展到 个电阻组成的并联电路：
并联电路中各支路的电压相等。
并联电路总电流等于各支路电流之和。
并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。
二、并联电路及其特点
第二节 电路串并联及其应用
如图 7-12 所示，将阻值为 的电阻 、阻值为 的电阻 和阻值为 的电阻 并联接在电压为 的电源上，则通过电阻 、 和 的电流分别是多大？干路中的总电流是多大？
例题
分析
并联电路中各支路电压相等，由欧姆定律可求得各支路电流，各支路电流代数和即为干路中的总电流。
二、并联电路及其特点
第二节 电路串并联及其应用
解
根据并联电路的特点，各支路电压相等，通过电阻 、 和 的电流分别是
干路中的总电流
讨论
并联电路中的每个电阻都要分担一部分电流。请结合本例题的结果，讨论并联电路中不同电阻的电阻值与分担电流大小的关系。
二、并联电路及其特点
第二节 电路串并联及其应用
由上例可知，并联电路中的每一个电阻都要分担总电流的一部分，电阻值越小，它分担的电流就越多。事实上，并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比。并联电路的这种作用称为并联电路的分流作用，起分流作用的电阻称为分流电阻。
由并联电路的分流作用可知，如果并联在一起的电阻阻值相差几个数量级，电流就几乎全部从低电阻支路通过，高电阻支路通过的电流实际上可以忽略。例如，为了预防触电，带有金属外壳的电器一般要接地线。一旦电器漏电，接触电器外壳的人体和地线并联，地线的电阻比人体的电阻小得多，由于分流作用，绝大部分电流将沿地线流入大地，流过人体的电流就在安全范围以内了。
二、并联电路及其特点
第二节 电路串并联及其应用
设计在不同地方能控制电灯的电路
我们时常会遇到这样的问题：晚上，当打开电灯从一个地方走到另一个地方后，怎样才能方便地将电灯关上呢？电工师傅通常用两只单刀双掷开关解决这样的问题（图 7-13）。
请准备 的干电池 2 节，额定电压为 的小灯泡 1 只，导线若干， 图钉 6 枚，曲别针 2 个，小木块 2 块等器材。
做中学
二、并联电路及其特点
第二节 电路串并联及其应用
先用图钉、曲别针、小木块制作两只“单刀双 掷开关”（想一想怎样利用这些材料来制作）；再将电池、小灯泡以及你的“开关”按图 7-13 所示的方式连接，并检查连线是否正确；最后，检验你的成果。
做中学
第二节 电路串并联及其应用
1. 有一只弧光灯，正常工作电流为 ，电阻为 ，它正常工作的电压是多大？
2. 彩灯使城市的夜景韵味无穷，尤其在节假日，那一串串美丽的节日彩灯，烘托出了祥和、热闹的节日氛围（如图）。你知道彩灯之间是怎么连接的吗？有时候一串彩灯中 有个别彩灯不亮了，但其他彩灯仍然能正常发光，这应该怎么解释呢？
作业与活动
第二节 电路串并联及其应用
3* . 标有“”“”字样的两个灯泡，它们的电阻分别是多少？把它们串联起来，接在电源电压为 的电路上（如图），哪个灯泡更亮些？（假定灯丝电阻不随温度改变）
作业与活动
项目任务与实践活动
第二节 电路串并联及其应用
4. 请用红灯、绿灯、电铃、电池组、开关 1、开关 2 和导线等器材，设计一个报警器电路。要求合上开关 1 时，绿灯亮，表示平安；合上开关 2 时，电铃响且红灯亮，表示有情况。
项目任务与实践活动
第二节 电路串并联及其应用
5* . 常用的电流表是利用并联电路的分流 作用，由小量程的电流计改装而成的（如图）。 先准备一个电流计、一个电阻箱和若干导线，再查看电流计的说明书，然后根据电流计的 满偏电流 和内阻 ，将其改装为一个量程 为 的电流表，并计算应该并联的分流电阻有多大。请你动手进行改装。

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