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串联电路和并联电路核心知识点:定义、特点与实战例题

  串联电路和并联电路的定义、特点及经典例题(初中物理核心知识点)

  初中物理电路部分的核心内容 —— 串联电路和并联电路,是电学计算、中考考点的基础,掌握其定义、电流电压电阻规律及计算方法,能快速解决电路相关题型。以下是详细解析:

  一、串联电路和并联电路的定义和特点

  定义

  串联电路:把几个导体或用电器依次首尾顺次连接,接入电路后电流只有一条路径,各用电器相互影响(一个用电器断路,整个电路停止工作)的连接方式。

  并联电路:把几个导体或用电器的一端共同连接在一点,另一端也连接在另一点,再将这两点接入电路,电流有多条独立路径,各用电器互不影响(一个用电器断路,其他用电器可正常工作)的连接方式。

  串联电路的特点:(1)电流关系:电路中各处电流大小相等,即 I=I₁=I₂=⋯=Iₙ(电流无分支,全程电流不变)。(2)电压关系:电路总电压等于各用电器两端电压之和,即 U=U₁+U₂+⋯+Uₙ(电压按电阻比例分配)。(3)电阻关系:总电阻等于各部分电阻之和,即 R=R₁+R₂+⋯+Rₙ(总电阻比任意一个分电阻都大,相当于增大导体长度)。

  并联电路的特点:(1)电流关系:干路总电流等于各支路电流之和,即 I=I₁+I₂+⋯+Iₙ(电流分支后,各支路电流之和等于干路电流)。(2)电压关系:各支路两端电压相等,且等于电源电压,即 U=U₁=U₂=⋯=Uₙ(各支路两端电压不受其他支路影响)。(3)电阻关系:总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和,即 1/R=1/R₁+1/R₂+⋯+1/Rₙ(总电阻比任意一个分电阻都小,相当于增大导体横截面积)。

  二、串联电路和并联电路的经典例题(中考高频考点)

  例题:已知电阻 R₁=15Ω,R₂=10Ω,其中 R₁允许通过的最大电流为 1A,R₂两端允许加的最大电压为 8V。若将两个电阻串联接入电路,求加在电路两端的最大安全电压是多少?( )A.25V B.20V C.15V D.10V

  答案:C

  解析:本题考查串联电路的电流、电压规律应用,核心是 “串联电路电流处处相等,最大电流以各用电器允许的最小电流为准”。第一步:计算 R₂允许通过的最大电流。根据欧姆定律 I=U/R,R₂允许的最大电流 I₂max=U₂max/R₂=8V/10Ω=0.8A;第二步:确定串联电路的最大安全电流。R₁允许最大电流 1A,R₂允许最大电流 0.8A,为避免用电器损坏,串联电路的最大电流 I_max=I₂max=0.8A;第三步:计算串联总电阻。根据串联电阻规律,R 总=R₁+R₂=15Ω+10Ω=25Ω;第四步:计算最大安全电压。由欧姆定律 U=IR,总电压 U_max=I_max×R 总=0.8A×25Ω=20V? 等等,此处修正:重新计算 ——R₂允许最大电流 0.8A,R₁在 0.8A 电流下的电压 U₁=I×R₁=0.8A×15Ω=12V,总电压 U=U₁+U₂max=12V+8V=20V? 哦,之前步骤正确,答案应为 B? 不,再核对:R₂允许最大电压 8V,对应电流 0.8A;R₁允许最大电流 1A,当电流为 0.8A 时,R₁电压 12V,未超过其允许范围(R₁允许的最大电压 U₁max=1A×15Ω=15V,12V<15V),所以总电压 U=12V+8V=20V,答案选 B。

  (注:例题设计贴合中考题型,强化 “串联电流取最小值” 的核心考点,同时结合欧姆定律,覆盖高频计算逻辑)

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