新課標(biāo)降低了“了解串、并聯(lián)電路電壓和電流的特性”的內(nèi)容，雖屬“了解”水平，但要求愈發(fā)明晰.了解串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流的作用，可以為熱學(xué)后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ).同時(shí)本內(nèi)容屬于熱學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，高考中常常涉及，我們必須學(xué)好它，就能解決熱學(xué)有關(guān)估算等較復(fù)雜的問題.
一、串、并聯(lián)電路中的電壓特性
1.探究串聯(lián)電路中的電壓
把用家電挨個(gè)順次聯(lián)接上去組成的電路叫串聯(lián)電路.它的基本特點(diǎn)是整個(gè)電路只有一條回路，沒有“分支點(diǎn)”.電壓的方向是，電壓從電源的負(fù)極流出，通過用家電流回電源的正極.這么在串聯(lián)電路中各處的電壓大小有如何的關(guān)系呢？請(qǐng)朋友們推測：
（1）串聯(lián)電路中電流通過用家電后可能越來越小；
（2）串聯(lián)電路中電流通過用家電后可能越來越大；
（3）串聯(lián)電路中電流大小通過用家電后可能不變.
怎樣設(shè)計(jì)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證呢？
（1）按圖1所示的電路圖聯(lián)接好電路.若測A處電壓就把該處接線斷掉，把電壓表串連接入A處，選擇合適的阻值，使電壓從“+”接線柱流入，從“-”接線柱流出.閉合開關(guān)S，測出A處的電壓為IA.之后用同樣的方式測出B、C處的電壓分別為IB、IC，并把測得的數(shù)據(jù)記錄在表中學(xué).
表一
（2）換上不同尺寸的小燈泡或改變電源電流，起碼檢測3組數(shù)據(jù).若實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少，得出的推論具有碰巧性.
依據(jù)測得的多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)剖析，即可得出串聯(lián)電路中的電壓特性：串聯(lián)電路中電流處處相等.表達(dá)式為：IA=IB=IC（或I1=I2，I1、I2分別表示為通過燈泡L1、L2的電壓）.
2.探究并聯(lián)電路中的電壓
把用家電并列地聯(lián)接在電路的兩點(diǎn)間所組成的電路叫并聯(lián)電路.它的基本特點(diǎn)是由兩條及以上大道組成，有“分支點(diǎn)”.每條環(huán)路都和支路產(chǎn)生回路，有幾條環(huán)路，就有幾條回路.這么在并聯(lián)電路中各處的電壓大小又有如何的關(guān)系呢？請(qǐng)朋友們?cè)俨聹y：
（1）支路上的電壓與各大道上的電壓可能相等；
（2）支路上的電壓可能等于各大道上的電壓之和.
怎樣設(shè)計(jì)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證呢？
（1）按圖2所示電路聯(lián)接好電路.在電路中的A、B、C處先后串連接入電壓表，選擇合適的阻值，測出各處的電壓大小分別為IA、IB、IC，并把測得的數(shù)據(jù)記錄在表格中（設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格同表一，略）.
（2）換上不同尺寸的小燈泡或改變電源電流，再檢測幾組數(shù)據(jù).
依據(jù)測得的多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)剖析，即可得出并聯(lián)電路中的電壓特性：支路中的電壓等于各大道中的電壓之和.表達(dá)式為：IA
=IB+IC（或I=I1+I2）.
二、串、并聯(lián)電路中的電流特性
1.探究串聯(lián)電路中的電流
串聯(lián)電路兩端的總電流和各用家電兩端的電流之間有哪些關(guān)系呢？我們把電流類比為水壓（水位差），推測：串聯(lián)電路兩端的總電流可能等于各用家電兩端的電流之和.
怎樣設(shè)計(jì)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證呢？
（1）按圖3所示的電路圖聯(lián)接好電路.先將電流表并聯(lián)在L1的兩端（即聯(lián)接在A、B兩點(diǎn)間），選擇合適的阻值，注意電流表“+”“-”接線柱接法正確.閉合開關(guān)S，測出L1兩端的電流為U1.之后用同樣的方式測出L2兩端的電流為U2和A、C兩點(diǎn)間的電流為U，并將測得的數(shù)據(jù)記錄在表一中.
表二
（2）換上不同尺寸的燈泡或改變電源電流，再測幾組數(shù)據(jù).
剖析測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)電路串聯(lián)和并聯(lián)的公式，即可得出串聯(lián)電路中的電流特性：串聯(lián)電路兩端的總電流等于各用家電兩端的電流之和.表達(dá)式為：U=U1+U2.
2.探究并聯(lián)電路中的電流
在并聯(lián)電路中，各大道兩端的電流跟總電流之間有哪些關(guān)系呢？推測：并聯(lián)電路兩端的總電流可能跟各大道兩端的電流相等.
怎樣設(shè)計(jì)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證呢？
（1）按圖4所示的電路圖聯(lián)接好電路.先將電流表并聯(lián)在L1的兩端，測出L1兩端的電流U1.之后用同樣的方式測出L2兩端的電流U2和A、B兩點(diǎn)間的電流U，并將測得的數(shù)據(jù)記錄在表格中（設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格基本同表二，略）.
（2）換上不同尺寸的燈泡或改變電源電流，再測幾組數(shù)據(jù).
剖析測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，即可得出并聯(lián)電路中的電流特性：并聯(lián)電路兩端的總電流和各大道兩端的電流相等.表達(dá)式為：U=U1=U2.
三、串聯(lián)分壓與并聯(lián)分流特征
1.串聯(lián)電路的分壓作用
如圖5所示，內(nèi)阻R1和R2串聯(lián)，設(shè)電路中的電壓為I，R1兩端的電流為U1，R2兩端的電流為U2，串聯(lián)電路兩端的總電流為U.
由于串聯(lián)電路中電流處處相等，故通過R1和R2的電壓相同，都為I.由歐姆定理得I=■=■，故■=■，這個(gè)公式稱為分壓公式.即在串聯(lián)電路中，各個(gè)內(nèi)阻分配的電流跟它們的電阻成反比.此規(guī)律也可以通過實(shí)驗(yàn)探究獲得.
例1一只小燈泡的額定電流為8V，正常發(fā)光時(shí)的內(nèi)阻為20Ω，現(xiàn)將該小燈泡接在12V的電源上，為使其正常發(fā)光，應(yīng)
聯(lián)一個(gè)Ω的內(nèi)阻.
剖析小燈泡的額定電流為8V，而電源電流為12V，低于小燈泡正常工作時(shí)的電流，故不能直接接到電源上.我們應(yīng)當(dāng)想到串聯(lián)電路具有分壓作用，用一個(gè)內(nèi)阻和小燈泡串聯(lián)，分擔(dān)多余的電流，就可以保證小燈泡正常工作.串聯(lián)一個(gè)電阻多大的內(nèi)阻呢？直接借助分壓公式進(jìn)行估算，也可以借助歐姆定理和串聯(lián)電路電壓電流特性進(jìn)行估算.
解答方式一：應(yīng)串聯(lián)一個(gè)內(nèi)阻R，它應(yīng)分擔(dān)的電流為UR=U-UL=12V-8V=4V，
借助分壓公式，得：■=■，
故R=■RL=■×20Ω=10Ω.
方式二：小燈泡的額定電流UL=8V，串聯(lián)內(nèi)阻分擔(dān)的電流為UR=U-UL=12V-8V=4V，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓是I=■=■
=0.4A，而串聯(lián)電路中通過每位用家電的電壓相等，故應(yīng)串聯(lián)一個(gè)電阻為R=■=■=10Ω的內(nèi)阻.
2.并聯(lián)電路的分流作用
如圖6所示，內(nèi)阻R1和R2并聯(lián)在電流為U的電路中，設(shè)通過R1大道的電壓為I1，通過R2大道的電壓為I2.
由于并聯(lián)電路中總電流和各大道兩端的電流相等，故U=U1=U2.由歐姆定理得I1R1=I2R2，故■=■，這個(gè)公式稱為分流公式.即并聯(lián)電路大道中的電壓跟它們的電阻成正比.此規(guī)律同樣可以通過實(shí)驗(yàn)探究獲得.
例2一只阻值為500mA的電壓表表頭，它的電阻只有0.2Ω，若要把它的阻值擴(kuò)大為3A，該如何做？
剖析電壓表表頭的阻值和電阻通常都很小，直接使用只能檢測較小的電壓.若要檢測較大的電壓，必須將表頭和一個(gè)內(nèi)阻并聯(lián).我們曉得，并聯(lián)電路有分流作用，通過與一個(gè)內(nèi)阻并聯(lián)，可以分走多余的電壓，進(jìn)而確保電壓表表頭的安全.我們使用的雙阻值電壓表，就是將同一個(gè)表頭和不同的阻值并聯(lián)，進(jìn)而擴(kuò)大為不同的阻值.
解答將電壓表表頭和一個(gè)內(nèi)阻R2并聯(lián)，內(nèi)阻R2需分走的電壓I2=I-I1=3A
-0.5A=2.5A電路串聯(lián)和并聯(lián)的公式，故并聯(lián)一個(gè)內(nèi)阻R2的大小為：R2=■R1=■×0.2Ω=0.04Ω.