任务四 电路连接

知识讲解一 欧姆定律

欧姆定律是关于导体两端电压与导体中电流关系的定律，是电学的基本实验定律之一，由德国物理学家欧姆于1827年首先通过实验发现。

1.部分电路的欧姆定律

欧姆定律的表述是指通过导体的电流I与其两端之间的电势差U成正比，其表达式为

R=

U I

（241）

其中，I、U、R三个量是属于同一部分电路中同一时刻的电流强度、电压和电阻。R的数值取决于导体的材料、形状、长短、粗细及温度等，当这些因素不变时，R为常数，在此条件下才可以说I与U成正比。欧姆定律适用于金属，也适用于导电的酸、碱、盐水溶液。

为了描写元件的电流与电压的关系，可以分别以电压、电流为横、纵坐标画出函数图线，称为元器件的伏安特性曲线。满足欧姆定律的元器件的伏安特性曲线是一条过原点的直线，如图241所示。

2.全电路欧姆定律（闭合电路欧姆定律）

电源的路端电压是指电源加在外电路两端的电压，数值上等于静电力把单位正电荷从

正极经外电路移到负极所做的功。电源的电动势对一个固定电源来说是不变的，而电源的路端电压却是随外电路的负载而变化的，如图242所示。

图241 伏安特性图

图242 闭合电路图

电源的路端电压的变化规律服从含源电路的欧姆定律，其数学表达式为

U=E-Ir

（242）

式中 U———路端电压；

Ir———电源的内电压，也称为内压降。

对于确定的电源来说，电动势E和内电阻r都是一定的。从式（242）可以看出，路端电压U跟电路中的电流I有关系。电流I增大时，内压降Ir增大，路端电压U就减小；反之，电流I减小时，路端电压U就增大。

技能训练一 验证欧姆定律

训练要求：验证电路的欧姆定律。训练内容：

（1）按照如图243所示连接电路。

图243 验证欧姆定律的电路图

（2）已知电阻不变，改变滑线变阻器的阻值大小，观察电压表和电流表的变化情况，并将结果记录于表241中。

表241

已知电阻不变验证欧姆定律测试记录表

（3）滑线变阻器不变R_P=200Ω，改变已知电阻的值，观察电压表和电流表的变化，并将结果记录于表242中。

表242

滑线变阻器不变验证欧姆定律记录表

知识讲解二 串联电路

串联是连接电路元件的基本方式之一。将电路元件（如电阻、电容、电感、用电器等）逐个顺次首尾相连接，串联起来组成的电路称为串联电路，如图244所示。串联电路中通过各用电器的电流都相等。

图244 串联电路图

串联电路的特点：

（1）串联电路电流处处相等，即I_总=I_L1=I_L2=I_L3=…=I_Ln。

（2）串联电路总电压等于各处电压之和，即U_总=U₁+U₂+U₃+…+U_n。（3）串联电阻的等效电阻等于各电阻之和，即R_总=R₁+R₂+R₃+…+R_n。（4）串联电路总功率等于各功率之和，即P_总=P₁+P₂+P₃+…+P_n。

技能训练二 验证串联电路的电压电流关系

训练要求：验证串联电路的电压电流关系。训练内容：

（1）按照如图244所示连接电路。

（2）开关S断开，利用万用表分别测量L₁、L₂的阻值，记录于表243中。

表243

串联电路阻值

（3）开关S闭合，利用万用表分别测量L₁、L₂两端的电压值，记录于表244中。

表244

串联电路电压

（4）开关S断开，将万用表两端分别接着开关的两个接口上，测得电流I，接着将开关S闭合，断开灯泡L₁的一端，将万用表首尾相连接入电路中，测量I_L1，同理测量I_L2，（注意接入万用表测量电流时，注意电流的方向），记录于表245中。

表245

串联电路电压

知识讲解三 并联电路

并联电路是电路、线路或元件为达到某种设计要求的功能的连接方式，特点是对两个同类或不同类的元件、电路、线路等首首相接，同时尾尾亦相连的一种连接方式，如图2

4 5所示。

图245 并联电路图

并联电路的特点：

（1）并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，即I=I₁+I₂+…+I_n。

（2）并联电路中，各并联支路两端的电压相等，且等于并联电路两端的总电压，即U

=U₁=U₂=…=U_n。

（3）并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和，即1R=R11+R12+…+R1n。

技能训练三 验证并联电路的电压电流关系

训练要求：验证并联电路的电压电流关系。训练内容：

（1）按照如图245所示连接电路。

（2）开关S₁、S₂、S₃断开，利用万用表分别测量L₁、L₂的阻值，记录于表24

6中。

表246

并联电路阻值

（3）开关S₁、S₂、S₃闭合，利用万用表分别测量流过L₁、L₂中的电流值，记录于表

247中。

表247

并联电路电压

（4）开关S₁、S₂、S₃闭合，利用万用表分别测量流过L₁、L₂中的电压值，记录于表

248中。

表248

并联电路电压