專題研究：高中物理中的串并聯問題

沈陽市第二中學　沈小冬

串并聯是調節、擴大元件性能的一種方法，高中物理中除了有電阻串并聯問題以外，還牽涉電容、彈簧、電源的串并聯問題。本文先研究電阻串并聯問題，分析其連接方式界定，電壓、電流、功率等分配規律，等效值推導，高考真題解析等，再類比電阻研究方法分析電容、彈簧、電源串并聯的各項規律，最終形成類比表格，有利于提高對各種串并聯規律的理解。

電學、力學元件通過串并聯的方式來實現性能的調節和擴大。學習過程中對電阻串并聯的規律關注較多，而對電容、彈簧、電源等其他元件的串并聯研究較少。當教材或高考中出現其他元件串并聯問題時，學生們往往感覺力不從心，因此系統地梳理電阻串并聯的研究方法是非常有必要的，再以此類比研究其他元件的串并聯規律。

一、電阻

1.電阻串并聯判斷

（1）定義法

圖1-1　

圖1-2

圖1-3

根據串并聯的定義，當把兩個電阻首尾相連，接到電路中，這兩個電阻就是串聯，如圖1-1。兩個電阻兩端分別連在一起，然后接到電路中，這兩個電阻就是并聯，如圖1-2。

（2）物理法

有的電路圖在畫的時候，由于電阻的位置，導線的分布干擾，導致很難看清串并聯關系。這時，比較適合根據串并聯物理量關系，來判定連接方式。電阻串聯時，通過電阻的電流相同；并聯時，電阻兩端的電壓相同。圖1-3中，三個電阻都接在φA和φB之間，所以它們屬于并聯關系。

2.電阻串并聯分配規律

（1）串聯電壓、功率分配規律

根據電壓U=IR，串聯電路電流相同，電壓的分配關系為 U1∶U2∶...UN=R1∶R2∶...RN， 電壓與電阻成正比。……