每个家庭都会使用很多电器，如电灯、电视、电冰箱、洗衣机等。你知道这些电器是怎样接入电路中的吗？在用电线路中，当电源加在用电器上的电压高于用电器的额定电压时，怎样才能使用电器正常工作呢？

如图6-21所示，把蓄电池、开关、电流表、白炽灯顺次相连，组成一个闭合回路，这就是串联电路。在串联电路中，电流只有一条路径。

把若干个电阻一个接一个地连接起来，这样的连接方式叫做电阻的串联，如图6-22（a）所示是三个电阻的串联，R是它们的总电阻，如图6-22（b）所示。

图6-21 串联电路实物图

图6-22 串联电阻的电路图

一、串联电路性质

1.串联电路中各处的电流都相等。即

2.串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。即

3.串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和。即

例题1 如图6-23所示，两个电阻R1和R2串联后接到电压为3.0V的电路中，测得R1两端的电压为2.0V，电路中的电流为0.10A，问通过R2的电流是多少？R2两端的电压是多少？串联电路的总电阻是多少？

图6-23 两个电阻的串联

解 已知：U=3.0V，U1=2.0V，I=0.10A，

求：I2，U2，R

根据串联电路的性质1得

根据串联电路的性质2得

根据部分电路欧姆定律得

根据串联电路的性质3得

答：通过R2的电流是0.10A，它两端的电压是1.0V，串联电路的总电阻是30Ω。

二、串联电路的分压作用

在串联电路中各电阻上的电压为

这说明：在串联电路中，各电阻的电压与电阻成正比，阻值越大的电阻，它从总电压中按比例分担的电压就越大，这叫做串联电路的分压作用，起分压作用的电阻叫做分压电阻。如果电路两端的电压高于用电器的最大允许电压，用电器就不能直接接入电路使用，我们可以在电路中串联一个适当的分压电阻，使用电器恰好得到它所能承受的电压。

例题2 一个量程为Ui=3V的电压表，它的内阻Ri=300Ω今欲用来测量300 V的电压，应在电压表上串联多大的分压电阻？

分析 由于电路两端的电压为300V，大于电压表的量程3V，所以电压表不能直接接入电路测量，我们可以给电压表串联一个合适的电阻Rf，使得电压表两端恰好得到3V电压，如图6-24所示。然后根据题给条件求出分压电阻Rf的值。

解 已知：Ui=3V，Ri=300Ω，U=300V(www.daowen.com)

求：Rf

由串联电路的性质2得：

根据串联电路的性质1可得

根据全电路欧姆定律得

答：应在电压表上串联一个2.97×104Ω分压电阻。

图6-24 扩大电压表的量程

三、串联电路的功率分配

在串联电路中，通过每一个电阻的电流相同，故串联电路中各电阻消耗的功率跟它们的阻值成正比，即有

例如把阻值不同的灯泡串联接入照明电路中，会看到阻值大的灯泡亮，表明它消耗的功率大；阻值小的灯泡暗，表明它消耗的功率小。.

例题3 标有“220V，100W”和“220V，40W”的两只白炽灯泡R1和R2串联后接到电压为220V的电路中，如图6-25所示，哪只灯泡亮？灯泡两端的电压各是多少？每只灯泡实际消耗的电功率是多少？

解 已知：P′1=100W，U′1=220V，P′2=40W，U′2=220V，U=220V

求：（1）哪只灯泡亮；（2）U1，U2；（3）P1，P2

（1）根据功率公式和欧姆定律得

图6-25 两只灯泡的串联

根据串联电路中功率与阻值成正比可知220V，40W的灯泡亮。

（2）根据分压公式和串联电路性质得

（3）根据功率公式和部分电路欧姆定律可得

答：220V，40W的灯泡亮，两只灯泡两端的电压分别是62.86V和157.14V，它们的实际功率为8.16W和20.41W。

习题6-4

1.在由两个电阻构成的串联电路中，串联电路的总电压是100V。其中一个电阻的阻值是80Ω，它两端的电压是40V，求另一个电阻的阻值。

2.有一只微安表，表头内阻Ri=1000Ω，满偏电流Ii=100μA。要把它改装成量程是3V的电压表，应串联多大的电阻？

3.有些国家民用电压为110V，这些国家的家用电器不能直接接入我国的用电系统。有两个灯泡，标有“110V，40W”字样，这两个灯泡应怎样连接到我国的电源上使用？

4.一量程为150V的电压表，内阻为20kΩ，把它与一个高电阻串联后接到110V的电路中，电压表的读数是5V，高电阻的阻值是多少？

5.用电器的额定电压是6V，额定功率为1W，如果电源输出电压为10V，需要串联一个多大的电阻才能使用电器正常工作？