许多用电池作电源的用电器往往不是使用一节电池，而是同时使用几节电池组成电池组做电源。例如手电筒常用2到3节电池，收音机一般用的是2或4节，人造卫星上用的仪器则用的是更多个太阳能电池联成的电池板，等等。那么，这些电池在使用中是如何连接的？怎样连接电池，才能符合用电器的要求？在各种连接中，电池组的电动势、内阻是多少？在各种连接中电池组提供的电流是多少？本节就来讨论这些问题。在这里我们只讨论由相同的电池组成的电池组。

一、串联电池组

图6-38 串联电池组

把一个电池的正极与另一个电池的负极相连，这样依次连接起来就组成了串联电池组，如图6-38所示。第一个电池的正极就是电池组的正极，最后一个电池的负极是电池组的负极。

设串联电池组是由n个电动势都是ε0，内阻都是R i0的电池组成。实验测得，串联电池组的电动势为

由于电池是串联的，所以电池的内电阻也是串联的，故串联电池组的内电阻为

如果串联电池组与外电阻R构成闭合回路，根据全电路欧姆定律，电路中的电流为

因为串联电池组的电动势比单个电池的电动势高，当用电器的额定电压高于单个电池的电动势时，可以用串联电池组供电。但用电器的额定电流必须小于单个电池允许通过的最大电流。

二、并联电池组

把多个电池的正极和正极连在一起，作为电池组的正极，把这些电池的负极和负极连在一起，成为电池组的负极，就组成了并联电池组，如图6-39所示。

设并联电池组是由n个电动势都是ε0，内电阻都是R io的电池组成的。根据并联电路的特点，可得并联电池组的电动势为

由于电池是并联的，所以电池的内电阻也是并联的，故并联电池组的内电阻为

图6-39 并联电池组

如果并联电池组与外电阻R构成闭合回路，根据全电路欧姆定律，电路中的电流为

并联电池组跟一个电池相比，电动势并未增大，但每一个电池提供的电流只是总电流的1/n，故并联电池组可提供较大的电流。当用电器的额定电流比单个电池允许通过的最大电流大时，可以采用并联电池组供电。

同学们想一想，当电池的电动势和允许通过的最大电流小于用电器的额定电压和额定电流时，可以怎样连接n个相同的电池呢？

例题1 将4只相同的电池串联起来，给一只电阻R供电。已知每个电池电动势为1.5V，内电阻为0.2Ω，电阻R=5.2Ω。求：（1）R两端的电压；（2）每节电池的内电阻消耗的功率。

解 已知：n=4，ε0=1.5V，R i0=0.2Ω，R=5.2Ω

求：U，P

（1）根据公式ε=nε0，串联电池组的电动势为

根据全电路欧姆定律，电路中的电流为

根据欧姆定律，R两端的电压为(www.daowen.com)

（2）根据P=I2 R，每节电池内阻消耗的功率为

答：R两端的电压为5.2V，每节电池内阻消耗的功率为0.2W。

例题2 有两个相同的电池，每个电池的电动势为1.5V，内电阻为1.0Ω。把这两个电池接成并联电池组，外接电阻为9.5Ω。求通过外电路的电流和电池组两端的电压。

解 已知：n=2，ε0=1.5V，R i0=1.0Ω，R=9.5Ω

求：I，U

由于电池并联，所以并联电池组的电动势为

并联电池组的内阻为

根据全电路欧姆定律有

电池组两端电压就是路端电压，所以有

答：通过外电路的电流为0.15A，电池组两端的电压为1.225V。

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充电电池

近年来，电动自行车由于具有骑行舒适、轻便、经济实用等特点，受到越来越多的人的欢迎，成为普遍的代步工具。它的动力来源是充电电池，电动自行车的充电电池主要有两种：铅蓄电池和锂电池。

随着数码相机、播放器以及其他移动电子产品的普及，电源供应的问题逐渐成为我们关心的问题。对于大部分便携电子设备，电池是户外工作时的唯一电力来源。为了降低使用成本，很多专业电子设备纷纷采用可重复充电的电池。

充电电池有专用型和通用型之分。充电电池与一次性碱性电池和锌锰电池最大的不同之处在于它可以反复使用。当充电电池内能量耗尽后，只需要经过简单的充电过程就可以恢复能量继续使用，一个充电电池一般可这样循环使用500次以上。

常见的充电电池有镍镉电池、镍氢电池、锂电池和电瓶等，如图6-40所示。

图6-40 充电电池

记忆效应是充电电池的一大缺点，一般认为是长期不正确的充电导致的，它可以使电池早衰。记忆效应可使电池无法有效的充电，出现一充就满，一用就完的现象。防止电池出现记忆效应的方法是确保电池“充足放光”的原则，也就是说在充电前最好将电池内残余电量放光，充电时要一次充足。通常镍镉电池容易出现记忆效应，所以充电时要特别注意。镍氢电池理论上没有记忆效应，但最好也遵循“充足放光”的原则，这也就是很多充电器具有放电附加功能的原因。对于由于记忆效应导致容量下降的电池，我们可以通过一次性充足再一次性放光的方法，反复数次，大部分电池都可以得到修复。

习题6-8

1.有4个相同的干电池，每个电池的电动势为1.5V，内阻为0.5Ω，分别接成串联电池组和并联电池组给电路供电，如果外电路的电阻为10Ω。求两种情况下通过每个电池的电流。

2.电源由4节相同干电池串联组成，外电路为一个电阻箱与一个电流表串联，当电阻箱的读数是52Ω时，电流表的示数为0.1A；调节电阻箱，使其阻值为12Ω，电流表的读数变为0.3A，求每一节电池的电动势和内阻。

3.在一全电路中，外电路电阻为5Ω，电流为1.0A，已知电源为并联电池组，每个电池的电动势为6.0V，内阻为2Ω，问电池组是由几个电池组成的？。

4.手电筒小灯泡的额定电压为2.5V，用两节电动势为1.5V的电池串联供电，小灯泡一定会被烧坏吗？