串联电路的分压作用
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§4.3串联电路的分压作用
如果我们只有一个电源，却想同时点亮多个灯泡，此时我们采用的电路的连接方式不外两种：串联和关联。
下面我们将分别研究串联电路和并联电路的特点。
第一种情况：
o串联电路
o串联电路的分压作用
串联电路
把几个导体依次首尾相连，接入电路，这样的连接方式叫做串联。
恒定电流在电路内各处大小是不变的，串联电路只为电流提供了一条通路，所以电流流经1、2、3、4各点时，电流大小都是相等的。
Ｉ＝Ｉ1＝Ｉ2＝Ｉ3
串联电路中，各部分电压的变化情况则可以这样来理解：就象从高处流下来的水一样，沿着电流的方向，经过一个电阻，电势就降低一些。
Ｕ＝Ｕ1＋Ｕ2＋Ｕ3
把几个电阻串联起来接到电路里，作为一个整体，它相当于一个电阻，那么，这一个电阻的大小与原来各电阻的大小有什么关系呢？将前面两式相除，我们可以得到：
Ｒ＝Ｒ1＋Ｒ2＋Ｒ3
即串联电路的电阻等于各部分电路电阻之和。
串联电路的分压作用
通过上一节的学习，我们已经知道在串联电路中：
Ｕ＝Ｕ1＋Ｕ2＋Ｕ3
Ｕ1＝ＩＲ1，Ｕ2＝ＩＲ2，Ｕ3＝ＩＲ3
即在串联电路中，总电压被分配到各个电阻上。
阻值大的电阻分得的电压大；阻值小的电阻分得的电压小。
所以串联电路又叫做分压电路，串联电路的这种作用叫做分压作用。
分压电路在生产、生活、科技和实验中有广泛的用途。
人们生产、实验中常用的电压表都是由小量程的电流表Ｇ（表头）改装而成的。
表头的工作原理涉及磁场对通电导线的作用，我们将在下一章进行学习。
从电路的角度看，表头就是一个电阻，同样遵守欧姆定律。
表头与其他电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的。
电流表Ｇ的电阻Ｒg叫做电流表的内阻。
指针偏转到最大刻度时的电流Ｉg叫做满偏电流。
电流表Ｇ通过满偏电流时，加在它两端的电压Ｕg 叫做满偏电压，由欧姆定律可知，Ｕ＝ＩgＲg。
g
电流表Ｇ的满偏电压和满偏电流一般都比较小，测量较大的电压时要串联一个电阻，让这个电阻分担一部分电压，这样，就把它改装成电压表了。
例题
有一个电流表Ｇ，内阻R g＝10 Ω，满偏电流Ｉg＝3 mA。
要把它改装为量程为3 V 的电压表，要串联多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？
解：电压表V由表头G和电阻R串联组成，电压表的量程是3V，是指电压表V两端的电压为3V时，表头的指针指在最大刻度，即通过电流表G的电流等于I g。
此时表头G两端得到的是满偏电压U g
U g=I g R g=3*10-3*10=0.03V
电阻R分担的电压U R为
U R=U-U g=3-0.03=2.97V
由欧姆定律可以求出分压电阻R为
R=U g/I g=2.97/3*10-3=990Ω
电压表V的内阻等于R g和R串联时的总电阻，即
R V=R g+R=10+990=1000Ω
自测题
单项选择题
1．把两个电阻值分别为40Ω 和60Ω 电阻的串联起来，接入10 V 电压的电路中，则两电阻消耗的功率之比等于（）。
A 2:3
B 3：2
C 4：9
D 9：4
2．一个内阻为3 kΩ，量程为3 V 的电压表，要把它改装成量程为15 V 的电压表，则需串联电阻R 的大小为（）。
A 1 kΩ
B 3 kΩ
C 9 kΩ
D 12 kΩ。
