串并联电阻:练习题及分步解答

免费的串并联电阻练习题,附图示、提示和完整详细解答。每次数值都不同,分三个难度:3 个电阻, 4 个电阻, 6 电阻梯形网络。

免费练习题简单
R1​ = 10 Ω+−V1​8 VR2​4 ΩIR2​AR3​6 Ω

求流过 R2 的电流 IR2。

V1 = 8 VR1 = 10 ΩR2 = 4 ΩR3 = 6 Ω
A
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练习内容

  1. 简单3 个电阻
  2. 中等4 个电阻
  3. 困难6 电阻梯形网络

如何求解串并联电阻问题

  1. 从离端子最远的网络末端开始。
  2. 串联电阻直接相加,并联电阻用 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …
  3. 每一步之后重新画电路。
  4. 重复直到端子之间只剩一个电阻。

常见错误

  • 两个电阻之间接有支路时,仍把它们当作串联。
  • 把并联电阻直接相加。
  • 用并联公式时忘记最后取倒数。

关键公式

电阻串联
Req = R1 + R2 + …
电阻并联
1/Req = 1/R1 + 1/R2 + …
两个电阻并联
Req = R1R2 / (R1 + R2)
欧姆定律
V = I·R
功率
P = V·I = I²R = V²/R

从零开始学习串并联电阻

1电压、电流和电阻

电路是电荷可以绕行的闭合回路。有三个量描述其中发生的事。

  • 电压 V,单位为伏特(V):推动电荷的“力”,就像水管里的水压。
  • 电流 I,单位为安培(A):每秒流过某一点的电荷量,就像每秒流过的升数。
  • 电阻 R,单位为欧姆(Ω):电流流动有多困难,就像水管中变窄的部分。
+−VRI

它们由欧姆定律联系起来:

V = I · R

如果知道三个量中的两个,就能求出第三个:I = V/R 和 R = V/I。

自测 一个 12 V 的电源驱动电流通过一个 4 Ω 的电阻。电流是多少?
  1. 0.33 A
  2. 16 A
  3. 3 A
  4. 48 A

答案: 3 A. I = V/R = 12/4 = 3 A。相乘(48 A)或把除法颠倒(0.33 A)是常见的失误。

2电阻串联

当电阻一个接一个地处在同一条路径上,且它们之间没有分支时,它们是串联的。

R1​R2​IIab

同一个电流必须通过两者,所以它们的电阻直接相加:

Req = R1 + R2 + R3 + …

等效电阻总是比其中任何一个电阻都大。一根更长的细管更难让水通过。

自测 3 Ω、5 Ω 和 7 Ω 串联的等效电阻是多少?
  1. 1.4 Ω
  2. 105 Ω
  3. 15 Ω
  4. 7 Ω

答案: 15 Ω. 串联时相加:3 + 5 + 7 = 15 Ω。

3电阻并联

当两个电阻的两端都接在相同的两个节点上时,它们是并联的。电流在它们之间分流。

R1​R2​ab

每个电阻两端的电压相同。由于电流有多条通路,总电阻会变小:

1/Req = 1/R1 + 1/R2 + …

对于恰好两个电阻,有一个简便公式:“积除以和”:

Req = R1·R2 / (R1 + R2)

快速合理性检查:结果总是比最小的那个电阻还小。两个相等的电阻并联得到其中一个的一半。

自测 6 Ω 与 3 Ω 并联是多少?
  1. 0.5 Ω
  2. 2 Ω
  3. 4.5 Ω
  4. 9 Ω

答案: 2 Ω. 积除以和:6·3/(6 + 3) = 18/9 = 2 Ω。它比 3 Ω 小,必然如此。0.5 是 1/R:别忘了取倒数。

4分步方法

实际的电路网络会把串联和并联混在一起。你要一小步一小步地化简它们。

  1. 标出你观察的两个端点(常常是 a 和 b,或者电源)。
  2. 从网络中离这些端点最远的一端开始。
  3. 找出两个明显串联或明显并联的电阻,用一个电阻替换它们。
  4. 用新的电阻重新画电路。
  5. 重复,直到端点之间只剩一个电阻。这就是 Req。

如果题目问电源电流,最后用欧姆定律:I = V/Req。

5例题讲解

跟着每一步走。打开下一步之前,先试着预测它。

例题讲解

求 a 和 b 之间的等效电阻。然后求把 22 V 电源接到 a–b 上时它提供的电流。

1

观察电路网络

abR1​ = 5 ΩR2​12 ΩR3​ = 4 ΩR4​8 Ω

从最右边开始。R3 和 R4 在同一条路径上,它们之间没有分支。

2

合并 R₃ 和 R₄(串联)

R34 = 4 + 8 = 12 Ω
abR1​ = 5 ΩR2​12 ΩR34​12 Ω

现在 R34 与 R2 接在相同的两个节点之间。

3

合并 R₂ 和 R₃₄(并联)

Rp = 12·12 / (12 + 12) = 6 Ω

两个相等的电阻并联得到其中一个的一半,所以 6 Ω 是对的。

abR1​ = 5 ΩRp​6 Ω
4

合并 R₁ 和 Rₚ(串联)

Req = 5 + 6 = 11 Ω
5

使用欧姆定律

I = V / Req = 22 / 11 = 2 A
答案

Req = 11 Ω,电源提供的电流为 I = 2 A。

6常见错误

  • 当有分支从两个电阻之间的节点引出时,仍把它们叫作“串联”。这时它们并不是串联。
  • 把并联的电阻直接相加,就像它们是串联的一样。
  • 忘了 1/Req = … 之后的最后一步:你还必须取倒数。
  • 不重新画图。每一步之后,先画出变小的电路,再去找下一对电阻。
自测 两个 10 Ω 的电阻并联。等效电阻是多少?
  1. 0.2 Ω
  2. 10 Ω
  3. 20 Ω
  4. 5 Ω

答案: 5 Ω. 相等的电阻并联得到其中一个的一半:10·10/(10 + 10) = 5 Ω。20 Ω 是串联的结果,0.2 是取倒数之前的 1/R。

7考试题是什么样的

  • 简单:三个电阻,一步串联和一步并联。求 Req 或电源电流。
  • 中等:四个电阻。思路相同,多一步。
  • 困难:由六个电阻组成的梯形网络。总是从最远的一端开始,朝电源的方向往回化简。

当题目问电源电流时,先求 Req,再用 I = V/Req。

答案要带单位,并检查它是否合理:一对并联电阻比其中任何一个都小。

在应用中一步一步地学在应用中一步一步地学

例题详解

例题 1简单
R1​ = 5 ΩIR1​+−V1​18 VR2​6 ΩAR3​12 Ω

求电源输出并流过 R1 的电流 IR1。

V1 = 18 VR1 = 5 ΩR2 = 6 ΩR3 = 12 Ω

求: IR1 (A)

显示提示
  1. 逐步化简网络。串联电阻相加。两个并联电阻合并为 R₁R₂/(R₁ + R₂)。
  2. R₂ 和 R₃ 都把节点 A 接到底部导线,所以它们并联。这一对再与 R₁ 串联。
  3. Req = 9 Ω.
显示答案和分步解答

串联和并联电阻:串联时每个电阻流过相同电流,R = R₁ + R₂ + …。并联时每个电阻两端电压相同,1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …。梯形网络每次合并一对,直到只剩一个等效电阻。

R1​ = 5 Ω+−V1​18 VR2​6 ΩAR3​12 Ω

从远端开始合并电阻

从离电源最远的一端开始,逐步向电源合并。流过相同电流的电阻为串联;接在同一对节点之间的电阻为并联。

R2 ∥ R3 = 6·12/(6+12) = 4 Ω
Req = R1 + R2 ∥ R3 = 5 + 4 = 9 Ω

电源电流

电源只看到 Req,由欧姆定律得到它输出的电流。该电流流过 R₁。

IR1 = V1/Req = 18/9 = 2 A

答案

IR1 = 2 A
例题 2中等
R1​ = 6 ΩIR1​R3​ = 3 Ω+−V1​18 VR2​3 ΩAR4​6 ΩB

求电源输出并流过 R1 的电流 IR1。

V1 = 18 VR1 = 6 ΩR2 = 3 ΩR3 = 3 ΩR4 = 6 Ω

求: IR1 (A)

显示提示
  1. 逐步化简网络。串联电阻相加。两个并联电阻合并为 R₁R₂/(R₁ + R₂)。
  2. R₃ 和 R₄ 流过相同电流,所以串联。该支路与 R₂ 并联,结果再与 R₁ 串联。
  3. Req = 8.25 Ω.
显示答案和分步解答

串联和并联电阻:串联时每个电阻流过相同电流,R = R₁ + R₂ + …。并联时每个电阻两端电压相同,1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …。梯形网络每次合并一对,直到只剩一个等效电阻。

R1​ = 6 ΩR3​ = 3 Ω+−V1​18 VR2​3 ΩAR4​6 ΩB

从远端开始合并电阻

从离电源最远的一端开始,逐步向电源合并。流过相同电流的电阻为串联;接在同一对节点之间的电阻为并联。

R3 + R4 = 3 + 6 = 9 Ω
R2 ∥ 9 = 3·9/(3+9) = 2.25 Ω
Req = R1 + 2.25 = 6 + 2.25 = 8.25 Ω

电源电流

电源只看到 Req,由欧姆定律得到它输出的电流。该电流流过 R₁。

IR1 = V1/Req = 18/8.25 = 2.182 A

答案

IR1 = 2.182 A
例题 3困难
R1​ = 10 ΩIR1​R3​ = 15 ΩR5​ = 20 Ω+−V1​12 VR2​20 ΩAR4​5 ΩBR6​20 Ω

求电源输出并流过 R1 的电流 IR1。

V1 = 12 VR1 = 10 ΩR2 = 20 ΩR3 = 15 ΩR4 = 5 ΩR5 = 20 ΩR6 = 20 Ω

求: IR1 (A)

显示提示
  1. 逐步化简网络。串联电阻相加。两个并联电阻合并为 R₁R₂/(R₁ + R₂)。
  2. 先算 R₅ + R₆(串联),再与 R₄ 并联,加上 R₃,与 R₂ 并联,最后加上 R₁。
  3. Req = 19.86 Ω.
显示答案和分步解答

串联和并联电阻:串联时每个电阻流过相同电流,R = R₁ + R₂ + …。并联时每个电阻两端电压相同,1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …。梯形网络每次合并一对,直到只剩一个等效电阻。

R1​ = 10 ΩR3​ = 15 ΩR5​ = 20 Ω+−V1​12 VR2​20 ΩAR4​5 ΩBR6​20 Ω

从远端开始合并电阻

从离电源最远的一端开始,逐步向电源合并。流过相同电流的电阻为串联;接在同一对节点之间的电阻为并联。

R5 + R6 = 20 + 20 = 40 Ω
R4 ∥ 40 = 4.444 Ω
R3 + 4.444 = 19.44 Ω
R2 ∥ 19.44 = 9.859 Ω
Req = R1 + 9.859 = 10 + 9.859 = 19.86 Ω

电源电流

电源只看到 Req,由欧姆定律得到它输出的电流。该电流流过 R₁。

IR1 = V1/Req = 12/19.86 = 0.6043 A

答案

IR1 = 0.6043 A

问与答

什么是串并联电阻?

电路是电荷可以绕行的闭合回路。有三个量描述其中发生的事。

它们由欧姆定律联系起来:

串并联电阻题目如何一步步求解?
  1. 从离端子最远的网络末端开始。
  2. 串联电阻直接相加,并联电阻用 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …
  3. 每一步之后重新画电路。
  4. 重复直到端子之间只剩一个电阻。
串并联电阻有哪些常见错误?
  • 两个电阻之间接有支路时,仍把它们当作串联。
  • 把并联电阻直接相加。
  • 用并联公式时忘记最后取倒数。
串并联电阻练习包括哪些内容?
  • 简单: 3 个电阻
  • 中等: 4 个电阻
  • 困难: 6 电阻梯形网络

每道题的数值都不同,让你掌握方法,而不是记住答案。 卡住了?先打开一个小提示,需要时再查看完整解析。

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