内容正文:
15.5 串、并联电路中电流的规律(解析版)
本节学习目标
1.通过实验探究得出串联电路中电流的规律;
2.通过实验探究得出并联电路中电流的规律;
3.练习正确使用电流表;
4.理解串联电路各处电流关系;
5.理解并联电路的干路和支路电流间的关系。
要点一 串联电路中电流的规律
1.提出问题:串联电路中各点的电流有什么关系?
2.猜想或假设:你认为串联电路中各点电流可能有怎样的关系?(要有猜想依据)
(1)不相等,经过用电器后,能量不断地在消耗,所以会减小;
(2)由于串联电路的电流只有一条通路,故A、B、C三点的电流大小相同。
3.设计实验:
(1)实验器材:干电池、开关、几个规格不同的灯泡、电流表、若干导线。
(2)电路图:
(3)实验步骤:根据电路图连接电路,并进行测量。
(4)把测量数据记录在表格中。
(5)换上另外两个规格不同的灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系。
(6)实验表格:
A点的电流IA/A
B点的电流IB/A
C点的电流IC/A
灯泡L1、L2串联
…
(7)实验结论:串联电路的电流规律IA=IB=IC
要点诠释:
1.分析测量结果可知,在忽略误差的情况下,无论灯泡的规格是否一样,通过它们的电流都是相等的,所以猜想(2)正确。
2.实验的方法是“归纳法”,实验过程中全部测量完一次后,再更换不同规格的灯泡再次测量,避免实验存在偶然性,使实验结论具有普遍性。
【例】将两个不同型号的灯泡串联在电路中,发现两灯的亮度不同,甲灯比乙灯亮,则下列说法正确的是( )。
A.两灯中的电流不相等,甲灯中电流大于乙灯中电流;
B.两灯中的电流不相等,乙灯中电流大于甲灯中电流;
C.两灯中的电流相等;
D.无法判断两灯中电流的大小
【答案】C。
【解析】两个不同型号的灯泡串联在电路中,因为串联电路处处电流相等,所以通过它们的电流相等;
故选C。
【点睛】由于两个不同型号的灯泡串联在电路中,根据串联电路中处处电流相等即可判断。
【考点分析】题目考察了串联电路中的电流规律。串联电路中电流处处相等,与用电器的规格,导体的横截面积等均无关系;属于基础题。
【变式1】在“探究串联电路中各点的电流有什么关系”时,小明设计实验如下。把两个灯泡L1、L2串联起来接到如图所示电路中,分别把图中A、B、C各点断开,把_______接入,测量流过的电流,看看它们之间有什么关系。换上另外两个小灯泡,再次测量三点________,看看是否还有同样的关系。
下表是两次测量的记录数据:
分析和论证:
(1)在拆接电路时,开关S必须处于_________状态;
(2)结论:串联电路中各处_________相等。
【答案】电流表;电流;(1)断开;(2)电流。
【解析】在研究串联电路中电流的关系时,将电流表串联在电路里,记录各点的电流大小,为了寻找规律,必须换用不同规格的小灯泡进行多次实验,这样得出的规律才有说服力;
电学实验,在连接电路时,为保护电路,开关必须断开,连接完成检查无误后,再闭合开关;
由数据可以看出,第一次测量中,A、B、C三点的电流相等,第二次测量中A、B、C三点的电流相等,因此得出的结论是串联电路中各处电流相等。
【变式2】关于如图所示的电路,下列说法中正确的是( )。
A.断开电键S,通过L2的电流比通过L1的电流大;
B.断开电键S,通过L1的电流与通过L2的电流一样大;
C.闭合电键S,灯L1、L2都会发光;
D.闭合电键S,灯L1不会发光
【答案】B。
【解析】(1)由图可知,断开电键S,灯L1、L2串联,串联电路中电流处处相等,因此通过L1的电流与通过L2的电流一样大,故A错误,B正确;(2)闭合电键S,灯泡L2被短路,故灯L1会发光,L2不会发光,故CD错误;故选B。
【点睛】首先分清电路结构,明确断开电键S后,两灯的连接方式,然后根据串联电路的电流特点判断通过它们的电流关系。
【考点分析】本题考查了串联电路的电流特点和电路的三种状态,明确断开电键S,灯L1、L2串联,以及闭合电键S,灯泡L2被短路,是解答此题的关键。
【变式3】甲、乙两位同学在探究串联和并联电路中电流的规律时,看到实验桌上的器材有:学生电源一个,开关一个,小灯泡一个,弹簧测力计一个,导线若干,他们交流后决定:
(1)由甲同学向老师报告,要求增加的元件是__________,同时撤掉_________。
(2)甲同学率先探究串联电路中的电流规律,刚接好最后一根导线,表的指针迅速达到最右端,乙同学立即切断电源,经检查发现在连接电路时没有将______________;也没有__________________。
(3)甲同学注意了上述问题,同时又调节了电源后,将电流表接在串联电路中,闭合