内容正文:
苏 科 版 物 理 九 年 级 上 册
第十三章《电路初探》
13.3电流和电流表的使用
夯实基础
知识点一 电流
1.电流:电荷的定向移动形成电流。
2.电流的方向:
(1)规定以正电荷定向移动的方向为电流方向。
敲黑板:电流方向与正电荷运动方向相同,与负电荷运动方向相反,在金属导体中,可定向移动的是电子,故电流方向与电子的定向移动方向相反。
为了方便理解,我们可以把电荷在导体中的移动类比为水在水管中的流动,即把电流类比为水流。此种方法称为类比法。水流流过水轮机,能使水轮机转动起来,与此类似,电流通过灯丝,能使小灯泡发光。
(2)在电源外部,电流方向是沿电路从电源正极流向电源负极,在电源内部,电流是从负极流向正极。
3.电流强度:
(1)概念:表示电流的强弱、大小,符号I。
(2)单位:安培,简称安。符号A(国际单位)。常用单位:毫安mA、微安μA。
(3)单位换算:1A=103mA=106μA。
(4)家用电器的电流范围:
对于耗电量大的用电器,例如柜式空调、电暖器、电吹风热风挡,电流大约10~20A左右。
对于耗电量中等的用电器,例如挂式空调、电视机、电脑、电冰箱、微波炉,电流大约1~5A左右。
对于耗电量小的用电器,例如电风扇、日光灯,电流大约0.05~0.5A左右。
对于耗电量很小的用电器,例如手机待机,电子计算器,电流大约0.1mA~0.01A左右。
趁热打铁:
例1.关于电源和电流。下列说法中正确的是( )
A.电流是由大量电荷的无规则运动形成的 B.电源外部,电流是从电源的正极流向负极
C.在电路中只要有电源,就一定有电流 D.电流的方向是自由电子定向移动的方向
例2.下列家用电器中,正常工作时电流最大的是( )
A.立式空调 B.节能灯 C.收音机 D.手机
知识点二 电流表
1.用途:测量电流强度。
2.电流表的结构
3.电流表的刻度及量程
电流表刻度盘共有30宽度均匀的小格,每一小格表示的电流为量程的。
(1)量程一:0~0.6A:对应刻度盘下方的数字,分度值为0.6÷30=0.02A;
(2)量程二:0~3A:对应刻度盘上方的数字,分度值为3÷30=0.1A。
4.电流表使用注意事项:
(1)使用前要检查指针是否指零,如有偏差,要用螺丝刀旋转表盘上的调零旋钮,将指针调零。
(2)必须要把电流表与被测量对象串联在电路中,使电流从标有0.6或3的接线柱流入电流表,从“—”流出,简称“正进负出”。
(3)被测电流的大小不能超过电流表的量程,否则会烧坏电流表。
(4)在不确定被测电流大小范围时,一般先用大量程试触,如电流表示数在小量程范围内,再改用小量程,这样读数更为精确;如果大量程试触时指针满偏,则需更换更大量程的电流表。
(5)电流表测量的是经过自身的电流,所以它在哪条电路上,就测得该条电路的电流。在并联电路中,要注意电流是先分流再进入电流表还是先经过电流表再分流,或者电流是先经过电流表再合流还是先合流再经过电流表,这决定了电流表的测量对象,请注意区分以下几种情况。
电流先分流再经过电流表,电流表测L1支路电流
电流先经过电流表再分流,电流表测干路电流
电流先经过电流表再合流,电流表测L1支路电流
电流先合流再经过电流表,电流表测干路电流
(6)电流表对电流的影响很小,相当于导线,因此电路中不允许把电流表直接连接到电源的两极。在分析电路串并联时,可把电流表看成导线,可以简化电路,使分析更容易。
5.电流表的读数:
(1)确定电流表所选量程和分度值。
(2)接通电路后,看看指针向右总共偏过多少小格。
(3)小格数乘分度值即为电流表读数。
(4)如果电流表的指针没有正对某一刻度,在两个刻度之间,这时指针靠近哪个值就读哪个值。
举例说明:
(5)电流表大量程是小量程的5倍,如果两个电流表接入不同量程指针位置却相同,那么这两个电流表读数也是5倍关系。
6.电流表常见的非正常现象
现象
情形
开关闭合前,指针未指零
开关闭合后,指针向左偏
开关闭合前,指针未指零
开关闭合后,指针轻微偏转
开关闭合后,指针满偏
开关闭合后,指针无偏转
原因
指针未调零
“正”“负”接线柱接反了
指针未调零
量程选大了
量程选小了
①开关未闭合
②电流表被短路
影响
测量结果偏小
指针弯曲,电流表损坏
测量结果偏大
读数误差大
烧坏电流表
电流表不工作
趁热打铁:
例3.如图所示的电路中,开关闭合后,要损坏电流表的是( )
A. B.
C. D.
例4.某同学要用电流表测量通过灯L1的电流,连接的电路图如图所示。闭合开关后,灯L1 ,灯L2 (以上选填“亮”或“不亮”),电流表 示数(选填“有”或“没有”)。此时电流表测量的是灯 的电流。
例5.如图甲所示的电路,当开关S闭合后,电流表测量的是通过 (选填“电源”“”或“”)的电流,电流表的指针偏转如图乙所示,电流表的示数为 A。乙图中接0-3A量程,指针位置不变,读数为 A。
例6.甲、乙、丙三位同学在做“用电流表测电流”的分组实验中,闭合开关前,他们的电流表指针均指在零刻度处。当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动分别出现了如图甲、乙、丙所示的三种情况。请分析他们在电流表的使用上分别存在什么问题,并写在下面的横线上。
甲同学的问题: ;乙同学的问题: ;丙同学的问题: 。
知识点三 实验:探究串并联电路电流的特点
1.探究串联电路电流的特点
【实验目的】探究串联电路中各处电流有什么关系
【实验器材】几个不同规格的灯泡、导线若干、电源、开关
【实验设计】
(1)实验电路图如图所示:
(2)将灯泡L1、L2与电源,开关用导线串联起来,把电流表串联在电路中的A处,测出A处的电流。然后,再用同样的方法测出B、C两处的电流,将测得的数据填入表格中(数据仅供参考)。
(3)更换不同的灯泡,再次测量A、B、C三处的电流,将测得的数据填入表格中(数据仅供参考)。
各处电流
实验序号
IA
IB
IC
1
0.20A
0.20A
0.20A
2
0.36A
0.36A
0.36A
【实验分析】
【实验结论】串联电路中电流处处相等。
2.探究并联电路电流的特点
【实验目的】探究并联电路中各处电流有什么关系
【实验器材】几个不同规格的灯泡、导线若干、电源、开关
【实验设计】
(1)实验电路图如图所示:
(2)将灯泡L1、L2与电源,开关用导线并联起来,把电流表串联在电路中的A处,测出A处的电流。然后,再用同样的方法测出B、C两处的电流,将测得的数据填入表格中(数据仅供参考)。
(3)更换不同的灯泡,再次测量A、B、C三处的电流,将测得的数据填入表格(数据仅供参考)。
各处电流
实验序号
IA
IB
IC
1
0.30A
0.12A
0.18A
2
0.48A
0.20A
0.28A
【实验分析】
【实验结论】并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
敲黑板:1.在探究串、并联电路电流特点的实验中,选择不同规格的灯泡进行实验的目的是为了使结论具有普遍性。
2.两用电器通过的电流相等不一定是串联,两用电器通过的电流不相等一定是并联。
趁热打铁:
例7.如图,在“探究串联电路电流特点”的实验中,图甲所示的串联电路,闭合开关S时,小高发现灯泡比更亮,他猜想可能有以下原因:
猜想一:通过的电流比大;
猜想二:更加靠近电源正极。为验证猜想,他做了以下探究:
(1)连接电路时,开关应处于 状态。
(2)为了验证猜想一,小高用电流表分别测出图甲A、B、C三处的电流,电流表示数均如图乙所示,为 A,说明猜想一错误。同时他发现:该电路中任意一处断开,、均不能发光,说明该电路有 条通路。
(3)为了验证猜想二,小高对调两个小灯泡在电路中的位置,操作时开关应该处于 状态,最后发现仍是比更亮,说明猜想二 。
(4)接下来小高探究了并联电路电流特点,小高设计了如图丙所示的电路进行实验。实验中,在A、B、C三处各接入一个电流表,并选择合适的量程。闭合开关,测得A、B、C三处的电流分别为、、。更换多组 (选择“相同”或“不同”)规格的灯泡重复实验,部分实验数据如表所示。
实验序号
1
0.46
0.18
0.28
2
0.36
0.20
0.16
3
0.7
0.32
0.38
(5)分析实验数据可得:在并联电路中,干路电流与各支路电流的关系是 (写出关系式)。
融会贯通
——打基础——
一、单选题
1.小华在做电学实验时连接了如图所示电路,接通后发现A1的示数比A2的示数大一点,下列原因不可能的是( )
A.因为电流从正极流到负极的过程中越来越小
B.可能A1表或A2表在读数时指针没有对准整刻度线,所以出现测量误差
C.可能是两电表所用的量程不同
D.可能是电路未接通之前,某电流表的指针不在零刻线处
2.如图所示,电流表能直接正确测出通过灯泡L2电流的是( )
A. B. C. D.
3.电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,两灯都发光,当把开关S2断开时,灯泡L1的亮度及电流表示数的变化情况是( )
A.L1亮度不变,电流表示数不变 B.L1亮度不变,电流表示数变小
C.L1的亮度增大,电流表示数不变 D.L1亮度减小,电流表示数变小
4.两个小灯泡串联接入电路,通电后它们的亮度不一样,经测量较亮的灯泡的电流如图所示,则通过较暗灯泡的电流是( )
A.等于0.4A B.等于2A C.小于0.4A D.小于2A
5.在如图甲所示电路中,闭合开关S后,两个灯泡都能发光,乙图为电流表A1指针的位置,如果电流表A2的示数是0.5A,则下列说法正确的是( )
A.灯泡L1和L2串联 B.通过灯L1的电流为1.5A
C.通过灯L1、L2的电流都为0.5A D.电流表A1使用的一定是0~3A量程
6.如图所示电路,闭合开关、,小灯泡和均发光,两电表都有示数。下列判断正确的是( )
A.电流表只测量灯的电流 B.电流表的示数比的大
C.灯被短路时,也不发光 D.仅断开两个表都没示数
7.如图所示,当开关闭合时,电流表A1、A2、A3的示数分别为1.5A、0.6A和1A,以下选项正确的是( )
+
A.灯L1、L2、L3串联 B.通过灯L2的电流是0.1A
C.通过灯L1的电流是0.4A D.通过灯L3的电流是0.5A
8.如图所示,闭合开关后,两个电流表的示数相同,则电路中出现的故障可能是( )
A.灯L1被短路了 B.灯L1断路了
C.灯L2被短路了 D.灯L2断路了
9.如图所示电路,闭合开关S1、S2,下列对电路的分析正确的是( )
A.当开关S2断开时,通过L1的电流变小 B.电流表A1测L1的电流
C.L1与L2串联 D.当开关S2断开时,电流表A2的示数变小
10.如图所示的电路,闭合开关后,两电流表的指针正常偏转且偏转角度相同,此时灯L1和L2的电流之比为( )
A.1:5 B.1:4 C.5:1 D.4:1
二、填空题
11.如图所示是电子在导体中的运动情况,导体中有电流的是图 (选填“甲”或“乙”),此图中电流的方向是向 (选填“左”或“右”)。
12.如图所示电路,闭合开关,通过a、b、c、d四处的电流分别为Ia、Ib、Ic、Id,则有Ia Id,Ib Ia。
13.图中灯L1、L2在盒内的连接方式未知,电源电压恒定。开关闭合后两灯均发光,电流表示数为0.9A;若把灯L1取下,灯L2仍发光,电流表示数变为0.5A。判断灯L1和L2是 的,通过灯L1的电流是 A。
14.如图,开关S闭合,断开时,电流表A1的示数为0.2A,电流表A的示数为0.3A,则通过灯的电流为 A。若再闭合开关,则电流表 可能会烧坏。
三、作图题
15.如图所示实物电路,请用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:两灯并联,电流表测通过灯的电流,开关控制整个电路,导线不能交叉。
16.请根据电路图连接实物图(已知通过两灯泡的电流均为1A)。
17.如图所示,在电路的“ ”处画出一个灯泡及两只电流表。
18.根据下图所示的实物连线图,画出对应的电路图。
四、实验题
19.在“探究并联电路的电流规律”的实验中,实验电路如图甲所示:
(1)连接图甲的电路时,如果没有断开开关,会出现的现象是 (答出一种即可);
(2)闭合开关,灯L2发光,灯L1不发光,电流表有示数,电路可能存在的故障是 ;
(3)排除故障后,在图甲中改动一根导线,使电流表测量小灯泡L1的电流。将去掉的导线画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接完整 ;
(4)用电流表测出灯L2支路的电流I2和干路的电流I,发现两次测量时,电流表指针偏转均如图乙所示,则I= A;
(5)若灯L1支路的电流I1=0.8A,由此可初步得出结论:在并联电路中,
20.为了验证并联电路的电流特点,小薇设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)在连接电路时,开关应处于 状态,此状态下电流表的指针如图乙所示,根据你的分析,原因是 ;
(2)小薇先将电流表接在L1所在的支路上,闭合开关后,观察到灯L2发光,但L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是 ;
(3)排除故障后,,她测出了L2支路和干路上的电流分别为I2和I,两次电流表指针均如图丙所示,则I2= A,I= A,算出了I1= A;
(4)为了避免实验的偶然性,她接下来的操作应该是 ;
(5)根据测量结果,并联电路中干路和各支路的电流关系是: (出关系式即可)。
五、计算题
21.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。
(1)只闭合时,电流表的示数为,则通过的电流和通过的电流是多少?
(2)闭合,断开和时,电流表的示数为;闭合和,断开时,电流表的示数为,则通过的电流是多少?
——提能力——
1.小明验证“并联电路干路电流等于各支路电流之和”的实验电路如下左图所示,这个电路中只有一根导线接错了,这根接错的导线是( )
A.a B.b C.c D.d
2.如图所示的电路中,闭合开关S后,电流表A1、A2和A3的电流分别为2A、1.5A和1A,则流过L1、L2和L3的电流分别为( )
A.0.5A、0.5A和1A B.1A、0.5A和0.5A
C.0.5A、1A和1A D.1A、1A和0.5A
3.如图所示实物电路中,下列分析都正确的是( )
①只闭合开关S1时,三个小灯泡串联,Al测L1的电流
②只闭合开关S1、S3时,L1和L2被短接,A1和A2的电流大小相等
③只闭合开关S1、S2时,L3被短接,A3测L1和L2的电流之和
④三个开关都闭合时,A2的示数是0.5A,A3的示数是0.4A,则通过L3和L1的电流之差是0.1A
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.①②③④
4.在图中,用箭头标出了部分接线中的电流方向。a、b间和c、d间或者接电源,或者接电灯。若图中只接有一个电源,则该电源( )
A.只能接在a、b间 B.只能接在c、d间
C.可以接在a、b间,也可以接在c、d间 D.条件不足,无法确定
5.如图所示,开关S闭合时通过L1、L2和L3的电流分别是0.4A、0.2A和0.8A,则电流表A2、A3和A4的示数分别为( )
A.1A、0.4A、0.6A B.0.4A、0.6A、1A C.0.6A、1A、0.4A D.0.6A、0.4A、1A
6.并联电路中的一部分电路如图所示,当开关闭合电路接通后,电流表的读数0.3A,通过导线ac的电流是0.8A,若导线ab的电流方向是从b流向a,则通过导线ab的电流为 A。
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第十三章《电路初探》
13.3电流和电流表的使用
夯实基础
知识点一 电流
1.电流:电荷的定向移动形成电流。
2.电流的方向:
(1)规定以正电荷定向移动的方向为电流方向。
敲黑板:电流方向与正电荷运动方向相同,与负电荷运动方向相反,在金属导体中,可定向移动的是电子,故电流方向与电子的定向移动方向相反。
为了方便理解,我们可以把电荷在导体中的移动类比为水在水管中的流动,即把电流类比为水流。此种方法称为类比法。水流流过水轮机,能使水轮机转动起来,与此类似,电流通过灯丝,能使小灯泡发光。
(2)在电源外部,电流方向是沿电路从电源正极流向电源负极,在电源内部,电流是从负极流向正极。
3.电流强度:
(1)概念:表示电流的强弱、大小,符号I。
(2)单位:安培,简称安。符号A(国际单位)。常用单位:毫安mA、微安μA。
(3)单位换算:1A=103mA=106μA。
(4)家用电器的电流范围:
对于耗电量大的用电器,例如柜式空调、电暖器、电吹风热风挡,电流大约10~20A左右。
对于耗电量中等的用电器,例如挂式空调、电视机、电脑、电冰箱、微波炉,电流大约1~5A左右。
对于耗电量小的用电器,例如电风扇、日光灯,电流大约0.05~0.5A左右。
对于耗电量很小的用电器,例如手机待机,电子计算器,电流大约0.1mA~0.01A左右。
趁热打铁:
例1.关于电源和电流。下列说法中正确的是( )
A.电流是由大量电荷的无规则运动形成的 B.电源外部,电流是从电源的正极流向负极
C.在电路中只要有电源,就一定有电流 D.电流的方向是自由电子定向移动的方向
【答案】B
【详解】A.电流是由于电荷的定向移动形成的,故A错误;
B.在电源外部,电流从电源的正极经过用电器流向负极,故B正确;
C.电路中有电流的条件是:有电源,且是一个闭合的电路,故C错误;
D.电流的方向是正电荷定向移动方向,自由电子带负电荷,电流方向与自由电子定向移动的方向相反,故D错误。
故选B。
例2.下列家用电器中,正常工作时电流最大的是( )
A.立式空调 B.节能灯 C.收音机 D.手机
【答案】A
【详解】立式空调的工作电流约10A,节能灯的工作电流约0.1A,收音机的工作电流约0.05A,手机的工作电流约0.1A。所以正常工作时电流最大的立式空调。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
知识点二 电流表
1.用途:测量电流强度。
2.电流表的结构
3.电流表的刻度及量程
电流表刻度盘共有30宽度均匀的小格,每一小格表示的电流为量程的。
(1)量程一:0~0.6A:对应刻度盘下方的数字,分度值为0.6÷30=0.02A;
(2)量程二:0~3A:对应刻度盘上方的数字,分度值为3÷30=0.1A。
4.电流表使用注意事项:
(1)使用前要检查指针是否指零,如有偏差,要用螺丝刀旋转表盘上的调零旋钮,将指针调零。
(2)必须要把电流表与被测量对象串联在电路中,使电流从标有0.6或3的接线柱流入电流表,从“—”流出,简称“正进负出”。
(3)被测电流的大小不能超过电流表的量程,否则会烧坏电流表。
(4)在不确定被测电流大小范围时,一般先用大量程试触,如电流表示数在小量程范围内,再改用小量程,这样读数更为精确;如果大量程试触时指针满偏,则需更换更大量程的电流表。
(5)电流表测量的是经过自身的电流,所以它在哪条电路上,就测得该条电路的电流。在并联电路中,要注意电流是先分流再进入电流表还是先经过电流表再分流,或者电流是先经过电流表再合流还是先合流再经过电流表,这决定了电流表的测量对象,请注意区分以下几种情况。
电流先分流再经过电流表,电流表测L1支路电流
电流先经过电流表再分流,电流表测干路电流
电流先经过电流表再合流,电流表测L1支路电流
电流先合流再经过电流表,电流表测干路电流
(6)电流表对电流的影响很小,相当于导线,因此电路中不允许把电流表直接连接到电源的两极。在分析电路串并联时,可把电流表看成导线,可以简化电路,使分析更容易。
5.电流表的读数:
(1)确定电流表所选量程和分度值。
(2)接通电路后,看看指针向右总共偏过多少小格。
(3)小格数乘分度值即为电流表读数。
(4)如果电流表的指针没有正对某一刻度,在两个刻度之间,这时指针靠近哪个值就读哪个值。
举例说明:
(5)电流表大量程是小量程的5倍,如果两个电流表接入不同量程指针位置却相同,那么这两个电流表读数也是5倍关系。
6.电流表常见的非正常现象
现象
情形
开关闭合前,指针未指零
开关闭合后,指针向左偏
开关闭合前,指针未指零
开关闭合后,指针轻微偏转
开关闭合后,指针满偏
开关闭合后,指针无偏转
原因
指针未调零
“正”“负”接线柱接反了
指针未调零
量程选大了
量程选小了
①开关未闭合
②电流表被短路
影响
测量结果偏小
指针弯曲,电流表损坏
测量结果偏大
读数误差大
烧坏电流表
电流表不工作
趁热打铁:
例3.如图所示的电路中,开关闭合后,要损坏电流表的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.两只灯泡并联,闭合开关,电流表测量通过L2的电流,不会损坏电流表,故A不符合题意;
B.闭合开关,电流从电源正极经电流表直接回到电源负极,造成电源短路,会烧坏电流表和电源,故B符合题意;
C.两只灯泡串联,闭合开关,电流表测量电路中的电流,不会损坏电流表,故C不符合题意;
D.两只灯泡并联,闭合开关,电流表被短路,不会损坏电流表,故D不符合题意。
故选B。
例4.某同学要用电流表测量通过灯L1的电流,连接的电路图如图所示。闭合开关后,灯L1 ,灯L2 (以上选填“亮”或“不亮”),电流表 示数(选填“有”或“没有”)。此时电流表测量的是灯 的电流。
【答案】 不亮 亮 有 L2
【详解】图中开关闭合后,电流表与灯泡L1并联,电流表与灯泡L2串联在电路中。
[1][2][3]电流表相当于导线,故灯泡L1被短路,不亮,灯泡L2亮,电流表有示数,此时电流表测量的是通过灯泡L2的电流。
例5.如图甲所示的电路,当开关S闭合后,电流表测量的是通过 (选填“电源”“”或“”)的电流,电流表的指针偏转如图乙所示,电流表的示数为 A。乙图中接0-3A量程,指针位置不变,读数为 A。
【答案】 L2 0.28 1.4
【解析】【小题1】[1]由图可知,L1、L2小灯泡并联,电流表与L2小灯泡在同一条支路,故电流表测量小灯泡L2的电流。
[2]由图可知,电流表为小量程,分度值为0.02A,故读数为0.28A。
[3]由图可知,电流表为大量程,分度值为0.1A,故读数为1.4A。
例6.甲、乙、丙三位同学在做“用电流表测电流”的分组实验中,闭合开关前,他们的电流表指针均指在零刻度处。当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动分别出现了如图甲、乙、丙所示的三种情况。请分析他们在电流表的使用上分别存在什么问题,并写在下面的横线上。
甲同学的问题: ;乙同学的问题: ;丙同学的问题: 。
【答案】 电流表正、负接线柱接反 电流表所选量程偏大 电流表所选量程偏小
【详解】[1][2][3]当电流表的正负接线柱接错时,指针会向左偏,故甲同学的是由于电流表正、负接线柱接反;当量程选择的太大时,指针会偏转的角度小,读数不准确,故乙同学是电流表所选量程偏大;当量程选择的太小时,指针会偏转过最大刻度,会损坏电流表,故丙同学是电流表所选量程偏小。
知识点三 实验:探究串并联电路电流的特点
1.探究串联电路电流的特点
【实验目的】探究串联电路中各处电流有什么关系
【实验器材】几个不同规格的灯泡、导线若干、电源、开关
【实验设计】
(1)实验电路图如图所示:
(2)将灯泡L1、L2与电源,开关用导线串联起来,把电流表串联在电路中的A处,测出A处的电流。然后,再用同样的方法测出B、C两处的电流,将测得的数据填入表格中(数据仅供参考)。
(3)更换不同的灯泡,再次测量A、B、C三处的电流,将测得的数据填入表格中(数据仅供参考)。
各处电流
实验序号
IA
IB
IC
1
0.20A
0.20A
0.20A
2
0.36A
0.36A
0.36A
【实验分析】
【实验结论】串联电路中电流处处相等。
2.探究并联电路电流的特点
【实验目的】探究并联电路中各处电流有什么关系
【实验器材】几个不同规格的灯泡、导线若干、电源、开关
【实验设计】
(1)实验电路图如图所示:
(2)将灯泡L1、L2与电源,开关用导线并联起来,把电流表串联在电路中的A处,测出A处的电流。然后,再用同样的方法测出B、C两处的电流,将测得的数据填入表格中(数据仅供参考)。
(3)更换不同的灯泡,再次测量A、B、C三处的电流,将测得的数据填入表格(数据仅供参考)。
各处电流
实验序号
IA
IB
IC
1
0.30A
0.12A
0.18A
2
0.48A
0.20A
0.28A
【实验分析】
【实验结论】并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
敲黑板:1.在探究串、并联电路电流特点的实验中,选择不同规格的灯泡进行实验的目的是为了使结论具有普遍性。
2.两用电器通过的电流相等不一定是串联,两用电器通过的电流不相等一定是并联。
趁热打铁:
例7.如图,在“探究串联电路电流特点”的实验中,图甲所示的串联电路,闭合开关S时,小高发现灯泡比更亮,他猜想可能有以下原因:
猜想一:通过的电流比大;
猜想二:更加靠近电源正极。为验证猜想,他做了以下探究:
(1)连接电路时,开关应处于 状态。
(2)为了验证猜想一,小高用电流表分别测出图甲A、B、C三处的电流,电流表示数均如图乙所示,为 A,说明猜想一错误。同时他发现:该电路中任意一处断开,、均不能发光,说明该电路有 条通路。
(3)为了验证猜想二,小高对调两个小灯泡在电路中的位置,操作时开关应该处于 状态,最后发现仍是比更亮,说明猜想二 。
(4)接下来小高探究了并联电路电流特点,小高设计了如图丙所示的电路进行实验。实验中,在A、B、C三处各接入一个电流表,并选择合适的量程。闭合开关,测得A、B、C三处的电流分别为、、。更换多组 (选择“相同”或“不同”)规格的灯泡重复实验,部分实验数据如表所示。
实验序号
1
0.46
0.18
0.28
2
0.36
0.20
0.16
3
0.7
0.32
0.38
(5)分析实验数据可得:在并联电路中,干路电流与各支路电流的关系是 (写出关系式)。
【答案】 断开 0.2 一 断开 错误 不同
【详解】(1)[1]为了保护用电器,连接电路时,开关必须断开。
(2)[2]由图乙所示电流表知道,选用的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A,说明猜想一错误。
[3]根据题意知道,该电路中任意一处断开,L1、L2均不能发光,则说明电路为断路,即说明串联电路有一条通路。
(3)[4][5]为了验证猜想二,即谁靠近电源正极谁就更亮,小高对调了两个小灯泡在电路中的位置;为保护电路,操作时开关应该处于断开状态;最后发现仍是L1比L2更亮,说明灯的亮度与灯是否靠近电源正极无关,即猜想二错误。
(4)[6]本实验中,为了让实验结论具有普遍性,应该选择不同规格的灯泡进行多次实验。
(5)[7]分析实验数据知道,在并联电路中,干路电流与各支路电流的关系是
IA=IB+IC
融会贯通
——打基础——
一、单选题
1.小华在做电学实验时连接了如图所示电路,接通后发现A1的示数比A2的示数大一点,下列原因不可能的是( )
A.因为电流从正极流到负极的过程中越来越小
B.可能A1表或A2表在读数时指针没有对准整刻度线,所以出现测量误差
C.可能是两电表所用的量程不同
D.可能是电路未接通之前,某电流表的指针不在零刻线处
【答案】A
【详解】因为串联电路处处电流相等,所以可能是电流表的使用和读数出现错误,即电流表没有校零,读数错误,也可能是两电表所用的量程不同等,与电流表在电路中的位置无关。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.如图所示,电流表能直接正确测出通过灯泡L2电流的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A.此图中的电流表和L1串联,测的是L1电流 ,且电流表正负接线柱接反了,故A错误;
B.此图中的电流表与L2串联,但电流表正负接线柱接反了,故B错误;
C.此图中的电流表串联在干路上,测的是总电流,故C错误;
D.此图中的电流表和L2串联且电流方向正确 ,测的是通过L2的电流,故D正确。
故选D。
3.电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,两灯都发光,当把开关S2断开时,灯泡L1的亮度及电流表示数的变化情况是( )
A.L1亮度不变,电流表示数不变 B.L1亮度不变,电流表示数变小
C.L1的亮度增大,电流表示数不变 D.L1亮度减小,电流表示数变小
【答案】A
【详解】两开关均闭合时,两灯并联在电源两端,电流表测量通过小灯泡L1的电流;并联电路各支路独立工作,互不影响,所以当把开关S2断开时,灯泡L1的亮度及电流表示数均不变。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.两个小灯泡串联接入电路,通电后它们的亮度不一样,经测量较亮的灯泡的电流如图所示,则通过较暗灯泡的电流是( )
A.等于0.4A B.等于2A C.小于0.4A D.小于2A
【答案】A
【详解】由图示知,电流表所用量程为小量程,对应的分度值为0.02A,示数为0.4A。两个灯泡串联在电路中,则通过两灯泡的电流相同,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.在如图甲所示电路中,闭合开关S后,两个灯泡都能发光,乙图为电流表A1指针的位置,如果电流表A2的示数是0.5A,则下列说法正确的是( )
A.灯泡L1和L2串联 B.通过灯L1的电流为1.5A
C.通过灯L1、L2的电流都为0.5A D.电流表A1使用的一定是0~3A量程
【答案】D
【详解】A.由图可知,两灯并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过L2的电流,故A错误;
BCD.电流表A2的示数是0.5A,通过灯L2的电流为I2=0.5A,因为干路电流大于任一支路电流,因此电流表A1使用的是0~3A的量程,电流表A1示数是1.5A,即电路的总电流I=1.5A,由并联电路电流的规律得到通过灯L1的电流
I1=I-I2=1.5A-0.5A=1A
故BC错误,D正确。
故选D。
6.如图所示电路,闭合开关、,小灯泡和均发光,两电表都有示数。下列判断正确的是( )
A.电流表只测量灯的电流 B.电流表的示数比的大
C.灯被短路时,也不发光 D.仅断开两个表都没示数
【答案】C
【详解】A.由图得,两开关都闭合时,两灯泡并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量灯泡L1电流,开关S2控制整个电路,开关S1控制灯泡L1,故A错误;
B.并联电路中,干路电流最大,则电流表A2的示数小于A1的示数,故B错误;
C.灯L1被短路时,L2也被短路,都不发光,故C正确;
D.仅断开S1,电路由两灯泡并联变为灯泡L2正常发光,两个表的示数都变小,故D错误。
故选C。
7.如图所示,当开关闭合时,电流表A1、A2、A3的示数分别为1.5A、0.6A和1A,以下选项正确的是( )
+
A.灯L1、L2、L3串联 B.通过灯L2的电流是0.1A
C.通过灯L1的电流是0.4A D.通过灯L3的电流是0.5A
【答案】B
【详解】A.由电路图可知,该电路中的电流路径有3条,所以三个灯泡为并联,故A错误;
BCD.由电路图可知,电流表A1测干路电流,电流表A2测流过灯L1与L2的电流,电流表A3测L2与L3的电流,所以通过灯L1的电流
I1=IA1-IA3=1.5A-1A=0.5A
通过灯L2的电流
I2=IA2-I1=0.6A-0.5A=0.1A
通过灯L3的电流
I3=IA1-IA2=1.5A-0.6A=0.9A
故B正确,CD错误。
故选B。
8.如图所示,闭合开关后,两个电流表的示数相同,则电路中出现的故障可能是( )
A.灯L1被短路了 B.灯L1断路了
C.灯L2被短路了 D.灯L2断路了
【答案】D
【详解】由图可知,开关闭合后,L1、L2并联,电流表A1测通过L1的电流,电流表A测干路电流。
A.若灯L1被短路了,电流表直接接在了电源两端,又相当于导线,可能烧坏电源或损坏电流表,故A不符合题意;
B.若灯L1断路了,电流表A1无示数,电流表A有示数,故B不符合题意;
C.若灯L2被短路了,电流表A1无示数,电流表A直接接在了电源两端,可能烧坏电源或损坏电流表A,故C不符合题意;
D.若灯L2断路了,电路中只有L1,两个电流表都测通过L1的电流,所以示数相同,故D符合题意。
故选D 。
9.如图所示电路,闭合开关S1、S2,下列对电路的分析正确的是( )
A.当开关S2断开时,通过L1的电流变小 B.电流表A1测L1的电流
C.L1与L2串联 D.当开关S2断开时,电流表A2的示数变小
【答案】D
【详解】BC.由图可知,闭合开关S1、S2,L1和L2并联,开关S1为干路开关,控制所有用电器,S2与L2串联,控制L2,A2在干路上,测通过L1、L2电流之和,A1在L2的支路上,测量通过L2的电流,故BC错误;
AD.由图可知,当闭合开关S1,断开开关S2时,L2所在支路断路,电流变为0,而L1所在支路电流不受影响,通过L1的电流不变,干路电流变小,A2测干路电流,因此电流表A2的示数变小,故A错误,D正确。
故选D。
10.如图所示的电路,闭合开关后,两电流表的指针正常偏转且偏转角度相同,此时灯L1和L2的电流之比为( )
A.1:5 B.1:4 C.5:1 D.4:1
【答案】D
【详解】两个小灯并联,电流表A2测量通过L2的电流记为I,,电流表A1测量干路总电流记为I'。因为电流表的两个量程分别为0~0.6A 、0~3A,且是同一刻度盘标记不了不同的数值,所以当电流表指针指在同一位置时,按不同的量程读数,大量程测量值是小量程测量值的5倍。有
即
得
故选D。
二、填空题
11.如图所示是电子在导体中的运动情况,导体中有电流的是图 (选填“甲”或“乙”),此图中电流的方向是向 (选填“左”或“右”)。
【答案】 乙 左
【详解】[1]电荷的定向移动可以形成电流。由图知,甲图中电子做无规则运动,乙图中的电子向右定向移动,所以乙图中电子定向移动可以形成电流。
[2]物理学规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。由于电子带负电,所以乙图中的电流方向与电子定向移动方向相反,即图中电流的方向是向左的。
12.如图所示电路,闭合开关,通过a、b、c、d四处的电流分别为Ia、Ib、Ic、Id,则有Ia Id,Ib Ia。
【答案】 = <
【详解】[1]根据串联电路的电流特点可知,a、d两处都在干路上,所以电流相等,即Ia=Id。
[2]根据并联电路中的电流规律可知,在并联电路中干路电流等于各支路电流之和,即Ia=Ib+Ic
因此Ib<Ia。
13.图中灯L1、L2在盒内的连接方式未知,电源电压恒定。开关闭合后两灯均发光,电流表示数为0.9A;若把灯L1取下,灯L2仍发光,电流表示数变为0.5A。判断灯L1和L2是 的,通过灯L1的电流是 A。
【答案】 并联 0.4
【详解】[1]由题意可知,取下L1,灯泡L2仍发光,并且电流表示数减小,说明两者之间互不影响,即L1、L2并联连接。
[2]由题意可知,开关闭合后两灯均发光,电流表测量的是干路电流,干路电流为0.9A;取下L1,灯泡L2仍发光,电流表测量通过L2的电流,通过L2的电流是0.5A;根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,通过L1的电流
14.如图,开关S闭合,断开时,电流表A1的示数为0.2A,电流表A的示数为0.3A,则通过灯的电流为 A。若再闭合开关,则电流表 可能会烧坏。
【答案】 0.1 A
【详解】[1][2]开关S闭合,S1断开时,L1与L2并联的连接在电路两点之间,所以两电灯是并联方式。电流表A测干路电流,为0.3A,A1测灯泡L1的电流,为0.2A,根据并联电路电流特点可知,则通过灯L2的电流为
I2=I-I1=0.3A-0.2A=0.1A
若开关S1闭合,开关将L1、L2短路,电路中的电流很大,会通过电流表A,所以电流表A可能会烧坏。
三、作图题
15.如图所示实物电路,请用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:两灯并联,电流表测通过灯的电流,开关控制整个电路,导线不能交叉。
【答案】
【详解】由题知,两个灯泡并联,开关在干路上控制整个电路;电流表测通过灯L1的电流,则电流表与灯泡串联在一条支路中,实物图如答案所示。
16.请根据电路图连接实物图(已知通过两灯泡的电流均为1A)。
【答案】
【详解】根据电路图可知,两灯并联,开关在干路上,电流表测L1的电流。已知通过两灯泡的电流均为1A,超过0~0.6A量程,则电流表选用大量程,如答案所示。
17.如图所示,在电路的“ ”处画出一个灯泡及两只电流表。
【答案】
【详解】分析电路图,根据电流表的使用方法可知,两灯泡并联,干路中有一只电流表,与其中一只灯泡串联的有另一只电流表,如答案所示。
18.根据下图所示的实物连线图,画出对应的电路图。
【答案】
【详解】分析实物图发现,灯泡L1与L2并联,开关S和电流表A1在干路中,电流表A2与开关S1与L1在一条支路中,则电路图如答案所示。
四、实验题
19.在“探究并联电路的电流规律”的实验中,实验电路如图甲所示:
(1)连接图甲的电路时,如果没有断开开关,会出现的现象是 (答出一种即可);
(2)闭合开关,灯L2发光,灯L1不发光,电流表有示数,电路可能存在的故障是 ;
(3)排除故障后,在图甲中改动一根导线,使电流表测量小灯泡L1的电流。将去掉的导线画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接完整 ;
(4)用电流表测出灯L2支路的电流I2和干路的电流I,发现两次测量时,电流表指针偏转均如图乙所示,则I= A;
(5)若灯L1支路的电流I1=0.8A,由此可初步得出结论:在并联电路中,
【答案】(1)见解析 (2)灯L1断路
(3)
(4)1 (5)干路电流等于各支路的电流之和
【详解】(1)连接图甲的电路时,开关要断开,否则可能会出现电源断路,或电流表直接连接在电源两极上等现象,烧坏电源、电流表。
(2)闭合开关,灯L2发光,灯L1不发光,电流表有示数,说明L1所在支路断路,电路可能存在的故障是L1断路。
(3)在图甲中,将L1、L2之间的导线去掉,连接L2右接线柱、电流表的负接线柱,电流表测量小灯泡L1的电流。如答案所示。
(4)用电流表测出灯L2支路电流I2和干路电流I,发现两次测得的结果均如图乙所示,说明使用的量程不同,测量灯L2支路电流时用的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,I2=0.2A,测量干路电流时用的是0~3A量程,分度值为0.1A,I=1A。
(5)若L1支路的电流I1=0.8A,则I=I1+I2,由此可初步得出:在并联电路中,干路的电流等于各支路的电流之和。
20.为了验证并联电路的电流特点,小薇设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)在连接电路时,开关应处于 状态,此状态下电流表的指针如图乙所示,根据你的分析,原因是 ;
(2)小薇先将电流表接在L1所在的支路上,闭合开关后,观察到灯L2发光,但L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是 ;
(3)排除故障后,,她测出了L2支路和干路上的电流分别为I2和I,两次电流表指针均如图丙所示,则I2= A,I= A,算出了I1= A;
(4)为了避免实验的偶然性,她接下来的操作应该是 ;
(5)根据测量结果,并联电路中干路和各支路的电流关系是: (出关系式即可)。
【答案】(1) 断开 电流表没有调零 (2)灯L1或电流表断路
(3) 0.40 2.0 1.60 (4)换用不同规格的灯泡多次实验 (5)I=I1+I2
【详解】(1)[1]为保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态。
[2]此时电流表的指针如图乙所示,即电流表指针没有正对零刻线,原因是电流表没有调零。
(2)两灯并联,L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,说明L1支路不可能短路(若L1短路,则灯L2也不发光),只能是断路,即电路可能存在的故障是L1或电流表开路。
(3)[1][2][3]排除故障后,她测出了L2支路和干路上的电流分别为I2和I,两次电流表示数均如图丙所示,因并联电路干路电流等于各支路电流之和,测灯L2的电流时,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为I2=0.40A;测干路电流时电流表选用大量程,分度值为0.1A,电流为I=2.0A;L1支路的电流为
I1=I-I2=2.0A-0.40A=1.60A
(4)根据一组数据得出的结论有偶然性,她接下来的操作应该是换用不同规格的灯泡多次测量;这样操作的好处是得出普遍性的规律。
(5)根据测量结果可知,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,故并联电路中干路电流和各支路电流的关系是
I=I1+I2
五、计算题
21.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。
(1)只闭合时,电流表的示数为,则通过的电流和通过的电流是多少?
(2)闭合,断开和时,电流表的示数为;闭合和,断开时,电流表的示数为,则通过的电流是多少?
【答案】(1)0.25A,0.25A (2)0.45A
【详解】(1)当只闭合S1时,小灯泡L1和L2串联,电流表测电路中的电流为0.25A,据串联电路的电流特点知,则通过两灯的电流
(2)当闭合S2和S3,断开S1时,小灯泡L1和L2并联,电流表测干路中的总电流为0.8A,所以
当闭合S2,断开S1和S3时,电路为小灯泡L1的简单电路,电流表测通过L1的电流,所以,所以此时通过L2的电流
——提能力——
1.小明验证“并联电路干路电流等于各支路电流之和”的实验电路如下左图所示,这个电路中只有一根导线接错了,这根接错的导线是( )
A.a B.b C.c D.d
【答案】D
【详解】验证“并联电路干路电流等于各支路电流之和”, 一个电流表测干路电流,另外两个电流表分别测支路电流,而原电路中,左边两个电流表串联在一起了,且电流从左侧电流表的负接线柱流入了,故错误的导线是d,应将d 与L2左侧的接线柱改接在左侧电流表负接线柱上,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
2.如图所示的电路中,闭合开关S后,电流表A1、A2和A3的电流分别为2A、1.5A和1A,则流过L1、L2和L3的电流分别为( )
A.0.5A、0.5A和1A B.1A、0.5A和0.5A
C.0.5A、1A和1A D.1A、1A和0.5A
【答案】A
【详解】分析电路图可知,灯泡L1、L2和L3是并联的,电流表A1测量的是干路中的总电流,电流表A2测量的是灯泡L2和L3的电流之和,电流表A3测量的是灯泡L1和L2的电流之和,假设通过灯泡L1、L2和L3的电流分别为I1、I2和I3,可得
I1+I2+I3=2A
I1+I2=1A
I2+I3=1.5A
由以上各式联立,解得:I1=0.5A,I2=0.5A,I3=1A,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
3.如图所示实物电路中,下列分析都正确的是( )
①只闭合开关S1时,三个小灯泡串联,Al测L1的电流
②只闭合开关S1、S3时,L1和L2被短接,A1和A2的电流大小相等
③只闭合开关S1、S2时,L3被短接,A3测L1和L2的电流之和
④三个开关都闭合时,A2的示数是0.5A,A3的示数是0.4A,则通过L3和L1的电流之差是0.1A
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.①②③④
【答案】B
【详解】题中实物图对应电路图如下所示:
①只闭合开关S1时,三个小灯泡串联,Al测L1的电流,也即电路中电流,故①正确;
②只闭合开关S1、S3时,L1和L2被短接,A1和A2都串联在电路中,通过它们的电流大小相等,故②正确;
③只闭合开关S1、S2时,L2和L3被短接,A3测L1的电流,故③错误;
④三个开关都闭合时,三个灯并联,A2测通过L2、L3的总电流,A3测通过L1、L2的总电流,A2的示数是0.5A,A3的示数是0.4A,则通过L3和L1的电流之差是0.1A,故④正确。
故选B。
4.在图中,用箭头标出了部分接线中的电流方向。a、b间和c、d间或者接电源,或者接电灯。若图中只接有一个电源,则该电源( )
A.只能接在a、b间 B.只能接在c、d间
C.可以接在a、b间,也可以接在c、d间 D.条件不足,无法确定
【答案】C
【详解】电流只能从电源的正极流出,由电源的负极流入;假设ab是电源,则a为电源的正极,b为电源的负极,cd为电灯,此时电流从a出发,经cd间的电灯回到负极,电路中的两灯泡L1、L2会发生短路,此时为一个灯泡(在c、d间)的简单电路,故这样可以组成电路并符合题目中所标的电流方向;假设cd是电源,则c为电源的正极,d为电源的负极,ab为电灯,此时电流从c出发,经ab间的电灯回到负极,电路中的两灯泡L1、L2仍会发生短路,此时为一个灯泡(在a、b间)的简单电路,故这样也可以组成电路并符合题目中所标的电流方向;综上可知,两种情况都可以,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5.如图所示,开关S闭合时通过L1、L2和L3的电流分别是0.4A、0.2A和0.8A,则电流表A2、A3和A4的示数分别为( )
A.1A、0.4A、0.6A B.0.4A、0.6A、1A C.0.6A、1A、0.4A D.0.6A、0.4A、1A
【答案】A
【详解】可以将电路图简化,简化电路如下图:
由图可以看出:A1测总电流,A2测L2、L3中电流,A3测L1电流,A4测L1、L2电流,即:
A1中电流为干流电流,电流为:
I1=0.4+0.2+0.8=1.4A;
A2中电流为L2、L3中电流之和,电流为:
I2=0.2+0.8=1A;
A3测L1电流,电流为:
I3=0.4A;
A4测L1、L2电流,电流为:
I4=0.4A+0.2A=0.6A。
故选A。
6.并联电路中的一部分电路如图所示,当开关闭合电路接通后,电流表的读数0.3A,通过导线ac的电流是0.8A,若导线ab的电流方向是从b流向a,则通过导线ab的电流为 A。
【答案】0.5
【详解】导线ab的电流方向是从b流向a,由于电流从电流表的正接线柱流入,负接线柱流出,所以通过电流表的电流方向向右,所以导线ac在干路中,电流表和ab在支路中,由并联电路中电流特点可知,通过导线ab的电流
Iab=Iac-IA=0.8A-0.3A=0.5A
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