内容正文:
第11章 静电与电流
九年级上册•沪教版
(五四•学制)
第4节 串联电路和并联电路
俯瞰城市,璀璨的灯光营造出迷人的夜景。一道耀眼的闪电划过,将夜空照耀得分外明亮。灯光、闪电以及各种电器的工作都与电有关。本章我们将学习静电和简单电路的相关知识。
通过本章内容的学习,你将了解静电现象、电流和电压,认识串联电路和并联电路;学会测量电流和电压;经历探究串联电路和并联电路中电流、电压特点的过程;感悟电与人类社会的密切联系。
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第4节 串联电路和并联电路
电灯、电扇和空调等用电器为我们提供了舒适便捷的生活条件。图中由五颜六色的小灯泡组成的节日彩灯,营造了欢乐的节日气氛。
家中的用电器和节日彩灯分别由同一个电源供电,这些电器之间、小灯泡之间是如何连接的呢?
串联电路和并联电路
01
串联电路和并联电路的特点
02
课堂总结
03
提升训练
04
第4节 串联电路和并联电路
一、串联电路和并联电路
第4节 串联电路和并联电路
一、串联电路和并联电路
1. 探究电路的连接方式
L2
L1
自主活动:现有两个带灯座的小灯泡、电池、开关和导线若干,请你试着把它们连接起来,使两个小灯泡能同时发光。
与同学交流,看看一共有几种不同的连接方式,并将有关电路图画出来。
一、串联电路和并联电路
(1)串联
第一种连接方法:将两个小灯泡在电路中顺次相连,闭合开关后,两个灯泡会同时发光。这两个小灯泡的连接方式叫做串联。
L2
L1
S
L1
L2
S
实物图
电路图
一、串联电路和并联电路
(2)并联
第二种连接方法:将两个小灯泡右边的接线柱接在一起,左边的两个接线柱接在一起,然后接入电路中,使两盏灯并列连接。这两个小灯泡的连接方式叫做并联。
L2
L1
L2
L1
S
L1
L2
S
实物图
电路图
示意图
L2
一、串联电路和并联电路
并联电路中两个用电器共用的那部分电路叫做干路,单独使用的那部分电路叫做支路。
L2
L1
S
并联电路
干路
L2支路
干路
S
L1支路
一、串联电路和并联电路
【例题1】如图所示的电路中,要使灯泡L1和L2组成串联电路,应该只闭合开关____;若要使灯泡L1和L2组成并联电路,应该闭合开关________;同时闭合_________会损坏电源。
S2
S1、S3
S1、S2
【解析】由图可知,要使灯L1、L2组成串联电路,应将两灯首尾相连接到电源两端,则需断开的开关S1、S3,闭合开关S2。
要使L1、L2组成并联电路,则需让电流从电源流出分别流入两灯中再汇合共同流入电源负极,则需断开的开关S2,闭合开关S1、S3。
若同时闭合开关S1、S2,会形成短路现象,造成电流过大,烧坏电源,发生事故;所以同时闭合开关S1、S2是绝对不允许的。
二、串联电路和并联电路的特点
第4节 串联电路和并联电路
二、串联电路和并联电路的特点
1. 探究串联电路中开关的控制作用
(1)自主活动
①按照图连接串联电路,依次把开关接入
A、B、C三个位置,闭合开关,观察开关控制
两个小灯泡的情况是否有变化?把现象记入表中。
②闭合开关,拧下其中一个灯泡,观察另一个灯泡是否发光。
S
L2
L1
C
B
A
开关
灯泡 A位置 B位置 C位置
断开 闭合 断开 闭合 断开 闭合
L1
L2
二、串联电路和并联电路的特点
③实验现象与记录
开关
灯泡 A位置 B位置 C位置
断开 闭合 断开 闭合 断开 闭合
L1 灭 亮 灭 亮 灭 亮
L2 灭 亮 灭 亮 灭 亮
二、串联电路和并联电路的特点
闭合开关,拧下其中一个灯泡,观察另一个灯泡是否发光。
拧下L1 拧下L2
L2灭 L1灭
二、串联电路和并联电路的特点
(2)分析
①不论开关在哪个位置,当断开开关时,两灯不发光;当闭合开关时,两灯都发光。
②闭合开关,拧下一个灯泡,另一个不亮。
(3)结论
在串联电路中,开关接在任何位置都可以控制所有用电器。
二、串联电路和并联电路的特点
演示实验——《探究串联电路开关的控制作用》
二、串联电路和并联电路的特点
2. 探究并联电路中开关的控制作用
(1)自主活动
①按照图连接电路。断开和闭合干路开关S,依次闭合或断开两个支路开关S1、S2,观察小灯泡的亮灭情况。
开关状态 灯泡L1、L2发光情况
S断开 S1、S2闭合或断开
S闭合 S1闭合、S2断开
S1断开、S2闭合
②闭合所有开关,拧下其中一个灯泡,观察另一个灯泡是否发光。
二、串联电路和并联电路的特点
开关状态 灯泡L1、L2发光情况
S断开 S1、S2闭合或断开
S闭合 S1闭合、S2断开
S1断开、S2闭合
③实验现象与记录表
L1、L2都不亮
L1亮、L2不亮
L1不亮、L2亮
二、串联电路和并联电路的特点
闭合开关,拧下其中一个灯泡,观察另一个灯泡是否发光。
拧下L1 拧下L2
L2亮 L1亮
二、串联电路和并联电路的特点
(2)分析
①干路开关S控制所有灯泡。
②S1只能控制L1灯泡;S2只能控制L2灯泡;
③闭合所有开关,拧下其中一个灯泡,另一个灯泡仍能发光。
(3)结论
在并联电路中,接在不同位置的开关控制作用可能不同。
二、串联电路和并联电路的特点
3. 串联电路和并联电路的电流流向
(1)串联电路: 电流只有一条路径。电流从电源正极流出,经过用电器回到电源负极,没有分支,没有干路、支路之分。
L1
S
L2
S
L1
L2
电流方向
➛
➛
➛
➛
➛
➛
➛
➛
二、串联电路和并联电路的特点
(2)并联电路:
电流有两条或多条支路,干路和任意一条支路可构成一条电流路径,电流有两条或多条路径。
干路
L2支路
干路
干路
L1
S
L2
L1支路
干路电流
L2支路电流
干路电流
L1
L2
S
➛
➛
➛
➛
➛
➛
➛
➛
➛
➛
L1支路电流
二、串联电路和并联电路的特点
演示实验——《探究并联电路开关的控制作用》
二、串联电路和并联电路的特点
L1
S
L2
首
尾
首
尾
S
L2
L1
尾
首
首
尾
4. 串、并联电路的识别方法
(1)定义法
①串联电路:串联电路中所有元件是逐个顺次首尾相连的(“首”即为电流流入用电器的那一端,“尾”即为电流流出用电器的那一端)。
二、串联电路和并联电路的特点
L1
L2
S
首
尾
首
尾
②并联电路
在并联电路中,各用电器(小灯泡)“首首相连,尾尾相连”并列接在电路两点间。
二、串联电路和并联电路的特点
干路电流
L2支路电流
干路电流
L1
L2
S
➛
➛
➛
➛
➛
L1支路电流
A
B
(2)电流法
①串联电路
电流从电源正极出发,流经各用电器回到电源负极,途中不分流,电流始终是一条路径。
②并联电路
电流在某处(A点)分为几条支路,在另一处(B点)又重新汇合,即有多条电流路径。
二、串联电路和并联电路的特点
(3)拆除法
①串联电路
拆除其中任意一个用电器,其他用电器都受影响。
②并联电路
拆除其中任意一个用电器,其他用电器不受影响。
二、串联电路和并联电路的特点
(4)节点法
节点是导线交叉且相连的位置,即电流交叉和汇合的位置。串联电路没有节点,但是并联电路有节点(A点、B点)。
并联电路有节点
A
B
S
串联电路没有节点
二、串联电路和并联电路的特点
(5)等效法
在识别复杂电路时,不论导线有多长,只要中间没有电源、用电器,导线的两端点就可以等效成同一点。如图甲所示电路结构相对复杂。根据等效法可把A、B、C等效成A点,D、E、F等效成F点,得到图乙。图乙即为图甲的等效电路图。
二、串联电路和并联电路的特点
【例题2】如图所示电路,当开关S1和S2都闭合时,电动机与灯泡都工作,它们的连接方式是________。当闭合开关S1、断开开关S2时,电动机与灯泡的工作情况是:________(填“电动机”、“灯泡”或“电动机和灯泡”)工作。
并联
灯泡
【解析】 如图,电流从正极流出经开关S1后分两支,一支过灯泡,另一支过开关S2、电动机,会合后回到电源负极;开关S1在干路,S2控制电动机,电动机与灯泡连接方式是并联。
并联电路用电器彼此独立工作、互不影响;当闭合开关S1、断开开关S2时,电动机不工作,灯泡工作。
二、串联电路和并联电路的特点
6. 电路图与实物图的对应画法
(1)根据实物图画电路图
①对于串联电路,从电源正极开始沿电流方向逐个用符号代替各实物元件,直到电源的负极,即“逐个顺次一一连接”。
②对于并联电路,可采用节点法:
所谓节点法就是找出电路中电流的分流点和汇流点,以这些点为分界,将电路分成几段来画的方法。具体步骤如下图所示。
二、串联电路和并联电路的特点
①先找出节点(并联电路的分流点和汇流点)的位置A、B ,画出干路如图甲所示;
②再找出两条支路并画出来,如图乙所示;
③将干路与支路连接起来组成完整的电路图,如图丙所示。
A
B
A
B
二、串联电路和并联电路的特点
(2)根据电路图连接实物图
①分析:首先要分析电路是串联电路还是并联电路。
②方法:串联电路,从电源正极出发,将各元件一一连接即可。并联电路,明确元件是在支路上还是在干路上,哪些元件在同一条支路上;根据“先串后并,先简单后复杂”的原则连接,即先连接简单的支路,然后确定好分支点和汇流点,再将其他支路连入电路。
③注意下列问题:
a. 用铅笔作图,目的是便于修改。
b. 导线要平滑,不要用直线,导线不得交叉。
c. 可按照电流的走向来连接。
d. 若为并联电路,可先连接一条路径,然后再连接其他支路。
e. 实物图要干净、美观、简洁、清楚。
二、串联电路和并联电路的特点
7. 电路设计与解答电路设计类题目
(1)根据题目要求,分析各用电器的连接方式及开关的位置。
(2)画出草图后,根据设计要求进行验证。
(3)验证符合要求后,根据草图画出规范、简洁、工整的电路图。
(4)若题目中要求连接实物图,则一定要在电路图设计完全正确的情况下连接。
二、串联电路和并联电路的特点
【例题3】将图中的各器材连成电路,要求:开关S1控制两只灯泡的亮灭,S2只控制L2的亮灭。
乙
甲
【解析】(1)由题知,开关S1控制两只灯泡的亮灭,S2只控制L2的亮灭,说明两灯互不影响,是并联的,开关S1在干路上,S2在L2支路上。
(2)先把电源、干路部分和元件多的支路( S2、L2所在的支路)连接好,如图甲所示。再把另一支路(L1所在的支路)并联到相应位置,如图乙所示。
二、串联电路和并联电路的特点
【例题4】旅客进动车站时需要完成刷身份证和人脸识别双重验证,电动机才会打开闸门。若每重验证相当于一个开关,验证成功相当于开关闭合,下列电路设计中能实现上述功能的是( )
A B C D
A
【解析】 A.将S1、S2和电动机M三个元件串联连接,只有当S1和S2同时闭合时,电流才能通过整个电路使电动机工作,完全符合双重验证的要求;故A符合题意;
B.S1和S2并联后再与M串联的设计,会导致只要任意一个验证通过(S1或S2闭合)就能启动电动机,无法实现双重验证的功能;故B不符合题意;
C.S2与M串联后再与S1并联的电路,S1闭合时会导致电路短路,损坏电源,故C不符合题意;
D.S1和M并联后再与S2串联的电路,在S1和S2都闭合时会导致电路短路,损坏电源,故D不符合题意。故选A。
A B C D
三、课堂总结
第4节 串联电路和并联电路
课堂总结(1)
①把电路元件顺次相连;电流只有一条路径.
②开关接在任何位置都可以控制所有用电器.
③各用电器不能单独工作.
①把电路元件两端分别连在一起,接入电路中;电流有多条路径.
②干路和支路:干路是电器共用部分,支路是电器单独用部分.
③干路开关控制整个电路,支路开关控制本支路.
④各支路电器互不影响.
①根据电路图连接实物图:先确定电流方向,观察电流一次
经过哪些元件,再观察有无分支。若有分支,先将一条
支路连接完成,再在对应的支路处并上另一条支路。
②根据实物图连接电路图:先将实物图中的元件用相应的符号
替换下来,再将符号整理成规范的电路图。
电路图
与实物
图转化
串 联
并 联
串联电路和并联电路
38
课堂总结(2)
39
四、提升训练
第4节 串联电路和并联电路
提升训练
【解析】AB.当三个开关都闭合时,两灯泡首首相接,尾尾相接,因此两灯泡并联连接,故AB不符合题意;
C.两个开关都闭合时,L2被短路,电路为L1的简单电路,C不符题意;
D.开关闭合后,两灯泡首尾相接,因此两灯泡串联连接,故D符合题意。
1.如图的四个电路图中,各开关都闭合后,灯泡L1与L2串联的是( )
D
提升训练
【解析】AB.灯可以发光,则电路中一定由提供电能的电源,但电源的种类不能确定,故A错误,B正确;
CD.由一个电源、两个小灯泡、一个开关和若干导线组成的电路可能是串联电路,开关控制整个电路,开关断开两灯都不亮,也可能是并联电路,当开关接在干路上,也可以控制两盏灯同时亮同时灭,故CD错误。故选B。
2.如图所示,纸盒外有两只小灯泡和一个开关,闭合开关两灯都亮,断开开关两灯都不亮。下列判断正确的是( )
A.盒内一定有两节电池
B.盒内一定有电源供电
C.两只灯泡一定是串联关系
D.两只灯泡一定是并联关系
B
提升训练
【解析】 用两个开关分别控制两个灯泡,说明两个灯泡并联,两个开关分别在两条支路上,每个开关只控制一个灯泡。如右图所示。
3. 如图所示,要用两个开关分别控制两个小灯泡,应该怎样连接电路?请在图中画出接线。
【解析】经分析知,灯泡和电铃并联,且各有一个开关控制,前门开关闭合,灯亮,后门开关闭合,铃响,即可根据灯亮或铃响辨别前门还是后门来客,结合实物图,连接如图。
4.一块木板上装有红灯泡电铃各一个,板上还装有电池组,如图所示。现将这块木板装在学校的传达室里,使值班人员从铃声和灯光的信号中,辨别是前门来客按开关,还是后门来客按开关。请设计电路并在实物图中连线。(注:AB为电铃的两个接线柱)
提升训练
5. 如图所示,灯L1与灯L2的规格相同,下列说法正确的是( )
A.S闭合后,灯L2将发生短路,L1会发光
B.要使小灯泡L1、L2串联,可去掉导线b
C.只改动一根导线,此电路不可能变为灯L1、L2并联
D.去掉导线b,在BD间接一个开关S1,S1只能控制L1
B
提升训练
【解析】
A.S闭合后,L1、L2被导线b短路,灯不亮,
而且导致电源短路,会损坏电源,故A错误;
B.要使L1、L2串联,电路中各个元件首尾相连,
可去掉导线b,故B正确;
C.将导线c从接线柱B改接到接线柱A上,则S闭合后,电流分两支,分别流向L1、L2,则此时L1、L2并联,故C错误;
D.去掉导线b,在BD间接一个开关S1,若S1闭合,则电源会被短路,两灯都不亮。故D错误。
故选B。
提升训练
(3)小强认为,在小刚连接的电路中,如果将e导线的F端移接到____端或_______端,电路就能成为两灯并联的正确电路了。
6. 小刚和小强在组成串并联电路的实验中。
(1)小刚连接了如图所示电路,如果合上开关,两个灯泡都将________(选填“不会发光”或“会被烧坏”),出现_______(选填“断路”或“短路”)现象;
(2)小刚想将电路全部拆散,重新连接。小强认为只需拆除c这一根导线,就能成为两灯______(选填“串联”或“并联”)的正确电路;
串联
不会发光
短路
C
E
提升训练
【解析】
(1)根据电路图可知,导线将电源两极直接
连接起来,形成了电源短路,因此两个灯泡都不发光。
(2)根据电路图可知,拆除c这一根导线,电流从电源正极依次经过两个灯泡回到电源负极,则两灯串联连接。
(3)要使两灯成为并联的电路,则电流应从电源的正极出发,经开关分别流入两个灯泡、然后汇合回到电源的负极;则由图可知,应将e导线的F端移接到C端或E端,电路就能成为两灯并联的正确电路了。
Lavf59.27.100
Lavf59.27.100
Lavf59.27.100
$$