内容正文:
第4讲 电流的测量
思维导图
知识要点:
1. 电流的单位及常见用电器的电流值。
2. 正确使用电流表。
3. 串、并联电路的电流规律。
一、电流的单位和大小
导体中电流的大小称为电流强度,简称电流。电流是指单位时间
内通过导线某一截面的电荷的多少,用字母I表示。在国际单位制中,
电流的单位是安培,简称安,符号为A。常用单位还有毫安( mA)、微
安(μA)。1安=1×103毫安,1毫安=1×103微安。
二、电流的测量
1. 电流的测量工具是电流表,实验室常用的电流表一般有三个接
线柱,两个量程。
2. 使用电流表时应注意:①正确选择量程,若不能预估,可用大
量程挡进行试触。②电流表要串联在电路中。③使电流从电流表的“+”
接线柱流入,“-”接线柱流出。④绝对不允许不经过用电器而把电流表直
接连到电源两极上。否则电流表会因通过的电流太大而烧毁。
三、串、并联电路的电流规律
1. 串联电路的电流规律:串联电路中电流处处相等,用公式表示
为I=I1=I2=…=In。
2. 并联电路的电流规律:并联电路中干路电流等于各支路电流之
和,用公式表示为I=I1+I2+…+In。
知识点一:电流表的使用
如图甲所示为学校实验室常用的电流表,请回答下列问题:
(1)图甲所示的电流表有三个接线柱,有 个量程。由于生产
厂家的不同,接线柱也不完全一样,请比较并说出图甲与图乙、图丙中
接线柱设置的主要区别: 。
(2)图乙中电流表所使用的量程为 ,表中的读数
为 。
(3)被测电路的电流强度为2.4 A,请仿照图乙的画法在图丙中连接对
应的接线柱,并画出指针的位置。
电流表有三个接线柱,其中有一个是公共接线柱,可能是
“+”接线柱或“-”接线柱,有两个量程,其中大量程是小量程的5倍。
(1)实验室用的电流表有两个量程,即0~0.6 A和0~3 A,两个量程的读数成5倍关系。读数时注意:0~0.6 A的每小格代表0.02 A,而不是0.01 A,0~3 A的每小格代表0.1 A。图甲与图乙、图丙中接线柱设置的主要区别是图甲中的公共接线柱是“-”接线柱,而图乙、图丙中的公共接线柱是“+”接线柱。(2)图乙中电流表所使用的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,表中的读数为0.24 A。(3)若被测电路的电流强度为2.4 A,则电流表使用的量程为0~3 A,指针指在2.4 A刻度线处,据此画出指针的位置。
电流表的读数要先看清量程和最小刻度,再准确读数。
(1)2 图甲中的公共接线柱是“-”接线柱,而图乙、图丙
中的公共接线柱是“+”接线柱 (2)0~0.6 A 0.24 A (3)如图所示。
如图甲所示为用电流表测量电流的实物连接图。
(1)电流表测量的是通过灯泡 (填“L1”或“L2”)的电流。
(2)若电流表的示数如图乙所示,则测出的电流是 A。
(3)如果要用电流表测干路电流,且只允许移动其中一根导线,那么
应将导线 (填“a”“b”或“c”)的右端接在电流表的 (填“-”“0.6”或“3”)接线柱上。
L1
0.36
b
-
知识点二:串、并联电路的电流特点
在“探究串联电路的电流规律”实验中,某同学用电流表分别测出图
中a、b、c三处的电流大小。为了进一步探究a、b、c三处的电流大小有
什么关系,他下一步的操作应该是 ( )
A. 将电源的正负极对调,再次测量a、b、c三处的电流
B. 改变开关S的位置,再次测量a、b、c三处的电流
C. 将两只灯泡的位置对调,再次测量a、b、c三处的电流
D. 换用不同规格的灯泡,再次测量a、b、c三处的电流
探究串联电路中的电流时,为了使实验结论具有普遍性,
要进行多次测量。可以通过改变电源电压,或换用不同规格的灯泡,或
更换不同的用电器来改变电路的电流进行多次实验。
将电源的正负极对调、改变开关S的位置、将两只灯泡的
位置对调都不能改变电路中的电流;换用不同规格的灯泡,电路中的电
流发生了变化,可以使实验结论具有普遍性。
D
掌握探究串联电路的电流特点的实验方法是解题的关键。
小明用电流表研究并联电路的电流特点时,连接了如图甲
所示的电路。
(1)闭合开关S,由于 致使电流表无示数,但两只灯
泡会发光;拆除导线 (填字母)就可以修复电路,并使电流表测
其中一条支路的电流。
(2)如图乙所示为某次测量中电流表负接线柱的接线情况及电流表的
示数,电流表正接线柱的接线未画出,若通过导线d的电流大小为0.6
A,则通过导线c的电流大小是 (写出所有可
能的情况)。
电流表被短路
c
2.1 A或1.14 A或0.06 A
在“探究并联电路的电流特点”的实验中,小华设计了如图甲所示的
电路图进行实验。
实验次序 IA/A IB/A IC/A
1 0.46 0.18 0.28
2 0.36 0.20 0.16
3 0.7 0.32 0.38
(1)连接电路时,开关应处于 状态。
(2)根据图甲所示的电路图连接图乙中的实物图,电流表测量通过L1
的电流。
(3)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,用IA、IB、IC表示)。
(4)小华在某次实验时,测得C处的电流IC为0.30 A,观察到A处电流表的指针位置如图丙所示,则A处的电流大小为 A。
根据电路图连接实物图时,要保证电器元件的先后顺序相
同;根据并联电路的电流规律进行回答即可。
(1)连接电路时,开关应处于断开状态。(2)观察图甲
可知,两只灯泡并联,又因为电流表测量通过L1的电流,则:①从电源
正极出发,依次经过开关S、灯泡L1、电流表,然后回到负极;②分流点
在L1与S之间,汇流点在电流表与电源负极之间;③将灯泡L2连接在分流
点和汇流点之间即可。(3)将每组中B、C两处的电流相加,结果都等
于A处的电流,那么得到结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电
流之和,即IA=IB+IC。(4)A处为干路电流,肯定大于C处的电流0.3 A,则电流表选择的量程为0~3 A,分度值为0.1 A,所以A处的电流为0.8 A。
理解探究并联电路的电流特点的实验过程是解题的关键。
(1)断开 (2)如图所示。 (3)IA=IB+IC (4)0.8
1. 要用电流表测量通过灯L1的电流,下列电路图中接法正确的是
( C )
A. B.
C. D.
C
2. 【嘉兴】小明在研究并联电路的电流特点时,根据如图所示的电路图
连接好电路,并闭合开关S和S1。当他再闭合开关S2时,电流表的示数变
化正确的是(电源电压不变)( C )
A. A1示数变大 B. A1示数变小
C. A3示数变大 D. A3示数变小
C
3. 电流表在电路中相当于一根导线。如图所示,粗心的小强把电流表并
联在灯L1的两端。此时如果闭合开关,那么一定会发生的是( C )
A. 电源短路 B. 电流表损坏
C. 灯L1不亮 D. 灯L2的灯丝烧断
C
4. 兴趣小组的同学在探究串联电路的电流规律时,连接的电路图如图甲
所示。小明在电路接通后发现,电流表A1的偏转情况如图乙所示,电流
表A2的偏转情况如图丙所示。下列说法中最合理的是( D )
D
A. A1的偏转角度比A2小,可能是电路未接通之前,有个电流表的指针没有指在零刻度
B. A1的偏转角度比A2小,可能是两个电流表都不准
C. A1的偏转角度比A2小,可能是电流每流过一个用电器,电流都会减小一点
D. A1的偏转角度比A2小,可能是两个电流表接入电路的量程不同
5. 如图甲所示的电路图,闭合开关S后,两只灯泡都能发光,如图乙所
示为电流表A1指针的位置,若电流表A2的示数是0.6 A,则下列说法中正
确的是( B )
A. 电流表A1的示数是0.3 A
B. 灯泡L1和L2并联
C. 电流表A1可以连接“-”和“0.6”接线柱
D. 通过灯泡L1的电流为0.6 A
B
6. 【枣庄】小莹在测量电流时,连接好电路,闭合开关,发现电流表指
针向左偏转至如图甲所示的位置,原因是电流表
;断开开关,纠正错误后,再闭合开关,发现指针偏转至如图乙所
示的位置,接下来的操作是:断开开关, 继续进
行实验。
正负接线柱接反
了
换接0~0.6 A的量程
7. 如图所示,电流表A1测量的是通过 的电流,当两个开关都
闭合时,干路电流为1.8 A,A1的示数为1.3 A,A2的示数为1.4 A,则通过
L2的电流为 A。
L2和L3
0.9
8. 用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体,A的横
截面积比B大。如图所示,将它们串联在电路中,通过它们的电流关系
是( C )
A. IA>IB B. IA<IB C. IA=IB D. 无法确定
【解析】两段导体串联在电路中,因为串联电路中电流处处相等,所以
通过它们的电流相等,即IA=IB。
C
9. 如图所示,电流表A所测的电流是( B )
A. 通过L1的电流 B. 通过L2的电流
C. 通过干路的电流 D. 以上都有可能
【解析】由电路图可知,两灯泡并联,电流表A串联在L2所在支路中,
电流表A测通过L2的电流。
B
10. 如图所示,灯L1与灯L2并联,先用电流表测通过灯L1的电流,再测通
过灯L2的电流时,小明用了这样的方法:先闭合S、S1,断开S2,用电流
表测通过灯L2的电流;再闭合S、S2,断开S1,用电流表测通过灯L1的电
流。这种接法 (填“正确”或“不正确”),理由是
。
不正确
会出现电
流表正负接线柱接反的情况
11. 学习了电学知识后,小明重新探究串、并联电路的电流特点,设计
了如图所示的电路。
(1)在连接电路时,开关应处于 状态。
(2)要探究并联电路的电流特点,应
(填开关的通断情况),若此时再闭合开关S3,则会造成电流
表 (填“A”“A1”或“A2”)被烧坏。
断开
闭合开关S、S1、S2,断开开关
S3
A
①实验操作正确并经过多次实验后,将得到的数据记录在下表中,分析
数据,得到并联电路的电流特点是 (用字母表示)。
实验次序 I1/A I2/A I/A
1 0.2 0.5 0.7
2 0.3 0.3 0.6
3 0.4 0.6 1.0
②进行多次实验的主要目的是 (填字母)。
A. 寻找普遍规律 B. 减小电流测量误差
I=I1+I2
A
(3)要探究串联电路的电流特点,应
(填开关的通断情况)。某次实验中小明观察到灯L1发光,灯L2不
发光,发生这种现象的原因可能是 (填字母)。
A. 灯L2短路
B. 灯L2断路
C. 两灯比较,灯L2的电阻太大
D. 两灯比较,通过灯L2的电流太小
闭合开关S、S3,断开开关S1、
S2
A
12. 某同学连接了如图甲所示的电路图。当闭合开关S后,两只灯泡都正
常发光,两只电流表的指针所指的位置均如图乙所示。
(1)通过灯泡L1的电流为多大?
【答案】(1)由于两只电流表的指针所指的位置均如题图乙所示,电
流表A1测干路电流,电流表A2测通过灯泡L2的电流,所以电流表A1的示
数为1.5 A,电流表A2的示数为0.3 A。通过灯泡L1的电流I1=I-I2=1.5 A-0.3
A=1.2 A。
(2)通过灯泡L2的电流为多大?
【答案】(2)通过灯泡L2的电流I2=0.3 A。
(3)若在工作过程中一条支路突然烧断,试说明电流表A1的示数将发
生什么变化。
【答案】(3)若在工作过程中一条支路突然烧断,由于干路中的电流
等于支路电流的和,一条支路的电流变为0,则干路中的电流会减小,
即电流表A1的示数会变小。
13. 如图所示,电流表A1、A2、A3的示数分别为30 mA、50 mA、70 mA,
则( C )
A. 电流表A的示数是150 mA B. 电流表A的示数是70 mA
C. 电流表A'的示数是80 mA D. 电流表A'的示数是30 mA
C
【解析】电流表A1测通过左边灯泡的电流,A2测通过中间灯泡的电流,
A3测通过右边灯泡的电流,电流经过电流表A后分流,一条支路经过电
流表A2和中间灯泡,另一条支路经过电流表A3和右边灯泡,故电流表A
的示数是电流表A2和电流表A3的示数之和,则电流表A的示数IA=I2+I3=50
mA+70 mA=120 mA;经过电流表A1和左边灯泡的电流与经过中间灯泡
和电流表A2的电流汇合后再经过电流表A',故电流表A'的电流
=I1+I2=30 mA+50 mA=80 mA。
$$