第五节 探究：串、并联电路中电流、电压的特点（培优教学课件）物理沪科版2024九年级全一册

义务教育教科书 第十五章  电与电路 第五节 探究：串、并联电路中 电流、电压的特点 上海科学技术出版社 致老师、同学 说明 ppt使用高质量视频，资源比较大，约140MB. ppt共有53张、4段视频，可根据需要选择点播. 视频 资源 （1）演示实验—《探究串联电路中各处电流的关系》 （2）演示实验—《探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系》 （3）演示实验—《探究串联电路电压的规律》 （4）演示实验—《探究并联电路电压的规律》 免责 声明 视频版权归原作者，如涉及版权问题，请联系删除. ppt版权归本工作室，如涉及侵权问题，将追究责任. 导入新课 想一想： 用电器通常是串联或并联在电路中，电路中的电流与电压会影响用电器的工作，那么串联或并联电路中的电流、电压有什么特点呢? 在前面测量小灯泡电流和电压的实验中，大家对此已有一些猜想，请写出自己的猜想。 下面我们通过实验探究，验证大家的猜想是否正确。 学习目标 能完成“探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点”这一实验，能按要求完成实验报告； 了解串联电路和并联电路中电流、电压的特点，能运用其解决简单的实际问题。 1. 探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点 2. 课堂总结 3. 作业 4. 综合提升训练 目录导航 一、探究：串、并联电路中电流、电压的特点 第五节 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 【实验目的】 1. 探究串联电路中电流、电压的特点。 2. 探究并联电路中电流、电压的特点。 【实验器材】 电池组、电流表、电压表、规格不同的灯泡、开关及导线。 【实验步骤】 1. 探究串联电路中电流、电压的特点 （1）探究串联电路中电流的特点 按照电路图，将实验器材连接起来，然后将电流表分别串联在A、B、C处，测出通过这三处的电流，将测量结果记录在自己设计的表格中。 测量A处的电流 S L1 C B A L2 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 换不同规格的灯泡重复上述实验。测量结果与你的猜想一致吗? 小灯泡规格 A点电流IA/A B点电流IB/A C点电流IC/A 小灯泡L1、L2串联 0.22 0.22 0.22 小灯泡L3、L4串联 0.30 0.30 0.30 【实验结论】串联电路中，A、B、C三处的电流是相等的。 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 （2）探究串联电路中电压的特点 继续使用根据电路图连接的实物图，将电压表分别并联在A、B之间，B、C之间以及A、C之间，测出并记录电压值。 S L2 A B C L1 UAB UBC UAC 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 换不同规格的灯泡重复实验。测量结果与你的猜想一致吗? 小灯泡规格 L1两端电压UAB/V L2两端电压UBC/V 电源两端电压UAC/V 小灯泡 L1、L2串联 1.8 1.2 3.0 小灯泡 L3、L4串联 1.1 1.9 3.0 【实验结论】串联电路中，电源两端的电压等于各小灯两端的电压之和。 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 2. 探究并联电路中电流、电压的特点 （1）探究并联电路中电流的特点 按照电路图将实验器材连接起来，然后将电流表分别串联在灯泡L1、L2支路和干路中，测得通过支路和干路的电流。 L1 L2 L1 B C A S 测量A（干路）处的电流 C B A 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 换不同规格的灯泡重复实验。测量结果与你的猜想一致吗? 小灯泡规格 A点电流IA/A B点电流IB/A C点电流IC/A 小灯泡L1、L2并联 0.56 0.22 0.34 小灯泡L3、L4并联 0.51 0.20 0.31 【实验结论】并联电路中，干路中的电流等于两条支路中的电流之和。 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 （2）探究并联电路中电压的特点 请写出测量步骤，将测量结果与你的猜想比较。 ①根据电路图连接电路，根据电源电压选择电压表的量程。 ②闭合开关，将电压表的两端分别连到A与B（L1两端）、C与D（L2两端）、电源两端，测量电压UAB、UCD、U。 ③改变两个小灯泡的规格，重做上述实验。 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 ④实验数据 小灯泡规格 L1两端电压UAB/V L2两端电压UCD/V 电源两端电压U/V 小灯泡 L1、L2并联 2.9 2.9 2.9 小灯泡 L3、L4并联 2.8 2.8 2.8 【实验结论】在并联电路中，电源两端电压与各小灯泡两端的电压相等。 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 【实验反思】 1. 实验中为什么要换不同规格的灯泡? 实验中换用不同规格的灯泡主要是为了得出普遍适用的结论，避免结论的偶然性‌。在实验中，使用不同规格的灯泡可以让实验在电阻不同的条件下进行，从而得出一般规律，确保结论的普遍性和代表性。‌ 2. “如果用电器规格不同，它们两端的电压一定不同”。这种看法是否正确? 这种看法不完全正确‌。在串联电路中，不同规格的用电器两端的电压可能不同，但在并联电路中，不同规格的用电器两端的电压是相同的，都等于电源电压。 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 大量实验表明： 串联电路中各处的电流相等，串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和。 并联电路中，干路电流等于各支路电流的总和，各支路两端的电压相等。 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 演示实验： 《探究串联电路中各处电流的关系》 《探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系》 《探究串联电路电压的规律》 《探究并联电路电压的规律》 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 【例题1】如图是“探究串联电路的电流规律”的实验电路图。 （1）实验中，选择两个小灯泡的规格最好是______（选填 “相同”或“不同”）； （2）连接电路时开关要______，连好后检查电路是否连接正确， 闭合开关前要进行______； （3）上表是某位同学实验中的一组数据：指出上述表格所记录的数据中，明显错误的数值是______，造成错误的原因可能是______； （4）改正错误后得到串联电路的电流规律是______； （5）你认为这个实验的设计中的问题是______。 试触 断开 不同 电流表的位置 A B C 电流I/A 0.3 0.3 1.5 1.5 把0～0.6A的量程误按0～3A的量程读数 串联电路中电流处处相等 实验次数太少，结论不具有普遍性 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 【解析】 （1）为得出普遍性的规律，实验中，选择两个小灯泡的规格最好不同。 （2）为保护电路，连接电路时开关要断开，连好后检查电路是否连接正确，闭合开关前要进行试触。 （3）根据串联电路各处的电流都相等，明显错误的数值是1.5；根据电流表大小量程之比为5∶1，造成错误的原因可能是：把0～0.6A的量程误按0～3A的量程读数了。 （4）改正错误后，得到串联电路的电流规律是：串联电路中的电流处处相等。 （5）只根据一组数据得出的结论有偶然性，为得出普遍性的规律要多次测量。实验设计中的问题是实验次数太少，得出的结论不具有普遍性。 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 【例题2】在探究并联电路电流规律的实验中，图是实验的电路图。 （1）要测量干路电流，电流表应连在____处（选填图中的A、B、C）； （2）下表是小亮在实验中用两盏规格相同的小灯泡测得的实验数据：由实验数据小亮得出的结论是：在并联电路中，干路电流等于各支路中电流之和，且各支路的电流相等，请指出小亮的探究过程的两点不妥之处： ①____________________； ②____________________。 （3）请你们给他们提出下一步实验操作的建议：______。 C 选用不同规格的灯泡， 并改变电压再实验2次 选用规格相同的灯泡实验 实验次数少，结论具有偶然性 A点电流IA B点电流IB C点电流IC 0.16A 0.16A 0.32A 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 【解析】 （1）电流表应串联在被测电路中。由电路图可知， 若要测量干路电流，则电流表应接在甲图中的C点。 （2）实验中只依据一次测量就得出实验结论，结论具有偶然性，为了得出普遍结论应进行多次测量。 实验中，两灯泡规格相同，得出支路电流相等的结论是片面的，应换用不同规格的灯泡进行实验，使实验结论具有普遍性。 （3）为使实验结论具有普遍性，下一步的操作是换用不同规格的灯泡，并改变电源电压再实验2次。 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 【例题3】小顺利用图所示电路“探究串联电路的电压规律”。 串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和. 实验次序 U1/V U2/V U/V 1 2.0 4.0 6.0 2 3.5 2.5 6.0 3 4.5 1.5 6.0 （1）在图中画出电压表，使其测AB间的电压________。 （2）选择器材进行实验时，L1与L2的规格要不同的，目的是_______。 （3）连接好电路后，闭合开关，若两灯均不亮，电压表示数为零，则电路故障可能是________。（假设故障只发生在灯L1或L2处） （4）更换不同规格的灯泡进行实验，记录实验数据如表格所示，分析数据可得出结论：在串联电路中________。 得出普遍规律 L2断路 见解析 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 【解析】（1）电压表与待测电路并联，电压表 测AB间的电压，电压表与灯L1并联，如图所示。 （2）为避免实验的偶然性，得出普遍性的结论，选择器材进行实验时，L1与L2的规格要不同，目的是得出普遍性的规律。 （3）两电阻串联，电压表测L1的电压，连接好电路后，闭合开关，若两灯均不亮，电路可能断路，电压表（测L1的电压）示数为零，说明电压表与电源没有连通，则电路故障可能是L2断路，造成整个电路断路。 （4）分析表中数据可得 2.0V+4.0V=6.0V 3.5V+2.5V=6.0V 4.5V+1.5V=6.0V 可以得出结论：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 【例题4】探究并联电路中电压的规律，实验室提供的器材有：干电池组（电压约3V）、电压表、多个小灯泡、开关、导线若干。 （1）请用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整，要求电压表测量灯L1两端的电压；___________ （2）实验中，某小组分别测出灯L1、L2两端的电压和并联电路的总电压，电压表的示数都相同，如图乙所示，其值为_______V。 2.6 根据这组数据，该小组得出并联电路中电压的规律为：并联电路总电压与各用电器两端的电压________； 相等 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 【解析】 （1）探究并联电路中电压的规律，两灯并联，电压表与待测电路并联，电源电压为3V，故电压表选用小量程与灯L1并联，如图所示. （2）因电源电压为3V，故电压表选用0~3V量程，则分度值是0.1V，由图乙知示数为2.6V，分别测出灯L1、L2两端的电压和并联电路的总电压，电压表的示数都相同，说明并联电路总电压与各用电器两端的电压相等。 二、课堂总结 第五节 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 课堂总结 串、并联电路中 电流、电压的特点 ①串联电路中各处的电流相等。 数学表达式： I＝I1=I2 ②并联电路中，干路电流等于各支路电流的总和。 数学表达式： I＝I1+I2 ③串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和。 数学表达式： U＝U1+U2 ④并联电路中，各支路两端的电压相等。 数学表达式： U＝U1=U2 三、作业 第五节 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 作业 参考ppt第7页～17页。 1．请完成“探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点”的实验报告，在报告中需展示实验设计、连接的实物图照片、有实验数据的表格及对应的结论。 作业 【解析】并联电路中干路中的电流等于各支路中的电流之和，因此干路中的电流为：0.50A+0.36A=0.86A。 干路中的电流表的量程应选用的是0~3A，因为电流是0.86A，超过0~0.6A的量程。 2． 在探究并联电路中电流的特点时，小李同学测得两条支路中的电流分别为0.50A和0.36A，那么干路中的电流是多少?测量时，干路中的电流表的量程应选用的是0~0.6A还是0~3A?为什么? 作业 【解析】由题图知a、d两处在干路上，因此Ia=Id；b、c两处在支路上，因此通过b、c两处的电流小于通过干路a、d两处的电流，即Ib<Ia=Id Ic<Ia=Id ，故B错误。 3．如图所示，闭合开关后，比较电路中a、b、c、d四处电流的大小，选择其中错误的选项并说明理由。 A．Ia=Id B．Ib＞Id C．Ia＞Ib D．Id＞Ic B 作业 4. 某同学根据图（a）中的电路探究串联电路中电压的特点。 （1）连接实物时，开关应_______； （2）用同一个电压表分别测出A与B之间、B与C之间、A与C之间的电压值UAB、UBC、UAC，在如图（b）所示的电压表的3个示数中，最小的是L1两端的电压值，请分别判断并写出上述3个电压值； 断开 2.5V 5.5V 8V （3）分析数据可得出结论：_________________； （4）在测量灯L1两端电压时，电压表量程的选择是否恰当?为什么? 串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和 不恰当。因为L1两端电压为2.5V，小于3V，应该用0~3V的量程测量。 作业 【解析】他想将电压表接A点的那一段导线改接到电路中的C点，而保持电压表接B点的导线不动。这样电流从电压表的负接线柱流入，正接线柱流出，所以这种做法不正确。 5．在探究串联电路电压的特点时，小明同学使用的实验电路如图所示。他先用电压表正确地测量了灯泡 L1 两端的电压，为了测量灯泡 L2 两端的电压，他想将电压 表接 A 处的那一段导线改接到电路中的 C 点，且保持电压表接 B 点不动，你认为这种接法是 ________（选填“正确” 或“不正确”）的，理由是 ___________________________。 不正确 电压表的正负接线柱接反了 作业 6. 用笔画线表示导线，连接图的实物图，使两个小灯泡并联，电流表能够测出通过其中一个小灯泡的电流（估计为0.1~0.6A ）。画出对应的电路图，并在图中标出电流表的正、负接线柱（用“+”“-”表示）。 【解析】先完成两灯并联；再把电流表与一个小灯泡串联中，注意电流表选用0～0.6A量程，正负接线柱不要接反。连接如图所示。 作业 7. 图（a）是小倩同学测量并联电路的干路电流时连接的电路。 （1）请你在a、b导线中撤掉一根接错的导线，使电路符合实验要求。你选择撤掉的是_______导线； （2）撤掉导线后，闭合开关，电流表的示数见图（b） ，则测得的电流是________A； （3）若通过L1的电流是0.20 A，则通过L2的电流是______A。 b 0.34 0.14 1. 电流表为何不能与被测用电器并联? 电流表不能与被测用电器并联的主要原因在于电流表的内阻很小，通常接近于零‌。当电流表与用电器并联时，由于内阻远小于用电器的电阻，几乎全部电流会流经电流表而非用电器，导致用电器无法正常工作‌。 此外，电流表并联在电路中会导致电路短路，可能会损坏电流表和电源。‌ 作业 2. 能否用电压表测量电流?为什么? 答：不能。因为测量电路中的电流需要将仪表串联在电路中，当将电压表串联在电路中时，电压表自身电阻很大，相当于开路，无法测量电路中的电流。 作业 四、综合提升训练 第五节 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 综合提升训练 【解析】小彩灯额定电压小于家庭电路电压，家庭电路的电压是220V，小彩灯应串联接入家庭电路；串联的只数n=220V/9=25. 根据串联电路中各处的电流都相等，测得第一个灯泡的电流为0.2A，第5个灯泡的电流为0.2A。 1. 如图所示一种节日小彩灯是由多个小灯泡组成的，若每个小彩灯上标注的正常工作电压是9V，则应将____个小彩灯____（填“串”或“并”）联接在家庭电路两端。 测得第一个灯泡的电流为0.2A， 第5个灯泡的电流为______A。 串 25 0.2 综合提升训练 【解析】由电路图可知，电流从电源正极流出，依次流过开关、灯泡L1、灯泡L2后流回电源负极，即两灯串联，电压表V1测电源电压，电压表V2测灯泡L2两端的电压，由串联电路电压规律可知，电压表V1示数大于电压表V2。故ABD错误，C正确。故选C。 2．请你仔细观察并分析电路图，下列说法正确的是（　　） A．两灯串联，两电压表示数相同 B．两灯并联，两电压表示数不同 C．两灯串联，两电压表示数不同 D．两灯并联，两电压表示数相同 C  综合提升训练 【解析】AC．由图知，电流从电源正极流出后，依次流经开关、L2、L1，流到电源负极，只有一条路径，所以两灯串联，开关控制两灯，故AC错误； B．根据串联电路电流特点知，通过两灯的电流相等，故B错误； D．根据串联电路的特点可知，串联电路互相影响，所以若L1灯丝烧断，L2灯无法正常发光，故D正确。故选D. 3. 如图所示的电路，闭合开关S后，下列说法正确的是（　　） A．L1、L2两灯泡并联 B．通过L1灯的电流大于L2灯的电流 C．开关S只能控制L2 D．若 L1灯丝烧断，L2灯无法正常发光 D 综合提升训练 （1）图甲中a处电流为0.22A，b处电流为0.22A，则c处的电流为______ A； （2）图乙中a处电流为0.22A，b处电流为0.22A，则c处的电流为______ A； 【解析】（1）由图知，甲电路为串联电路，串联电路各处电流相等，因此c处的电流为0.22A； （2）由图知，乙为并联电路，并联电路中干路中的电流等于各支路中的电流之和，因此c处的电流为：0.22A+0.22A=0.44A． 4. 小明根据如图所示的甲、乙两电路图做“探究串联电路和并联电路的电流关系”实验时，闭合开关后，得到： 0.22 0.44 综合提升训练 【解析】因为两灯泡并联，电流表A测干路的电流，电流表A1测灯L1的电流，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，闭合开关S后，小灯泡L1、L2的电流分别是0.2A、0.3A，所以电流表A1的示数为0.2A；电流表A的示数为I=I1+I2=0.2A+0.3=0.5A 故BCD不符合题意，A符合题意。 5．如图所示的电路，闭合开关S后，小灯泡L1、L2的电流分别是0.2A、0.3A，电流表A、A1的示数分别是（　　） A．0.5A 0.2A B．0.5A 0.3A C．0.2A 0.3A D．0.3A 0.2A A 故选A. 综合提升训练 6. 如图所示，一个有盖的木盒，盒盖上可看到两只灯泡和一个开关（导线的连接和电源隐藏在盒内），开关闭合，下列说法不正确的是（ ） A．如果两灯都亮，两灯可能是串联，也可能是并联 B．若用电压表测得两灯的电压相等，则两灯一定是并联 C．若用电压表测得两灯的电压不相等，则两灯一定是串联 D．若用电流表测量通过两灯的电流不相等，则两灯一定是并联 B 综合提升训练 【解析】 A．串联电路中的开关控制整个电路，而并联电路中，干路上的开关也控制整个电路；因此一个开关控制两只灯泡的亮和灭，则两只灯泡既可以串联也可以并联，故A正确，不符合题意； B．在并联电路中各灯泡两端的电压一定相等；如果两个灯泡完全相同，在串联电路中分得的电压也相同；所以，若用电压表测得两灯电压相等，则两灯的连接可能是串联，也可能是并联，故B错误，符合题意； C．因为在并联电路中各灯泡两端的电压一定相等，所以，若用电压表测得两灯电压不相等，则两灯的连接是串联，且两灯泡的规格不同，故C正确，不符题意； D．因为在串联电路中通过两灯泡的电流一定相等，所以，如果通过两个灯泡的电流不相等，则两灯一定并联，故D正确，不符题意。故选B。 综合提升训练 7. 下列是探究并联电路电流规律的实验。 （1）为防止损坏电流表，在不能事先估计电流大小的情况下，应先进行______，以正确选择电流表或电流表的量程； （2）小方连接的部分电路如图所示，请你将电路连接完整； 试触 （2）答案 综合提升训练 （3）小方更换不同的电源进行了三次实验，记录的数据见下表。分析实验数据，小方得出结论： ①干路中的电流等于_____________； ②通过两条支路的电流________。为了验证结论②是否正确，可以_______________________，再进行实验。 各支路中电流之和 相等 实验次序 L1支路电流I1/A L2支路电流I2/A 干路电流I/A 1 0.1 0.1 0.2 2 0.3 0.3 0.6 3 0.4 0.4 0.8 换用不同规格的小灯泡 综合提升训练 【解析】 （1）无法确定电路电流的大小时，应先选用 电流表的大量程进行试触，观察指针偏转角度， 偏转过小，应改用小量程。 （2）要探究并联电路的电流特点，两灯应并联连接，电流表A测干路电流，电流表A1、A2分别测量两灯的电流，与两灯分别串联。作图如下： （3）由表格数据知，①干路中的电流等于各支路中电流之和；②三次实验中，两个支路的电流都相等，是因为实验中所选的两个灯泡规格相同，为了验证结论②是否正确，应换用规格不同的小灯泡进行实验。 综合提升训练 【解析】 图甲是并联电路，各支路两端的电压相等，都等于电源电压，所以电压表V1、V2、V的示数都应为2.5V。图乙所示电路V的示数应为6.3V。 在乙图中，由于两盏电灯是串联的，串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和，所以总电压是6.3V。 8. 在图甲所示的电路中，闭合开关后电压表V1的示数为2.5V，V2的示数应为______V，V的示数应为_____V。在图乙所示的电路中，闭合开关后电压表V1的示数为2.5V，V2的示数为3.8V，V的示数应为______。 2.5 2.5 6.3 综合提升训练 9. 如图甲所示电路中，电流表A1与A2指针指示的位置均为图乙，求： （1）电流表A1的读数是多少； （2）电流表A2的读数是多少； （3）通过灯L1电流是多少？ 【解析】（1）（2）由图知，闭合开关后，两灯并联，电流表A1测干路电流，A2测L2支路电流。并联电路中干路电流等于各支路电流之和，因此电流表A1接入的是大量程，分度值为0.1A，读数为2.4A，电流表A1接入的是小量程，分度值为0.02A，读数为0.48A。 （3）因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，因此通过灯L1电流为 I1=I-I2=2.4A-0.48A=1.92A   S 综合提升训练 10. 如图所示，用电压表分别测量L1两端的电压U1、L2两端的电压U2以及L1、L2串联的总电压U，请根据表盘读数回答下列问题： （1）L1两端的电压U1是多大？ （2）L2两端的电压U2是多大？ （3）L1、L2串联的总电压U是多大？ （4）电源电压是多大？ 【解析】 （1）V1的示数为1.3V，因此L1两端的电压U1是1.3V； （2）V2的示数为1.7V，因此L2两端的电压U2是1.7V； （3）由于两灯泡串联，根据串联电路两端电压等于各部分电压之和，可知L1、L2串联的总电压U=U1+U2=1.3V+1.7V=3V （4）电源电压等于L1、L2串联的总电压，所以电源电压是3V。 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $$