内容正文:
第11章
静电与电流
第5节 串联电路和并联电路中电流、电压的特点
课标要点
1. 用电流表探究串联电路中电流的特点;
2. 用电压表探究串联电路中电压的特点 ;
3. 用电流表、电压表探究并联电路中电流、电压的特点。
4. 学习设计电路实验;
5. 根据电路图会连接实物图;
6. 掌握归纳实验数据的能力,学会总结实验结论。
学习重难点
重点:掌握串、并联电路中电流、电压的特点及其应用。
难点:复杂电路分析。
知识点 串联电路中的电流特点
1、引入
比较通过两个小灯泡电流的大小,不能凭借灯泡的亮暗判断,而应该用电流表测量通过它们的电流来确定。
我们知道,当电路中只有一个用电器时,电路中各处的电流大小是相等的。当多个用电器串联接入电路时,电路中各处的电流大小有什么关系呢?
我们需要将电流表串联在电路的不同位置来测量比较。
2、学生实验:用电流表探究串联电路中电流的特点
提出问题
如图11-5-2所示,将两个小灯泡串联在电路中,闭合开关后,电路中A 、B 、C各点的电流可能存在怎样的关系?提出猜想并说明猜想的依据。
搜集证据
器材 现有以下实验器材可供选择:
三个小灯泡(其中两个小灯泡的规格相同,另一个小灯泡的规格与其他两个不同)、电源、电流表、开关及导线。
方案
任选两个小灯泡L₁、L₂连接成电路,用电流表分别测出串联电路中A 、B、 C 各点的电流IA、IB和IC, 如图11-5-3所示。
记录 将上述实验结果记录在表11-5-1中.
作出解释
分析 汇总各小组实验数据,比较电路中IA、IB、IC的大小。
结论 由上述实验可得,_______________________________________________.
交流反思
如果将电流表接在开关S和电源之间,与IA、IB、IC比较,电流表的示数是否有变化?
上述实验表明,在如图11-5-4所示的串联电路中,如果电路中的电流为I, 通过两个小灯泡的电流分别为I1和 I₂,则I=I1=I₂
大量实验表明:串联电路中电流处处相等。(即I=I1=I₂)
随学随练
1.如图所示,L1和L2串联在电路中,则:流经A、B、C三处的电流IA、IB、IC的大小关系为_________;流经L1、L2两个灯泡的电流的大小关系为I1_________I2(选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】
=
【详解】由电路图可知,L1和L2串联,则电流只有一条路径,所以电流处处相等,即,流经两个灯泡的电流也相等,即。
2.甲、乙两个灯串联在电路中,甲灯较亮,乙灯较暗,则通过两灯的电流( )
A.甲灯的电流大 B.乙灯的电流大
C.两灯电流相等 D.无法比较
【答案】C
【详解】串联电路中电流处处相等,甲、乙两个灯串联在电路中,则两灯电流相等,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.图甲中,小灯泡、串联,在A、B、C三点接入电流表,分别测出不同位置的电流大小。开关闭合后,比亮,接在A点的电流表指针如图乙所示,以下说法正确的是( )
A.通过开关的电流是
B.通过A点的电流是
C.通过的电流比通过的电流大
D.通过B点的电流与通过C点的电流大小相等
【答案】D
【详解】A.开关闭合后,电路为通路,有电流通过开关,因此电流不是0A,故A错误;
B.电流表使用0~0.6A量程,分度值0.02A,指针示数为0.22A,通过A点的电流是0.22A,故B错误;
C.串联电路中电流处处相等,因此通过和的电流大小相等,故C错误;
D.串联电路中电流处处相等,因此通过B点的电流与通过C点的电流大小相等,故D正确。
故选D。
知识点 串联电路中的电压特点
学生实验:用电压表探究串联电路中电压的特点
提出问题
在下图所示的串联电路中, A、B之间 ,B、C之间和A 、C之间的电压可能存在怎样的关系呢?
搜集证据
器材 现有以下实验器材可供选择:
三个小灯泡(其中两个小灯泡的规格相同,另一个小灯泡的规格与其他两个不同)、多节干电池、电压表、开关及导线。
方案
如图11-5-5所示,任选两个小灯泡L₁、L₂连接成电路,并将电压表分别并联在A、B之间,B、C之间和A、C之间。分别测出串联电路中A、B,B、C,A、C, 两点间的电压UAB 、UBC和UAC。
记录 将上述实验结果记录在表11-5-2中。
分析 汇总各小组实验数据,比较电路中UAB、UBC和UAC的大小。
结论 由上述实验可得,_______________________________________________.
交流反思
规格不同的两个小灯泡串联时,发光较亮的小灯泡两端的电压是否更大?
上述实验表明,在图11-5-6中,如果电路中电源两端的电压为U.两个用电器两端的电压分别为U₁和U₂,则
U=U₁+U₂
大量实验表明:
串联电路中电源两端的电压等于各用电器两端电压之和。(即U=U₁+U₂)
随学随练
1.如图所示,的示数是2V,的示数是3V,则的示数为( )
A.1V B.2V C.3V D.5V
【答案】D
【详解】由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测L1两端的电压,电压表V2测L2两端的电压,电压表V3测电源的电压,因为串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以电压表V3的示数即电源电压为
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
2.在“探究串联电路电压规律”实验中,测得L1两端电压为2.5V,L2两端电压为1.5V,则电源电压为( )
A.1.0V B.2.5V C.4.0V D.6.0V
【答案】C
【详解】根据串联电路的电压规律:串联电路的总电压等于各用电器两端电压之和。即电源电压为
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.如图所示,电源电压为4.5V保持不变。闭合开关后,电流表的示数为0.4A,电压表的示数为3V,则两端的电压和通过的电流分别是( )
A.1.5V、0.8A B.3V、0.4A C.1.5V、0.4A D.4.5V、0.2A
【答案】C
【详解】由图可知,闭合开关后,两灯串联,电流表测量电路中电流,电压表测两端的电压,则两端电压,由串联电路电压特点可得两端电压
根据串联电路的电流处处相等的特点可知通过的电流,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
4.如图所示,电源电压为4.5V,开关S闭合后,电压表的示数为1.5V,则L2两端电压为______V,灯和的电流之比是______。
【答案】 3
【详解】由电路图可知两灯泡串联,且电压表实际并联在灯两端测量其电压,根据串联电路总电压等于各分电压之和的规律,可计算出灯两端电压为
在串联电路中,由于各处电流始终相等,因此通过灯和的电流相等,因此比例为1:1。
5.如图所示电路,电源电压为3V且保持不变。闭合开关S后,电压表的示数为1V,则灯L1两端的电压为_______V;通过灯L1和灯L2的电流之比为_______。若断开开关S,电压表的示数将_______。
【答案】 2 变大
【详解】[1]由图可知,两个灯泡串联,电压表测量L2两端电压,已知电源电压,电压表的示数。根据串联电路中总电压等于各分电压之和,可得灯L1两端的电压
[2]因为串联电路中各处的电流相等,所以通过灯L1和灯L2的电流之比为。
[3]闭合开关时电压表的示数为1V,当断开开关S时,电压表串联在电路中,测电源两端的电压,此时电压表的示数为3V,所以电压表的示数将变大。
6.如图,当开关S1、S2闭合时,电压表的读数为3V,当开关S2闭合,S1断开时,电压表的读数为1.2V,那么当S1和S2均断开时,小灯泡L1和L2两端电压分别为______V和_______V。
【答案】 1.8 1.2
【详解】[1][2]当开关S1、S2闭合时,灯L1被短路,电压表测电源电压,由题意可知,电源电压,当开关S2闭合,S1断开时,两灯泡串联,电压表测L2两端的电压,则L2的电压;当两开关都断开时,两灯泡仍然串联,此时L2两端的电压仍为,由串联电路的电压特点可得L1两端的电压
知识点 并联电路中的电流、电压特点
1、 引入:我们知道,家用电器的工作电压一般为220 V, 它们都是并联在电路中的,且每个用电器都在不同的支路上。在并联电路中,各支路电流和干路电流有什么特点?各支路两端电压和电源电压又有什么特点呢?我们也从两个小灯泡的并联电路开始研究。
2、 学生实验:用电压表探究串联电路中电压的特点
提出问题
在图11-5-7所示的并联电路中,通过电路中A、B、C各点的电流可能存在怎样的关系?
电源两端的电压与两支路中小灯泡两端的电压可能存在怎样的关系?提出猜想并说明猜想的依据。
搜集证据
器材 本实验所需器材:
方案 设计实验电路并画出电路图。
记录 设计数据记录表并将实验结果记录在表中。
作出解释
分析 汇总各小组实验数据,分别比较并联电路中电流、电压的大小。
结论 由上述实验可得,_________________________________; ____________________________________ 。
交流反思
交流实验方案、实验结论,对本小组或其他小组的探究活动提出改进建议。如果不同小组间的实验结论存在较大差异,简要分析原因。
在图11- 5-8所示的并联电路中,如果干路电流用I表示。各支路电流分别用I₁和I₂表示,则
I=I₁+I₂
如图11-5-9所示,如果并联电路中电源两端的电压用U表示,各支路小灯泡两端的电压分别用U₁和U₂表示,则U=U₁=U₂
大量实验表明:
并联电路中干路电流等于各支路中的电流之和。(即I=I₁+I₂)
并联电路中电源两端的电压与各支路用电器两端的电压相等。(即U=U₁=U₂)
家庭电路中各个用电器采用并联,各用电器不仅能彼此独立工作,而且每个用电器的工作电压都相同。这样我们就可以将并联电路的电压作为用电器的工作电压,所有的用电器在生产时就有了统一的工作电压标准。
随学随练
1.如图所示电路,当开关闭合后电压表的示数为,则电压表的示数为___________V。
【答案】
3
【详解】、并联,电压表V测电源电压,电压表测两端电压;由并联电路电压规律得
2.如图所示的电路中,闭合开关后,电压表的示数为2.5V,下列说法正确的是( )
A.的示数等于2.5V B.的示数大于2.5V
C.V的示数小于2.5V D.V的示数大于2.5V
【答案】A
【详解】L1、L2并联,三个电压表均测量电源电压,闭合开关后,电压表的示数为2.5V,则的示数、V的示数均等于2.5V,故A正确,BCD错误。
故选A。
3.如图所示,电源电压恒为3V,闭合开关后,电流表A1的示数为0.5A,电流表A2的示数为0.2A,则通过灯泡L1的电流为________A,通过灯泡L2的电流为________A,灯泡L1两端的电压为________V。
【答案】 0.2 0.3 3
【详解】由电路图可知,两灯泡、并联,电流表测干路电流,电流表测通过的电流,则通过的电流为。
根据并联电路的电流特点可知,通过灯泡的电流为
并联电路各支路电压等于电源电压,电源电压为3V,故两端电压为3V。
4.如图所示的电路中,电源电压为3V保持不变。当闭合开关、,断开开关时,灯两端的电压为______V;当闭合开关、,断开开关时,电路将出现______(选填“开路”或“短路”)状态。
【答案】 3 短路
【详解】由图可知,当闭合开关S1、S3,断开开关S2时,两灯泡并联,根据并联电路的电压规律可知,灯L1两端的电压等于电源电压,为3V。
当闭合开关S2、S3,断开开关S1时,相当于用导线直接将电源两端相连,会造成电源短路,这是不允许的。
5.如图所示的电路中,闭合开关后,如果的示数为0.5 A,的示数为0.9 A,则通过的电流是________A,通过的电流是________A。
【答案】 0.5 0.4
【详解】与并联,电流表测支路的电流,故通过的电流为
电流表测干路电流,由并联电路电流规律得,通过的电流为
6.在新能源汽车的智能电池管理系统(BMS)中,多个传感器同时采集各电池模组的电流。如图所示,比较BMS电路中不同位置电流表的示数,下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由图可知,三个灯泡并联,A1在总干路上,测量的是通过三个灯泡的电流之和;A2测量的是右边两个灯泡的电流之和;A3测量的是最右边灯泡的电流,根据并联电路的电流特点可知三只电流表示数,故A正确,BCD错误。
故选A。
7.按照图甲的电路图连接好电路,探究并联电路中电流的特点,闭合开关S后,电流表A1、A2的示数如图乙、丙所示,则通过灯泡L2的电流为( )
A.0.2A B.0.3A C.0.5A D.0.7A
【答案】D
【详解】由电路图可知,电流表测量干路电流,电流表测量通过灯泡的电流,根据并联电路中电流的规律可知,电流表的示数大于电流表的示数,故电流表应选0-3A的量程,分度值为0.1A,读数为1A,电流表应选0-0.6A的量程,分度值为0.02A,读数为0.3A,通过灯泡的电流为
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
8.如图所示的电路,闭合开关S后,通过小灯泡L1电流为0.1A,L2的电流为0.4A,则电流表A1、A2的示数分别是( )
A.0.1A 0.4A B.0.4A 0.3A
C.0.5A 0.1A D.0.5A 0.4A
【答案】D
【详解】由电路图可知,与并联,电流表测干路电流,电流表测支路的电流。
已知闭合开关S后,通过小灯泡电流为0.1A,的电流为0.4A,则电流表的示数为0.4A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则电流表的示数
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
题型 串联电路的电流特点;并联电路的电压特点
1.甲、乙、丙三灯组成的串联电路,如果甲灯暗、乙灯较亮、丙灯最亮,则通过三灯的电流、、大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据串联电路的基本特点:串联电路中各处的电流大小相等。本题中三灯为串联连接,因此无论灯泡亮度如何,通过三盏灯的电流大小都相等,灯泡亮度不同是因为实际功率不同,不改变电流大小关系。因此。
故选D。
2.在如图甲所示的电路中,电源电压恒为6V,则灯泡L1两端的电压为_____V。
【答案】6
【详解】由图可知,灯泡L1、L2并联,根据并联电路中电压的规律可知,各支路两端的电压等于电源电压,所以灯泡L1两端的电压为。
活学活用
1.如图所示,闭合开关S后,会发现灯泡L1比L2亮,则( )
A.通过灯泡L1的电流大 B.通过灯泡L2的电流大
C.通过两灯泡的电流一样大 D.无法判断
【答案】C
【详解】由图可知,灯泡L1和L2串联在电路中。根据串联电路的电流特点,电路中各处的电流都相等,所以通过灯泡L1的电流等于通过灯泡L2的电流,故选C。
2.在探究并联电路电压规律的实验中,小明设计了如图所示电路,根据电路图连接完电路,闭合开关,发现灯泡比亮,且电压表的示数为,则电压表的示数为___________;当将电源更换为的电源时,闭合开关,电压表的示数为___________。
【答案】 6 5
【详解】[1][2]由电路图可知,两灯泡并联,并联电路中各用电器两端电压均相等,都等于电源电压,因此当电压表的示数为,则电压表的示数也为6V。当电源电压更换为5V时,电压表的示数也为5V。
题型 串联电路的电压特点;并联电路的电流特点
1.如图所示的电路中闭合开关电压表示数为2.5V,已知电源电压为4V,则两端的电压为______V。断开开关,电压表示数为______V。
【答案】 2.5 4
【详解】闭合开关时,与串联,电压表并联在两端,测两端电压,故两端电压为2.5V。
断开开关后,电压表与串联在电源两端,电压表测电源两端电压,其示数为4V。
2.如图甲所示,电源电压为6V,闭合开关S后,电压表的示数如图乙所示,则灯泡两端电压为______V,当开关断开时,电压表的示数为______V。
【答案】 4.2 6
【详解】[1]由电路图可知,闭合开关S后,与串联,电压表所测电压是灯泡两端的电压,电压表所选量程为0~3V,分度值为0.1V,其示数为1.8V,即灯泡两端的电压,根据串联分压规律可得,灯泡两端的电压
[2]开关断开时,电压表测电源电压,其示数为6V。
3.如图所示,电流表的示数是1.3A,电流表的示数如图所示,这时通过灯泡的电流是_____________A,通过灯泡的电流是__________A。
【答案】 0.5 0.8
【详解】由电路图可知,与并联,测干路电流,测支路的电流。因并联电路干路电流大于任一支路电流,故选用量程,分度值,示数为,即通过的电流
由并联电路电流规律可知,通过的电流为
活学活用
1.如图所示,闭合开关,电压表V1、V2的示数分别为5 V、3 V,则L1两端电压为___________V,L2两端电压为___________V。
【答案】 3 2
【详解】闭合开关后,灯泡和串联。 电压表测量的是两端电压,因此两端电压为3 V;电压表测量的是电源总电压,大小为5 V。 根据串联电路的电压规律,两端电压
2.如图(a)所示,当开关S闭合时,两只电流表的示数分别由(b)、(c)两图读得,则流过灯泡的电流大小是( )
A.1.28A B.0.8A C.0.52A D.0.16A
【答案】A
【详解】由电路图(a)可知,两灯泡并联,电流表测干路电流,电流表测支路的电流,根据电流表的量程和分度值读出示数图(b)中电流表的示数为1.8A,则干路电流为1.8A,图(c)中电流表的示数为0.52A,则支路的电流为0.52A,根据并联电路的电流特点可得通过电灯的电流为
故选A。
题型实验题
1.小军在“探究串联电路的电流特点”时,连接了如图所示的电路。
(1)连接电路时,开关要____________;实验时,灯L1和L2的规格应____________(选填“相同”或“不相同”)。
(2)实验中发现灯L1比灯L2要亮许多,则通过灯L1的电流I1与通过灯L2的电流I2的大小关系是I1____________I2,判断依据是____________。
【答案】(1) 断开 不相同
(2) =/等于 串联电路中电流处处相等
【详解】(1)连接电路时,为了防止电路连接过程中出现短路等问题损坏电路元件,开关要断开。
为了使实验结论更具普遍性,避免因灯泡规格相同导致实验结果的偶然性,实验时灯L1和L2的规格应不相同。
(2)在串联电路中,电流处处相等,所以不管灯泡的亮度如何,通过灯L1的电流I1和通过灯L2的电流I2大小相等。
2.为了探究并联电路的电流规律,小星同学设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)连接电路时,开关应处于__________状态;
(2)图乙实物图中,电流表测量图甲中__________(填“A”“B”或“C”)处电流;
(3)在测量电流的过程中,闭合开关前电流表的指针出现了如图丙所示的情况,出现该现象的原因是_______________;
(4)在排除故障后,电流表测量处电流的示数如图丁所示,则电流表的示数为_____;
【答案】(1)断开
(2)
(3)电流表未调零
(4)0.24
【详解】(1)连接电路时,为保护电路元件,防止在连接过程中出现短路等问题损坏元件,开关应处于断开状态。
(2)分析图乙实物电路,、并联,电流表串联在干路位置;再看图甲电路,A点为干路位置,B、C分别为 、 所在支路的位置,所以电流表测量图甲中A处的电流。
(3)闭合开关前电路处于断开状态,此时电流表指针未指向零刻度线,这表明实验前没有对电流表进行调零操作。
(4)观察图丁,电流表选用的是0~0.6A量程,该量程的分度值为0.02A,指针指向0.2A后第2个小格,其示数为。
活学活用
1.如图所示是小东探究“并联电路电压规律”时连接的电路。
U1/V
1.5
1.5
3
3
4.5
4.5
U2/V
1.5
1.5
3
3
4.5
4.5
U/V
1.5
1.5
3
3
4.5
4.5
(1)刚连接好最后一根导线,小东发现两只小灯泡立即发光,电压表有示数,闭合开关后,灯泡L1___________,灯L2___________(以上两空均填“熄灭”“亮度不变”或“更亮”),电压表示数___________。(填“变大”“变小”或“不变”)
(2)为了使两灯泡并联,开关控制整个电路,电压表测电源两端电压,只用更改一根导线的位置就可以实现,在图中将接错的那一根导线打上“×”,再画线把它改到正确的位置上:
(3)分别测出图中小灯泡L1、L2两端的电压U1、U2,电源两端的电压U,随后改变两个小灯泡规格和串联电池的节数,重做上述实验。并将测得的数据记录在上表中。分析实验数据,可得到并联电路的电压规律是:___________(用符号表示)。
【答案】(1) 熄灭 更亮 变大
(2)
(3)
【详解】(1)刚接好导线开关是断开的,、串联,电压表测两端的电压,示数小于电源电压。
闭合开关后,被短路,因此熄灭;此时电路中只有发光,两端的电压等于电源电压,因此电压表示数变大;由于L2两端的电压变大,因此更亮。
(2)原电路中,开关闭合后,灯泡被短路。根据题意,应该将开关接在干路,从而控制整个电路,让两灯泡并联。在连接L1左侧接线柱和开关左侧接线柱的导线上打“×”,用导线把L1左侧接线柱和L2右侧接线柱连接起来即可。
(3)分析表格的多组实验数据,每组的支路两端电压、都和电源电压U相等,多次更换灯泡规格、改变电源电压后规律依然成立,因此得到并联电路的电压规律:并联电路各支路两端电压相等,等于电源总电压,表达式为。
2.在“探究串联电路电压的规律”的实验时,小硕设计了如图所示的电路。
实验次数
/V
/V
/V
1
2.6
1.8
4.4
2
2.4
2.0
4.4
3
1.6
2.8
4.4
(1)实验中应选择规格___________(选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)由图可知,此时电压表测量灯泡___________两端的电压;
(3)小硕测出AB、BC、AC间的电压记录在上表中,他依据实验数据可以得出的结论是:串联电路两端的电压___________串联电路中各部分电路两端的电压之和;(选填“等于”或“不等于”)
(4)实验需要多次测量的目的是:___________(填字母即可)。
A.减小实验误差 B.寻找普遍规律
【答案】(1)不同
(2)
(3)等于
(4)B
【详解】(1)为得出普遍性的规律,实验中应该选择规格不同的小灯泡。
(2)由图可知,此时电压表并联在灯泡L1两端,所以测量灯泡L1两端的电压。
(3)用电压表分别测出电压UAB、UBC和UAC。第一次实验测AB间UAB时,分析表中数据有
第二次实验中,分析表中数据有
第三次实验中,分析表中数据有
由以上分析可得到初步结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。
(4)探究串联电路电压的规律时,为避免实验结论的偶然性,实验需要多次测量的目的是寻找普遍规律,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
基础通关
一、单选题
1.如图所示,在探究串联电路的电流规律时,小明用电流表分别测出a、b、c三处的电流为、、。下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由图可知,灯泡L1与L2串联,a、b、c三点是串联电路中的不同位置,根据串联电路电流处处相等的规律,可得,故A正确,BCD 错误。
故选A。
2.在如图所示的电路中,开关S断开时电流表A的示数为1.2A;开关S闭合时电流表A的示数为1.6A,则此时通过电阻的电流为( )
A.1.6A B.1.2A C.2.8A D.0.4A
【答案】D
【详解】如图所示,开关断开时,电路中仅有电阻R2,电流表测通过R2的电流,当开关S闭合时,电阻R1和R2并联,电流表测干路电流,根据并联电路电流特点可知,通过电阻R1的电流为
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
3.如图所示,电源电压为4.5V保持不变。闭合开关后,电流表的示数为0.4A,电压表的示数为3V,则两端的电压和通过的电流分别是( )
A.1.5V、0.8A B.3V、0.4A C.1.5V、0.4A D.4.5V、0.2A
【答案】C
【详解】由图可知,闭合开关后,两灯串联,电流表测量电路中电流,电压表测两端的电压,则两端电压,由串联电路电压特点可得两端电压
根据串联电路的电流处处相等的特点可知通过的电流,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
4.如图所示的电路中,闭合开关后,电压表的示数为2.5V,下列说法正确的是( )
A.的示数等于2.5V B.的示数大于2.5V
C.V的示数小于2.5V D.V的示数大于2.5V
【答案】A
【详解】L1、L2并联,三个电压表均测量电源电压,闭合开关后,电压表的示数为2.5V,则的示数、V的示数均等于2.5V,故A正确,BCD错误。
故选A。
5.在如图所示的电路中,开关S闭合后,下列各种情况不正确的是( )
A.电路中甲表和乙表不可以同时是电流表
B.如果电路是并联电路,则丙表的示数大于乙表的示数
C.如果甲、乙、丙是电压表,当闭合后
D.如果甲是电压表,乙、丙是电流表,断开,则会形成并联电路
【答案】B
【详解】A.若甲、乙同时为电流表,电流会直接从电源正极经过甲、乙电流表回到负极,造成电源短路,故A正确;
B.要使电路为并联电路,只能是甲为电压表,乙、丙为电流表,断开,乙电流表测干路总电流,丙电流表测支路电流,由并联电路电流规律可得,即丙表示数小于乙表,故B错误;
C.若甲、乙、丙都是电压表,闭合后,、串联,甲电压表测两端电压为,乙电压表测两端电压为,丙电压表测总电压为,根据串联电路电压规律可得,故C正确;
D.若甲是电压表,乙、丙是电流表,断开,电流从正极分成两路,一路经、乙回到负极,另一路经丙、、乙回到负极,和并联,故D正确。
本题选择不正确的,故选B。
二、填空题
6.我们在使用干电池时,如果想得到较高的电压,我们应把干电池_____联起来使用,如一人需要6V的电压,他应把_____节干电池_____联起来。
【答案】 串 4 串
【详解】因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,在使用干电池时,要想得到较高的电压,应把干电池串联起来使用;一节干电池电压为1.5V,要得到6V的电源,则需要串联的电池的节数为
7.如图所示的电路中,闭合开关后,如果的示数为0.5 A,的示数为0.9 A,则通过的电流是________A,通过的电流是________A。
【答案】 0.5 0.4
【详解】与并联,电流表测支路的电流,故通过的电流为
电流表测干路电流,由并联电路电流规律得,通过的电流为
8.如图所示,电源电压为9V,S闭合后电压表示数为6V,则两端电压为______V,灯和的电流之比是______。
【答案】 3 1:1
【详解】[1]如图所示,两灯串联,电压表测的是灯泡的电压,则L2两端电压为
[2]由于串联电路电流处处相等,所以灯和的电流之比是1:1。
9.如图所示,电源电压为6V,闭合开关后,电流表A的示数为0.5A,电流表A1的示数为0.28A,则通过小灯泡L1的电流为_________A,通过小灯泡L2的电流为_________A,电压表V的示数为_________V。
【答案】 0.28 0.22 6
【详解】[1]由图知,当开关闭合时,两灯泡并联,电流表A测干路的电流,电流表A1测通过灯L1的电流,电压表测小灯泡L2两端的电压;已知电流表A1的示数为0.28A,即通过小灯泡L1的电流为0.28A。
[2]已知电流表A的示数为0.5A,即干路电流为I=0.5A;由于并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以流过灯泡L2的电流为
[3]由于并联电路各支路两端的电压相等且都等于电源电压,所以小灯泡L2两端的电压为6V,即电压表示数为6V。
10.在如图所示的电路中,闭合开关S后,小灯泡L1、L2都正常发光,电流表A1的示数为0.8A,电流表A2的示数为0.3A,则通过小灯泡L1的电流是___________A。
【答案】0.5
【详解】由图可知,闭合开关S后,小灯泡L1、L2都正常发光,此时小灯泡L1、L2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测通过L2的电流,则通过L1的电流为
三、计算题
11.如图所示电路,闭合开关,两电流表示数分别是0.8A和0.5A,则:
(1)小灯泡的电流多大?
(2)小灯泡的电流多大?
【答案】(1)0.3A
(2)0.5A
【详解】(1)由图可知,两个灯泡并联,干路中的电流表测量电路的总电流,另一个电流表测量通过L2的电流,由并联电路的电流特点可知,干路中的电流是0.8A,通过L2的电流是0.5A,通过灯L1的电流
(2)由图可知,两个灯泡并联,干路中的电流表测量电路的总电流,另一个电流表测量通过L2的电流,由并联电路的电流特点可知,干路中的电流是0.8A,通过L2的电流是0.5A。
12.如图所示的电路中,电源电压由两节新干电池提供。开关闭合后,两灯泡都发光,电压表的示数为2.4V,则:
(1)电源电压为多少?
(2)灯泡L2两端的电压为多少?
(3)灯泡L1两端的电压为多少?
【答案】(1)3V
(2)2.4V
(3)0.6V
【详解】(1)电源由两节新干电池串联组成,每节新干电池的电压为1.5V,根据串联电路电压的特点,电源电压
(2)由电路图可知,电压表V与灯泡并联,因此电压表测量的是灯泡两端的电压,此时电压表的示数为2.4V,所以灯泡两端的电压
(3)由电路图可知,灯泡和灯串联,根据串联电路的电压规律,总电压等于各部分电路两端电压之和,即
所以,灯泡两端的电压
素养提升
一、计算题
1.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当只闭合开关时,电流表的示数是,问:(要求先画等效电路再解答)
(1)此时通过灯泡的电流是多少安?
(2)当开关、、都闭合时,灯泡中的电流是,电流表的示数是,此时通过灯泡和的电流各是多少安?
【答案】(1)0.3A
(2)0.8A,0.6A
【详解】(1)当只闭合开关S1时,电流从电源正极出发,依次经过开关S1、电流表A、灯泡L1和灯泡L3,最后回到电源负极。此时,灯泡L1和L3串联。其等效电路图如图所示:
根据串联电路的电流特点,电路中各处的电流相等。电流表A测的是该串联电路的电流,其示数为I=0.3A,因此,通过灯泡L3的电流I3等于电路中的总电流,即
(2)当开关S1、S2、S3都闭合时,开关S2与灯泡L1并联,由于闭合的开关相当于一根导线,因此灯泡L1被短路,没有电流通过L1。电流流过开关S2后,在节点处分为两路,分别流过灯泡L2和灯泡L3(电流先经过S3再到L3),然后汇合流回电源负极。此时,灯泡L2和L3并联。其等效电路图如图所示:
电流表A测量的是干路总电流,设为I总,由题意可知I总=1.4A,通过灯泡L2的电流
设通过灯泡L3的电流为I3,根据并联电路的电流特点可知,干路电流等于各支路电流之和,即
所以,通过灯泡L3的电流
因此,通过灯泡L2的电流是0.8A,通过灯泡L3的电流是0.6A。
2.如图甲所示的电路中,是两只相同的电压表。当闭合开关S后,灯泡和都发光,这时两只电压表的指针偏转角度相同,均如图乙所示。
(1)求灯泡和两端的电压;
(2)若将灯泡和改接为如图丙所示的电路,闭合开关S后,灯泡和都正常发光,此时电流表的示数为1.5A,电流表的示数为1.2A,求此时通过灯泡的电流。
【答案】(1)1.2V;4.8V
(2)0.3A
【详解】(1)由图甲可知,与串联,电压表测电源总电压,电压表测两端电压。串联电路总电压等于各部分电压之和,因此的示数大于的示数。 两只电压表规格相同、指针偏转角度相同,说明两表量程不同:选量程(分度值0.5V),选0∼3V量程(分度值0.1V)。
根据图乙,总电压U=6V,两端电压 ,则两端电压
(2)由图丙可知,与并联,电流表测支路电流,测干路总电流。已知干路电流,电流,因此通过的电流
3.奋进小组的同学在做“探究串联电路电压特点”的实验时连接了如图(a)所示电路。 和 是两只相同的电压表。当闭合开关后,灯泡 和 都发光,这时两只电压表的指针偏转角度相同,指针位置均为如图 (b)所示,请你计算:
(1)灯泡 和 两端的电压。
(2)若将灯泡 和 改接为如图(c)所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关后灯泡 和 都发光,此时 电流表的示数为1.5A,电流表 的示数为1.2A,则通过灯泡 的电流和 两端的电压。
(3)在如图(c)所示的电路中,若灯泡 的灯丝突然断了,则电流表 的示数分别是多少?
【答案】(1)1.2V,4.8V
(2)0.3A,6.0V
(3)1.2A,1.2A
【详解】(1)如图(a)所示,L1、L2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测L1两端的电压。因为两只电压表的指针偏转角度相同,故电压表V1选择的量程为0~15V,电压表V2选择的量程为0~3V。如图(b),则电源电压,L1两端的电压
根据串联电路中的电压关系得,L2两端的电压为
(2)如图(c)所示,L1、L2并联,电流表A1串联在干路上,测电路总电流,电流表A2与L1串联,测通过L1的电流。由题意,电路中的总电流,通过L1的电流
根据并联电路中的电流关系得,通过L2的电流
根据并联电路中的电压关系得,L2两端的电压
(3)因为L2 开路前与L1并联,故L2开路对L1没有影响,此时
当灯泡 开路,只有L1接入电路,电流表A1、A2都是测通过L1的电流,所以电流表A1的示数等于电流表A2的示数,即示数均为。
二、实验题
4.小明同学所在的兴趣小组正在探究串并联电路中电流、电压的特点。
(1)在探究串联电路的电压特点时,他们连接了如图甲所示的电路。若闭合开关,发现电压表V1指针指向零刻度线左侧,原因是______。当正确连接电路后,闭合开关,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电源电压为______,两端的电压为 ______;
(2)在探究并联电路中电流的规律时,小明同学利用电流表测出A、B、C三处的电流,数据如下表所示。在刚做完第一次实验时,他发现通过两个灯泡的电流相等,得出“并联电路中,各支路的电流相等”的结论。他得出结论的过程______(选填“合理”“不合理”),理由是:______,根据实验所得的三组数据,可以得出结论:______。
实验次数
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.3
0.3
0.6
2
0.2
0.3
0.5
3
0.1
0.3
0.4
【答案】(1) 电压表V1正负接线柱接反了 6V 4.8V
(2) 不合理 器材太特殊,且只由一次实验就得出结论 并联电路中,干路电流等于各支路电流之和
【详解】(1)[1]若闭合开关,发现电压表V1指针指向零刻度线左侧,指针反偏,说明电压表V1正负接线柱接反了。
[2][3]当正确连接电路后,闭合开关,灯泡和串联,电压表测电源电压,电压表测电压。两只电压表的指针偏转角度相同,指针位置均为图乙所示,根据串联电压规律可知,电压表选用大量程,分度值为0.5V,示数为6V,则电源电压为6V,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.2V,则电压为1.2V,则两端的电压为
(2)[1][2]小明同学在刚做完第一次实验时,发现通过两个灯泡的电流相等,得出“并联电路中,各支路的电流相等”的结论,说明他使用的两个灯泡规格相同,由于器材太特殊,且只由一次实验就得出结论,他得出结论的过程不合理,应该换用不同规格的灯泡多次实验。
[3]由表可得,,可得:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
5.兴趣小组在“探究串联电路电压的规律”实验中设计了如图甲所示的电路。
(1)连接电路前,他们发现电压表指针如图丙所示,接下来他们要进行的操作是______。
(2)图乙是他们按照图甲电路图连接好的部分实物电路,请利用笔画线代替导线帮助他们完成电路连接。
(3)按照图甲连接好电路,闭合开关后,他们发现两灯都不亮,若电路中只有一处出现故障,且只发生在某灯泡上,则故障可能是______或______。通过观察电压表的示数可以确定故障,请写出故障及对应的电压表示数情况______。
(4)排除故障后,闭合开关,测得AB两点间电压如图丁所示,电压表示数为______V,他们在实验过程中进行了讨论交流,有同学提出利用原来的电路图,电压表所接的B点不动,只将A点改接到C点上,便可测出两端的电压,这个方法______选填“可行”或“不可行”,原因是______。
(5)下表是他们某次实验测量的数据,分析实验数据得出两个实验结论:
3
①串联电路中,各部分电路两端电压相等。
②串联电路,电源两端电压等于各部分电路两端电压之和。
实验结束后,他们经分析,指出结论①是错误的,造成结论错误的原因是______。
【答案】(1)将电压表指针调零
(2)
(3) 开路 开路 若电压表有示数且接近电源电压,说明电压表与电源正负极之间是通路,则电路故障为开路;若电压表没有示数,说明电压表与电源没有连通,则电路故障为开路
(4) 1.2 不可行 电压表正负接线柱接反了
(5)选用了相同规格的两个灯泡进行实验
【详解】(1)由图丙可知,连接电路之前电压表指针在零刻度线左侧,即电压表指针没有与零刻度线对齐,故接下来要进行的操作是对电压表进行调零。
(2)根据图甲电路图可知,灯泡L1和L2串联,应将灯泡L1的左接线柱与灯泡L2的右接线柱相连,如图所示:
(3)[1][2]闭合开关后两灯都不亮,说明电路可能开路;若电路中只有一处出现故障,且只发生在某灯泡上,则故障可能是L1开路或L2开路;若电压表有示数且接近电源电压,说明电压表与电源正负极之间是通路,则电路故障为与电压表并联的L1开路;若电压表没有示数,说明电压表与电源没有连通,则电路故障为L2开路。
(4)[1]由图可知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,指针指示在“1V”后面2小格处,故其示数为1.2V。
[2][3]若将电压表所接的B点不动,只将A点改接到C点上,这样的操作是不可行的,原因是更改接线后的电压表的正、负接线柱接反了,电压表指针反向偏转,对电压表造成损坏。
(5)结论①“串联电路中,各部分电路两端电压相等”是错误的,造成结论错误的原因是选用了两个规格相同的灯泡进行实验,实验结论不具有普遍性,应更换不同规格小灯泡进行多次实验。
6.某小组同学探究并联电路电流特点。
(1)该小组同学连接电路后,两灯泡都亮,由于连线较乱,一时无法确定电路是串联还是并联,以下两种简单判断方法是否可行?在表中空格填写“可行”或“不可行”;
方法
操作
现象
结论
方法是否可行
方法2
把其中一灯泡从灯座取下
另一灯熄灭
两灯一定是串联
______
方法1
把任意一根导线断开
两灯熄灭
两灯一定是串联
______
(2)小组同学根据如图连接电路,闭合开关时,发现电流表指针反向偏转,原因是______;
(3)改正问题后,用电流表在电键的闭合、断开时测出了各处的电流,并将实验数据记录在表格中。
实验序号
电键闭合情况
灯泡亮暗情况
电流表示数安
1
只闭合电键S1
只有灯L1亮
0.2
2
只闭合电键S2
只有灯L2亮
0.3
3
同时闭合电键S1、S2
灯L1、L2都亮
0.5
分析比较表中的实验数据,可得出结论:并联电路中,干路中的电流______(选填“大于”、“等于”或“小于”)L1支路电流与L2支路电流之和;
(4)小吴同学比较表中的实验数据,思考后得出结论:并联电路中,干路电流总大于任何一条支路电流;你认为根据以上实验数据得出此结论是______(选填“合理”或“不合理”)的。理由是______。
【答案】(1) 可行 不可行
(2)电流表正负接线柱接反了
(3)等于
(4) 不合理 一次实验具有偶然性,不能得出普遍规律
【详解】(1)[1]串联只有一条电流路径,把其中一灯泡从灯座取下,另一灯熄灭,一定是串联。因此方法可行。
[2]把任意一根导线断开,如果断开的是并联干路的导线,也会都熄灭,故不一定是串联,因此方法不可行。
(2)电流表使用时电流必须正进负出,闭合开关时,发现电流表指针反向偏转,说明电流表正负接线柱接反了。
(3)根据表中数据
可得出结论:并联电路中,干路中的电流等于L1支路电流与L2支路电流之和。
(4)表格中只有一次数据,不具有代表性,故不合理,理由是一次实验具有偶然性,不能得出普遍规律。
迁移创新
一、综合题
1.如图所示的电路中,电源恒定不变。只闭合开关时,灯和都发光,通过灯的电流为;只闭合开关和时,灯和都发光,电流表和电流表示数分别为、。试求:
(1)只闭合开关时,通过灯的电流是多大?
(2)只闭合开关和时,通过灯的电流是多大?
(3)若电路中所有器件均完好,只闭合开关和时,灯和是否发光?如不发光,请简要说明理由。
【答案】(1)
(2)
(3)灯发光,灯不发光;因为只闭合开关和时,灯会被短路,电流从电源正极出发直接经过、回到负极,所以灯发光、灯不发光。
【详解】(1)分析电路图可知,只闭合开关时,和两灯串联,而串联电路中各处的电流相等,故通过灯的电流
(2)只闭合开关和时,和两灯并联,电流表测和的总电流为,电流表测量的电流为
故通过灯的电流
(3)略
2.某同学利用自购的电学实验箱在家做电学家庭实验。他连接了三个实验电路。
(1)在图1的实验电路中,电源电压保持4.5V不变。闭合开关S,电灯和是______联的。电压表测量的是______两端的电压,电压表示数为2V,则两端的电压为______V。
(2)在图2所示的实验电路中,闭合开关和,则电灯______(选填“有”或“没有”)电流通过,原因是______。在图3电路中,闭合开关,电压表V的示数为U,电压表示数为,电压表示数为,则______(选填“““”或“”),已知U为3V,则为______V。
【答案】(1) 串 L1 2.5
(2) 没有 L1短路 = 3
【详解】(1)[1][2][3]图1电路中,闭合开关S,电流只有一条路径,故电灯和是串联的,电压表与并联,测量的是电灯两端电压。电源电压保持4.5V不变,电压表示数为2V,根据串联电路电压规律可得,两端的电压为
(2)[1][2]]图2电路中,闭合开关和,电灯被短路,没有电流通过。
[3][4图3电路中,电灯和并联,电压表分别测量和两端电压,也是支路两端电压,根据并联电路电压规律可得,。
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第11章
静电与电流
第5节 串联电路和并联电路中电流、电压的特点
课标要点
1. 用电流表探究串联电路中电流的特点;
2. 用电压表探究串联电路中电压的特点 ;
3. 用电流表、电压表探究并联电路中电流、电压的特点。
4. 学习设计电路实验;
5. 根据电路图会连接实物图;
6. 掌握归纳实验数据的能力,学会总结实验结论。
学习重难点
重点:掌握串、并联电路中电流、电压的特点及其应用。
难点:复杂电路分析。
知识点 串联电路中的电流特点
1、引入
比较通过两个小灯泡电流的大小,不能凭借灯泡的亮暗判断,而应该用电流表测量通过它们的电流来确定。
我们知道,当电路中只有一个用电器时,电路中各处的电流大小是相等的。当多个用电器串联接入电路时,电路中各处的电流大小有什么关系呢?
我们需要将电流表串联在电路的不同位置来测量比较。
2、学生实验:用电流表探究串联电路中电流的特点
提出问题
如图11-5-2所示,将两个小灯泡串联在电路中,闭合开关后,电路中A 、B 、C各点的电流可能存在怎样的关系?提出猜想并说明猜想的依据。
搜集证据
器材 现有以下实验器材可供选择:
三个小灯泡(其中两个小灯泡的规格相同,另一个小灯泡的规格与其他两个不同)、电源、电流表、开关及导线。
方案
任选两个小灯泡L₁、L₂连接成电路,用电流表分别测出串联电路中A 、B、 C 各点的电流IA、IB和IC, 如图11-5-3所示。
记录 将上述实验结果记录在表11-5-1中.
作出解释
分析 汇总各小组实验数据,比较电路中IA、IB、IC的大小。
结论 由上述实验可得,_______________________________________________.
交流反思
如果将电流表接在开关S和电源之间,与IA、IB、IC比较,电流表的示数是否有变化?
上述实验表明,在如图11-5-4所示的串联电路中,如果电路中的电流为I, 通过两个小灯泡的电流分别为I1和 I₂,则I=I1=I₂
大量实验表明:串联电路中电流处处相等。(即I=I1=I₂)
随学随练
1.如图所示,L1和L2串联在电路中,则:流经A、B、C三处的电流IA、IB、IC的大小关系为_________;流经L1、L2两个灯泡的电流的大小关系为I1_________I2(选填“>”、“=”或“<”)。
2.甲、乙两个灯串联在电路中,甲灯较亮,乙灯较暗,则通过两灯的电流( )
A.甲灯的电流大 B.乙灯的电流大
C.两灯电流相等 D.无法比较
3.图甲中,小灯泡、串联,在A、B、C三点接入电流表,分别测出不同位置的电流大小。开关闭合后,比亮,接在A点的电流表指针如图乙所示,以下说法正确的是( )
A.通过开关的电流是
B.通过A点的电流是
C.通过的电流比通过的电流大
D.通过B点的电流与通过C点的电流大小相等
知识点 串联电路中的电压特点
学生实验:用电压表探究串联电路中电压的特点
提出问题
在下图所示的串联电路中, A、B之间 ,B、C之间和A 、C之间的电压可能存在怎样的关系呢?
搜集证据
器材 现有以下实验器材可供选择:
三个小灯泡(其中两个小灯泡的规格相同,另一个小灯泡的规格与其他两个不同)、多节干电池、电压表、开关及导线。
方案
如图11-5-5所示,任选两个小灯泡L₁、L₂连接成电路,并将电压表分别并联在A、B之间,B、C之间和A、C之间。分别测出串联电路中A、B,B、C,A、C, 两点间的电压UAB 、UBC和UAC。
记录 将上述实验结果记录在表11-5-2中。
分析 汇总各小组实验数据,比较电路中UAB、UBC和UAC的大小。
结论 由上述实验可得,_______________________________________________.
交流反思
规格不同的两个小灯泡串联时,发光较亮的小灯泡两端的电压是否更大?
上述实验表明,在图11-5-6中,如果电路中电源两端的电压为U.两个用电器两端的电压分别为U₁和U₂,则
U=U₁+U₂
大量实验表明:
串联电路中电源两端的电压等于各用电器两端电压之和。(即U=U₁+U₂)
随学随练
1.如图所示,的示数是2V,的示数是3V,则的示数为( )
A.1V B.2V C.3V D.5V
2.在“探究串联电路电压规律”实验中,测得L1两端电压为2.5V,L2两端电压为1.5V,则电源电压为( )
A.1.0V B.2.5V C.4.0V D.6.0V
3.如图所示,电源电压为4.5V保持不变。闭合开关后,电流表的示数为0.4A,电压表的示数为3V,则两端的电压和通过的电流分别是( )
A.1.5V、0.8A B.3V、0.4A C.1.5V、0.4A D.4.5V、0.2A
4.如图所示,电源电压为4.5V,开关S闭合后,电压表的示数为1.5V,则L2两端电压为______V,灯和的电流之比是______。
5.如图所示电路,电源电压为3V且保持不变。闭合开关S后,电压表的示数为1V,则灯L1两端的电压为_______V;通过灯L1和灯L2的电流之比为_______。若断开开关S,电压表的示数将_______。
6.如图,当开关S1、S2闭合时,电压表的读数为3V,当开关S2闭合,S1断开时,电压表的读数为1.2V,那么当S1和S2均断开时,小灯泡L1和L2两端电压分别为______V和_______V。
知识点 并联电路中的电流、电压特点
1、 引入:我们知道,家用电器的工作电压一般为220 V, 它们都是并联在电路中的,且每个用电器都在不同的支路上。在并联电路中,各支路电流和干路电流有什么特点?各支路两端电压和电源电压又有什么特点呢?我们也从两个小灯泡的并联电路开始研究。
2、 学生实验:用电压表探究串联电路中电压的特点
提出问题
在图11-5-7所示的并联电路中,通过电路中A、B、C各点的电流可能存在怎样的关系?
电源两端的电压与两支路中小灯泡两端的电压可能存在怎样的关系?提出猜想并说明猜想的依据。
搜集证据
器材 本实验所需器材:
方案 设计实验电路并画出电路图。
记录 设计数据记录表并将实验结果记录在表中。
作出解释
分析 汇总各小组实验数据,分别比较并联电路中电流、电压的大小。
结论 由上述实验可得,_________________________________; ____________________________________ 。
交流反思
交流实验方案、实验结论,对本小组或其他小组的探究活动提出改进建议。如果不同小组间的实验结论存在较大差异,简要分析原因。
在图11- 5-8所示的并联电路中,如果干路电流用I表示。各支路电流分别用I₁和I₂表示,则
I=I₁+I₂
如图11-5-9所示,如果并联电路中电源两端的电压用U表示,各支路小灯泡两端的电压分别用U₁和U₂表示,则U=U₁=U₂
大量实验表明:
并联电路中干路电流等于各支路中的电流之和。(即I=I₁+I₂)
并联电路中电源两端的电压与各支路用电器两端的电压相等。(即U=U₁=U₂)
家庭电路中各个用电器采用并联,各用电器不仅能彼此独立工作,而且每个用电器的工作电压都相同。这样我们就可以将并联电路的电压作为用电器的工作电压,所有的用电器在生产时就有了统一的工作电压标准。
随学随练
1.如图所示电路,当开关闭合后电压表的示数为,则电压表的示数为___________V。
2.如图所示的电路中,闭合开关后,电压表的示数为2.5V,下列说法正确的是( )
A.的示数等于2.5V B.的示数大于2.5V
C.V的示数小于2.5V D.V的示数大于2.5V
3.如图所示,电源电压恒为3V,闭合开关后,电流表A1的示数为0.5A,电流表A2的示数为0.2A,则通过灯泡L1的电流为________A,通过灯泡L2的电流为________A,灯泡L1两端的电压为________V。
4.如图所示的电路中,电源电压为3V保持不变。当闭合开关、,断开开关时,灯两端的电压为______V;当闭合开关、,断开开关时,电路将出现______(选填“开路”或“短路”)状态。
5.如图所示的电路中,闭合开关后,如果的示数为0.5 A,的示数为0.9 A,则通过的电流是________A,通过的电流是________A。
6.在新能源汽车的智能电池管理系统(BMS)中,多个传感器同时采集各电池模组的电流。如图所示,比较BMS电路中不同位置电流表的示数,下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
7.按照图甲的电路图连接好电路,探究并联电路中电流的特点,闭合开关S后,电流表A1、A2的示数如图乙、丙所示,则通过灯泡L2的电流为( )
A.0.2A B.0.3A C.0.5A D.0.7A
8.如图所示的电路,闭合开关S后,通过小灯泡L1电流为0.1A,L2的电流为0.4A,则电流表A1、A2的示数分别是( )
A.0.1A 0.4A B.0.4A 0.3A
C.0.5A 0.1A D.0.5A 0.4A
题型 串联电路的电流特点;并联电路的电压特点
1.甲、乙、丙三灯组成的串联电路,如果甲灯暗、乙灯较亮、丙灯最亮,则通过三灯的电流、、大小关系是( )
A. B. C. D.
2.在如图甲所示的电路中,电源电压恒为6V,则灯泡L1两端的电压为_____V。
活学活用
1.如图所示,闭合开关S后,会发现灯泡L1比L2亮,则( )
A.通过灯泡L1的电流大 B.通过灯泡L2的电流大
C.通过两灯泡的电流一样大 D.无法判断
2.在探究并联电路电压规律的实验中,小明设计了如图所示电路,根据电路图连接完电路,闭合开关,发现灯泡比亮,且电压表的示数为,则电压表的示数为___________;当将电源更换为的电源时,闭合开关,电压表的示数为___________。
题型 串联电路的电压特点;并联电路的电流特点
1.如图所示的电路中闭合开关电压表示数为2.5V,已知电源电压为4V,则两端的电压为______V。断开开关,电压表示数为______V。
2.如图甲所示,电源电压为6V,闭合开关S后,电压表的示数如图乙所示,则灯泡两端电压为______V,当开关断开时,电压表的示数为______V。
3.如图所示,电流表的示数是1.3A,电流表的示数如图所示,这时通过灯泡的电流是_____________A,通过灯泡的电流是__________A。
活学活用
1.如图所示,闭合开关,电压表V1、V2的示数分别为5 V、3 V,则L1两端电压为___________V,L2两端电压为___________V。
2.如图(a)所示,当开关S闭合时,两只电流表的示数分别由(b)、(c)两图读得,则流过灯泡的电流大小是( )
A.1.28A B.0.8A C.0.52A D.0.16A
题型实验题
1.小军在“探究串联电路的电流特点”时,连接了如图所示的电路。
(1)连接电路时,开关要____________;实验时,灯L1和L2的规格应____________(选填“相同”或“不相同”)。
(2)实验中发现灯L1比灯L2要亮许多,则通过灯L1的电流I1与通过灯L2的电流I2的大小关系是I1____________I2,判断依据是____________。
2.为了探究并联电路的电流规律,小星同学设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)连接电路时,开关应处于__________状态;
(2)图乙实物图中,电流表测量图甲中__________(填“A”“B”或“C”)处电流;
(3)在测量电流的过程中,闭合开关前电流表的指针出现了如图丙所示的情况,出现该现象的原因是_______________;
(4)在排除故障后,电流表测量处电流的示数如图丁所示,则电流表的示数为_____;
活学活用
1.如图所示是小东探究“并联电路电压规律”时连接的电路。
U1/V
1.5
1.5
3
3
4.5
4.5
U2/V
1.5
1.5
3
3
4.5
4.5
U/V
1.5
1.5
3
3
4.5
4.5
(1)刚连接好最后一根导线,小东发现两只小灯泡立即发光,电压表有示数,闭合开关后,灯泡L1___________,灯L2___________(以上两空均填“熄灭”“亮度不变”或“更亮”),电压表示数___________。(填“变大”“变小”或“不变”)
(2)为了使两灯泡并联,开关控制整个电路,电压表测电源两端电压,只用更改一根导线的位置就可以实现,在图中将接错的那一根导线打上“×”,再画线把它改到正确的位置上:
(3)分别测出图中小灯泡L1、L2两端的电压U1、U2,电源两端的电压U,随后改变两个小灯泡规格和串联电池的节数,重做上述实验。并将测得的数据记录在上表中。分析实验数据,可得到并联电路的电压规律是:___________(用符号表示)。
2.在“探究串联电路电压的规律”的实验时,小硕设计了如图所示的电路。
实验次数
/V
/V
/V
1
2.6
1.8
4.4
2
2.4
2.0
4.4
3
1.6
2.8
4.4
(1)实验中应选择规格___________(选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)由图可知,此时电压表测量灯泡___________两端的电压;
(3)小硕测出AB、BC、AC间的电压记录在上表中,他依据实验数据可以得出的结论是:串联电路两端的电压___________串联电路中各部分电路两端的电压之和;(选填“等于”或“不等于”)
(4)实验需要多次测量的目的是:___________(填字母即可)。
A.减小实验误差 B.寻找普遍规律
基础通关
一、单选题
1.如图所示,在探究串联电路的电流规律时,小明用电流表分别测出a、b、c三处的电流为、、。下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
2.在如图所示的电路中,开关S断开时电流表A的示数为1.2A;开关S闭合时电流表A的示数为1.6A,则此时通过电阻的电流为( )
A.1.6A B.1.2A C.2.8A D.0.4A
3.如图所示,电源电压为4.5V保持不变。闭合开关后,电流表的示数为0.4A,电压表的示数为3V,则两端的电压和通过的电流分别是( )
A.1.5V、0.8A B.3V、0.4A C.1.5V、0.4A D.4.5V、0.2A
4.如图所示的电路中,闭合开关后,电压表的示数为2.5V,下列说法正确的是( )
A.的示数等于2.5V B.的示数大于2.5V
C.V的示数小于2.5V D.V的示数大于2.5V
5.在如图所示的电路中,开关S闭合后,下列各种情况不正确的是( )
A.电路中甲表和乙表不可以同时是电流表
B.如果电路是并联电路,则丙表的示数大于乙表的示数
C.如果甲、乙、丙是电压表,当闭合后
D.如果甲是电压表,乙、丙是电流表,断开,则会形成并联电路
二、填空题
6.我们在使用干电池时,如果想得到较高的电压,我们应把干电池_____联起来使用,如一人需要6V的电压,他应把_____节干电池_____联起来。
7.如图所示的电路中,闭合开关后,如果的示数为0.5 A,的示数为0.9 A,则通过的电流是________A,通过的电流是________A。
8.如图所示,电源电压为9V,S闭合后电压表示数为6V,则两端电压为______V,灯和的电流之比是______。
9.如图所示,电源电压为6V,闭合开关后,电流表A的示数为0.5A,电流表A1的示数为0.28A,则通过小灯泡L1的电流为_________A,通过小灯泡L2的电流为_________A,电压表V的示数为_________V。
10.在如图所示的电路中,闭合开关S后,小灯泡L1、L2都正常发光,电流表A1的示数为0.8A,电流表A2的示数为0.3A,则通过小灯泡L1的电流是___________A。
三、计算题
11.如图所示电路,闭合开关,两电流表示数分别是0.8A和0.5A,则:
(1)小灯泡的电流多大?
(2)小灯泡的电流多大?
12.如图所示的电路中,电源电压由两节新干电池提供。开关闭合后,两灯泡都发光,电压表的示数为2.4V,则:
(1)电源电压为多少?
(2)灯泡L2两端的电压为多少?
(3)灯泡L1两端的电压为多少?
素养提升
一、计算题
1.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当只闭合开关时,电流表的示数是,问:(要求先画等效电路再解答)
(1)此时通过灯泡的电流是多少安?
(2)当开关、、都闭合时,灯泡中的电流是,电流表的示数是,此时通过灯泡和的电流各是多少安?
2.如图甲所示的电路中,是两只相同的电压表。当闭合开关S后,灯泡和都发光,这时两只电压表的指针偏转角度相同,均如图乙所示。
(1)求灯泡和两端的电压;
(2)若将灯泡和改接为如图丙所示的电路,闭合开关S后,灯泡和都正常发光,此时电流表的示数为1.5A,电流表的示数为1.2A,求此时通过灯泡的电流。
3.奋进小组的同学在做“探究串联电路电压特点”的实验时连接了如图(a)所示电路。 和 是两只相同的电压表。当闭合开关后,灯泡 和 都发光,这时两只电压表的指针偏转角度相同,指针位置均为如图 (b)所示,请你计算:
(1)灯泡 和 两端的电压。
(2)若将灯泡 和 改接为如图(c)所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关后灯泡 和 都发光,此时 电流表的示数为1.5A,电流表 的示数为1.2A,则通过灯泡 的电流和 两端的电压。
(3)在如图(c)所示的电路中,若灯泡 的灯丝突然断了,则电流表 的示数分别是多少?
二、实验题
4.小明同学所在的兴趣小组正在探究串并联电路中电流、电压的特点。
(1)在探究串联电路的电压特点时,他们连接了如图甲所示的电路。若闭合开关,发现电压表V1指针指向零刻度线左侧,原因是______。当正确连接电路后,闭合开关,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电源电压为______,两端的电压为 ______;
(2)在探究并联电路中电流的规律时,小明同学利用电流表测出A、B、C三处的电流,数据如下表所示。在刚做完第一次实验时,他发现通过两个灯泡的电流相等,得出“并联电路中,各支路的电流相等”的结论。他得出结论的过程______(选填“合理”“不合理”),理由是:______,根据实验所得的三组数据,可以得出结论:______。
实验次数
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.3
0.3
0.6
2
0.2
0.3
0.5
3
0.1
0.3
0.4
5.兴趣小组在“探究串联电路电压的规律”实验中设计了如图甲所示的电路。
(1)连接电路前,他们发现电压表指针如图丙所示,接下来他们要进行的操作是______。
(2)图乙是他们按照图甲电路图连接好的部分实物电路,请利用笔画线代替导线帮助他们完成电路连接。
(3)按照图甲连接好电路,闭合开关后,他们发现两灯都不亮,若电路中只有一处出现故障,且只发生在某灯泡上,则故障可能是______或______。通过观察电压表的示数可以确定故障,请写出故障及对应的电压表示数情况______。
(4)排除故障后,闭合开关,测得AB两点间电压如图丁所示,电压表示数为______V,他们在实验过程中进行了讨论交流,有同学提出利用原来的电路图,电压表所接的B点不动,只将A点改接到C点上,便可测出两端的电压,这个方法______选填“可行”或“不可行”,原因是______。
(5)下表是他们某次实验测量的数据,分析实验数据得出两个实验结论:
3
①串联电路中,各部分电路两端电压相等。
②串联电路,电源两端电压等于各部分电路两端电压之和。
实验结束后,他们经分析,指出结论①是错误的,造成结论错误的原因是______。
6.某小组同学探究并联电路电流特点。
(1)该小组同学连接电路后,两灯泡都亮,由于连线较乱,一时无法确定电路是串联还是并联,以下两种简单判断方法是否可行?在表中空格填写“可行”或“不可行”;
方法
操作
现象
结论
方法是否可行
方法2
把其中一灯泡从灯座取下
另一灯熄灭
两灯一定是串联
______
方法1
把任意一根导线断开
两灯熄灭
两灯一定是串联
______
(2)小组同学根据如图连接电路,闭合开关时,发现电流表指针反向偏转,原因是______;
(3)改正问题后,用电流表在电键的闭合、断开时测出了各处的电流,并将实验数据记录在表格中。
实验序号
电键闭合情况
灯泡亮暗情况
电流表示数安
1
只闭合电键S1
只有灯L1亮
0.2
2
只闭合电键S2
只有灯L2亮
0.3
3
同时闭合电键S1、S2
灯L1、L2都亮
0.5
分析比较表中的实验数据,可得出结论:并联电路中,干路中的电流______(选填“大于”、“等于”或“小于”)L1支路电流与L2支路电流之和;
(4)小吴同学比较表中的实验数据,思考后得出结论:并联电路中,干路电流总大于任何一条支路电流;你认为根据以上实验数据得出此结论是______(选填“合理”或“不合理”)的。理由是______。
迁移创新
一、综合题
1.如图所示的电路中,电源恒定不变。只闭合开关时,灯和都发光,通过灯的电流为;只闭合开关和时,灯和都发光,电流表和电流表示数分别为、。试求:
(1)只闭合开关时,通过灯的电流是多大?
(2)只闭合开关和时,通过灯的电流是多大?
(3)若电路中所有器件均完好,只闭合开关和时,灯和是否发光?如不发光,请简要说明理由。
2.某同学利用自购的电学实验箱在家做电学家庭实验。他连接了三个实验电路。
(1)在图1的实验电路中,电源电压保持4.5V不变。闭合开关S,电灯和是______联的。电压表测量的是______两端的电压,电压表示数为2V,则两端的电压为______V。
(2)在图2所示的实验电路中,闭合开关和,则电灯______(选填“有”或“没有”)电流通过,原因是______。在图3电路中,闭合开关,电压表V的示数为U,电压表示数为,电压表示数为,则______(选填“““”或“”),已知U为3V,则为______V。
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