13.4 串联、并联电路中电流的特点(讲义)物理新教材沪粤版九年级上册
2026-09-11
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精品
摘要:
本讲义聚焦串联电路电流处处相等、并联电路干路电流等于各支路电流之和的核心知识点,构建从提出问题、猜想,到设计实验(器材选择、电路图绘制)、规范操作(电流表使用、多次测量),再到分析论证得出结论的完整探究支架。
该资料以科学探究为核心,通过换用不同规格灯泡等多次实验设计培养科学探究能力,数据对比分析强化科学思维,易错提醒与操作技巧渗透科学态度。课中辅助实验教学提升效率,课后分层练习帮助学生巩固应用,查漏补缺。
内容正文:
第十三章
简单电路
第4节 串联、并联电路中电流的特点
课标要点
会正确使用电流表测量串联电路和并联电路中的电流。
通过实验探究,知道串联电路中电流处处相等。
通过实验探究,知道并联电路中干路电流等于各支路电流之和。
能运用串、并联电路电流的特点进行简单的计算和分析。
学习重难点
重点:串联电路和并联电路电流规律的实验探究过程及结论;电流表的规范使用。
难点:实验方案的设计(特别是多次测量的必要性);并联电路电流关系的理解与应用;电路故障的分析。
知识点 探究串联电路中电流的特点(重点)
1.提出问题与猜想
在串联电路中,电流从电源正极流出,经过用电器回到负极。猜想:串联电路中各处的电流可能 ___相等___ (填“相等”或“不相等”)。
2.设计实验
器材:电源、开关、两个不同规格的小灯泡( )、电流表、导线若干。
电路图:将 、 、开关、电源串联,分别在 A点、 B点、 C点接入电流表。
3.进行实验
按电路图连接实物,注意开关断开,电流表量程选择合适(通常先试触大量程)。
闭合开关,分别读出A、B、C三点的电流值 、 、 ,填入表格。
关键步骤:换用不同规格的小灯泡,再次测量A、B、C三点的电流。这样做是为了 ___寻找普遍规律,避免偶然性_____ 。
4.分析与论证
比较三次实验中 、 、 的大小关系。
结论:串联电路中电流 ____处处相等____ 。
公式:
易错提醒
不要误认为靠近电源正极的地方电流大,经过用电器后电流减小。
教材延伸
如果实验中测得的数据不完全相等(例如 ),这属于正常的实验误差,只要在误差允许范围内,仍可得出“电流处处相等”的结论。
随学随练
1.如图甲所示是小明探究串联电路电流规律的实验电路图。
(1)连接电路时,开关应该____________。
(2)小明在连接好电路后,闭合开关前,发现电流表指针如图乙所示,其原因是____________。
(3)重新连接后,小明再闭合开关,电流表如图丙所示,其示数为____________A。
(4)小明用电流表分别测量了、、三处的电流,发现这三处的电流都相等。为了得出正确的结论,他下一步应该做的是____________________。
(5)若某次实验中,小明闭合开关后,发现发光、不发光,原因可能是____________________。
(6)小明连接好另一电路,闭合开关后两灯都亮。他随意拆下一根导线,发现两灯都熄灭,据此他认为此电路是串联电路。小明的结论____________(选填“可靠”或“不可靠”),理由是____________________________________________。
【答案】(1)断开
(2)电流表使用前没有调零
(3)0.2
(4)换用不同规格的小灯泡进行多次实验
(5)发生了短路
(6) 不可靠 如果在并联电路的干路上拆下一根导线,两灯也都会熄灭
【详解】(1)为了保护电路安全,连接电路时,开关应该断开。
(2)在闭合开关前,电流表指针偏向零刻度线左侧,说明电流表使用前没有调零。
(3)观察图丙,电流表选用的是 0~0.6A 量程,分度值为 0.02A,指针指向 0.2A 刻度处,其示数为0.2 A。
(4)只测量一次得出的结论具有偶然性。为了得出普遍正确的结论,他下一步应该做的是:换用不同规格的小灯泡进行多次实验。
(5)在串联电路中发光说明电路是通路,不发光,原因可能是:发生了短路。
(6)小明的结论不可靠。
理由:如果在并联电路的干路上拆下一根导线,两灯也都会熄灭。因此不能仅凭拆下一根导线两灯全灭就断定是串联电路。
2.如图所示,将开关S闭合,灯和灯均发光,且比亮。关于通过A、B、C三个位置的电流、、的大小关系,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由图可知,两灯串联;串联电路中电流处处相等,故,故ABC错误,D正确。
故选D。
知识点 探究并联电路中电流的特点(重点)
1.提出问题与猜想
并联电路有干路和支路之分。猜想:干路电流与各支路电流可能 ____不相等____ 。
2.设计实验
器材:电源、开关、两个不同规格的小灯泡( )、电流表、导线若干。
电路图:将 、 并联。电流表分别接在干路(A点)、 支路(B点)、 支路(C点)。
3.进行实验
连接电路,检查无误后闭合开关。
分别测出A、B、C三处的电流 、 、 。
更换不同规格的灯泡,重复实验。
4.分析与论证
分析数据发现: 总是等于 。
结论:并联电路中,干路电流等于 ___各支路电流之和_____ 。
公式:
特别提醒
易错提醒:在并联电路中,各支路电流不一定相等。只有当两支路的电阻(灯泡规格)完全相同时,支路电流才相等。一般情况下, 。
操作技巧:测量并联电路电流时,若电流表指针偏转角度过小,应换用小量程以提高读数精确度;若超过满偏,必须立即断开开关,换用大量程。
随学随练
3.小明和小华探究并联电路中电流的关系,他们设计的电路如图甲所示:
(1)在连接电路的过程中,开关应该____________;
(2)闭合开关前,小明发现电流表的指针向着没有刻度的一侧偏转,如图乙所示,接下来他应该___________;
(3)请在图丙上只改动一根导线,符合、并联,电流表测干路电流,测灯的电流,开关控制所有用电器;(要求:在需要改动的导线上画“×”,用笔将改动后的导线画出,导线不许交叉)
(4)他们改正错误后把电流表分别接入到电路中的、、处,测出电流如下表:通过分析,得出的结论是在并联电路中,____________;
实验次数
处的电流
处的电流
处的电流
1
0.10
0.12
0.22
2
0.22
0.24
0.46
3
0.26
0.30
0.56
【答案】(1)断开
(2)将电流表调零
(3)
(4)干路电流等于各支路电流之和
【详解】(1)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)闭合开关前,电流表的指针向着没有刻度的一侧偏转,即左偏,说明电流表未调零,因此接下来他应该将电流表调零。
(3)要求、并联,电流表测干路电流,测灯的电流,开关控制所有用电器,即开关在干路上,因此电流从电源的正极流出经过开关S分线,一条分给灯泡L1,另一条分给灯泡L2,将灯泡L2左接线柱与电流表的“3”接线柱相连的导线改接到开关S的右接线柱上,据此作图。
(4)由表格数据可得,,
因此可得结论为:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
4.如图甲所示电路,闭合开关S,电流表、的示数如图乙、图丙所示,则下述正确的是( )
A.和串联 B.电流表的示数是
C.通过小灯泡的电流是 D.通过小灯泡的电流是
【答案】C
【详解】A.由图甲可知,电流路径有两条,和并联,故A错误;
B.电流表测干路电流,测支路电流,干路电流大于支路电流。图乙中指针偏转角度小于图丙中指针偏转角度,故选用0~3A量程,示数,故B错误;
CD.选用0~0.6A量程,示数。由并联电路电流规律可知,通过的电流,故C正确,D错误。
故选C。
题型 实验中的常见问题与分析
1.电流表问题
现象:指针反向偏转 原因:正负接线柱 接反了 。
现象:指针偏转角度太小 原因:量程选 大 了。
现象:指针迅速打满甚至损坏 原因:量程选 小 了或短路。
2.灯泡亮度问题
串联电路中,灯泡规格不同亮度不同,但电流处处 相等 。
并联电路中,灯泡规格不同,电流 不 相等。
活学活用
1.某同学用一只有0~0.6A和0~3A两个量程的电流表研究图甲中通过a点、b点和c点的电流大小关系。
(1)当把电流表接入a点时,闭合开关,发现电流表指针反向偏转,其出现故障的原因是:__________________________________;排除方法__________________________________;
(2)故障排除后,电流表在a点、c点时指针的位置如图乙所示,电流表接在b点时指针的位置如图丙所示,请将电流表的读数填入下表中:
测量处
a
b
c
电流/A
_____
_____
_____
(3)通过本实验,你得出的结论是:__________________________________。
【答案】(1) 电流表正负接线柱接反了 对调电流表正负接线柱
(2) 0.4 0.4 0.4
(3)串联电路中,电流处处相等
【详解】(1)电流表接线时要求电流必须从正接线柱流入、负接线柱流出,若接反,指针会向零刻度线的反向偏转,只需对调两根导线的接线位置即可排除故障。
(2)如图乙,电流表接的是0~0.6A量程,分度值0.02A,读数为0.4A,所以a、c点电流分别为0.4A、0.4A。
如图丙,电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,读数为0.4A,所以b点的电流为0.4A。
(3)在串联电路中,三处测量电流数值相等,可得到串联电路的电流特点:串联电路中,电流处处相等。
2.某班级在探究“并联电路电流规律”的实验中,设计的电路如图甲所示:
(1)实验中在连接电流表时,由于不知道通过小灯泡的电流大小,应采取的操作方式是:____________;
(2)甲组同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是____________;
(3)乙组同学按照图甲的电路图刚刚连接完实际电路的最后一根导线,就发现两个灯泡立刻发光,导致这一现象发生的原因是____________;
(4)丙组同学连接好电路,闭合开关S后,发现灯L1不亮,L2正常发光。此电路的故障可能是____________;排除故障后完成测量并记录了下表的数据:
实验次数
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.10
0.12
0.22
2
0.22
0.24
0.46
3
0.26
0.30
0.56
通过对上表数据的分析,可以得出的结论是__________________________________________;
(5)甲组同学根据他们所测数据,得出结论∶并联电路中各支路的电流相等,干路电流等于支路电流的2倍。你认为他得出的结论可靠吗?_____________。在实验中怎样避免出现以上的错误:_________________________。
【答案】(1)先选用大量程快速试触,根据指针偏转情况选择合适量程
(2)电流表正负接线柱接反
(3)连接电路时开关未断开
(4) 断路 并联电路中干路电流等于各支路电流之和()
(5) 不可靠 换用不同规格的灯泡进行多次实验
【详解】(1)当未知电路电流大小时,为了避免电流超过电流表量程损坏电表,需要先接电流表的大量程试触:如果指针偏转角度小,再换用小量程提升测量精度。
(2)图乙中电流表指针反向偏转,指向0刻度左侧,是电流从电流表负接线柱流入、正接线柱流出,也就是正负接线柱接反导致的。
(3)正常连接电路时要求开关保持断开状态,刚接完最后一根导线灯泡就发光,说明连接过程中开关始终是闭合的。
(4)并联电路两条支路互不影响,正常发光说明干路和支路都完好,不亮只能是自身所在支路发生断路,如果短路会造成电源短路,也无法工作。
分析表格三组数据,每组都满足,可得出并联电路干路电流等于各支路电流之和的规律。
(5)甲组得出“各支路电流相等”的错误结论,是因为实验时选用了两个规格完全相同的特殊灯泡,实验样本太单一,结论不具备普遍性,因此不可靠;
只有换用不同规格的灯泡多次重复实验,才能避免偶然性,得到普遍适用的并联电路电流规律。
题型 实验评估与改进
在物理实验中,单次实验数据往往具有偶然性。为了得出普遍规律,必须进行多次实验。
方法1:更换 不同规格 的用电器(灯泡)。
方法2:改变 电源电压 。
目的:寻找普遍规律,避免偶然性。
活学活用
3.小明和小聪一起探究“并联电路中电流的规律”,实验电路如图甲所示:
实验序号
B处电流/A
C处电流/A
A处电流/A
1
0.10
0.10
0.20
2
0.12
0.12
0.24
3
0.16
0.16
0.32
(1)小明连接好电路后,闭合开关试触时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因可能是电流表________;
(2)小明根据表格数据初步得出以下实验结论:
①________________________________;
②通过各支路的电流大小相等。
(3)小聪认为第二个结论有偶然性,接下来的实验操作应该是:________。
【答案】(1)正负接线柱接反了
(2)并联电路干路电流等于各支路电流之和
(3)换用不同规格的小灯泡,多次进行实验,收集多组数据得出普遍规律
【详解】(1)图乙中电流表指针反向偏转,指向0刻度线左侧,原因是电流表的正负接线柱接反,电流从负接线柱流入、正接线柱流出,导致指针反向偏转。
(2)结合甲图的电路位置,A点在干路,B、C点分别在两条支路上,分析表格数据,可得出并联电路干路电流等于各支路电流之和的结论。
(3)原实验中得出“各支路电流相等”是因为选用了规格相同的灯泡,结论具有特殊性;为了排除偶然性,得到普遍规律,需要换用不同规格的用电器,重复多次实验验证结论。
4.在探究并联电路电流规律的实验中,如图甲是实验的电路图。
A点电流IA
B点电流IB
C点电流IC
0.16A
0.16A
0.32A
(1)电流表应____________(选填“串联”或“并联”)在被测电路中。若要测量干路电流,则电流表应接在甲图中的___________点。
(2)小明同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是________________________;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为____________A。
(3)表格的数据是小亮同学在实验中用两盏规格____________(填“相同”或“不同”)的灯泡得出的,这样的实验结果是欠妥的。除此之外小亮实验中还存在的问题:____________。
【答案】(1) 串联 C
(2) 电流表的正负接线柱接反了 0.24
(3) 相同 实验次数过少,存在偶然性
【详解】(1)电流表的使用规则是必须串联在被测电路中;
由甲图可知,C点在干路,故若测量干路电流,需要将电流表接在甲图中的C点。
(2)在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙,即指针反向偏转,这是因为电流表的正负接线柱接反了。
图丙中电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,指针在0.2A后2小格处,故示数为0.24A。
(3)从实验数据可知两支路电流,
说明两盏灯泡的规格相同;
只进行了一次实验,仅得到一组实验数据,得出的实验结论具有偶然性,不具备普遍代表性。
基础通关
1.两只小灯泡L1和L2连接在同一电路中,根据以下哪个特点可以确认两灯是并联的( )
A.开关闭合两灯同时亮
B.开关断开两灯同时灭
C.通过两灯的电流相等
D.通过两灯的电流不相等
【答案】D
【详解】AB. 串联电路开关可控制所有用电器,并联电路干路开关也可控制所有用电器,两灯同时亮、同时灭无法确认是哪种连接方式,故AB错误;
C. 串联电路电流处处相等,若两盏规格相同的灯并联,由可知通过两灯的电流也相等,无法确认是串联还是并联,故C错误;
D. 串联电路电流一定处处相等,若通过两灯的电流不相等,说明两灯一定不是串联,只可能为并联,故D正确。
故选D。
2.如图所示的串联电路,闭合开关后( )
A.通过a点的电流大于b点的电流 B.通过b点的电流大于c点的电流
C.通过a点的电流大于c点的电流 D.通过a、b、c三点的电流相等
【答案】D
【详解】在串联电路中,各处的电流大小都相等。 图里的两个灯泡串联,因此通过三点的电流大小相等。
故选D。
3.如图所示电路,闭合开关后,比较A、B、C、D四处电流的大小,其中正确的是( )
A.IA=IC B.IB>IC C.IB>IA D.ID>IB
【答案】D
【详解】A点和D点都在干路上,是并联电路的总电流,B点、C点位于支路,根据并联电路电流规律可得
两灯并联,两灯两端的电压相等,但由于灯泡的阻值不知,所以不能判断通过灯泡的电流大小,故ABC错误,D正确。
故选D。
4.如图所示,闭合开关,两灯泡均发光,两块完全相同的电流表指针偏转角度相同,如图所示。通过灯泡和的电流分别为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由电路图可知,灯泡和并联;电流表测量通过的支路电流,电流表测量干路总电流。并联电路中干路电流等于各支路电流之和,因此的示数一定大于的示数,干路的选用大量程,分度值,读数为;选用小量程,分度值,读数为,即通过的电流;根据并联电路电流规律可得,通过的电流
故选A。
5.两只灯泡连接在电路中,用电流表测得它们的电流相等,由此可以判断这两只灯泡的连接( )
A.一定是串联 B.一定是并联
C.可能是串联也可能是并联 D.以上说法都不对
【答案】C
【详解】当两只灯泡串联时,通过这两只灯泡的电流相等;当两只灯泡并联时,如果它们的规格相同,通过这两只灯泡的电流也会相等。因此这两只灯泡可能是串联,也可能是并联。
故选C。
6.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。
7.如图,用同种导体材料制成长度相等横截面积不同的圆柱体a和b。把a和b串联接入电路中,通过a、b的电流分别为和,则________(选填:“”“”“”)
【答案】
【详解】a和b被串联接入电路,根据串联电路的基本规律可知,串联电路中各处的电流都相等,因此通过两个圆柱体的电流满足。
8.如图甲电路,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读数是0.6A,则通过灯L1的电流为______A,干路电流为______A。
【答案】
0.9
1.5
【详解】由图甲可知,与并联,电流表测干路电流,电流表测支路的电流。因并联电路中干路电流大于任一支路电流,且示数为0.6A,故选用量程。由图乙可知,干路电流为,通过灯的电流为
9.如图甲所示电路,电流表A1与A2指针指的位置都如图乙所示,则电流表A1的读数是________;灯L1电流大小是________;灯L2电流大小是________。
【答案】
2.2A
0.44A
1.76A
【详解】与并联,测干路电流,测支路电流。
因并联电路干路电流大于支路电流,故A1选用0~3A量程,A2选用0~0.6A量程
由图乙得,电流表的读数为2.2A,灯电流大小是0.44A。
由并联电路电流规律得灯L₂的电流为
10.如图所示是小明探究“并联电路中的电流规律”实验,只闭合开关S1,如果电流表A2的示数为0.5A,则电流表A1的示数为_____A,再闭合开关S2,电流表A1的示数将_____(选填“变小”、“不变”或“变大”)
【答案】 0.5 变大
【详解】[1]只闭合开关S1时,电路为L1的简单电路,电流表A1和A2都测量通过L1的电流。串联电路中各处电流相等,故电流表A1的示数等于A2的示数,为0.5A。
[2]再闭合开关S2,L2接入电路,两灯并联。干路电流等于各支路电流之和,支路数量增加,总电流变大,所以电流表A1的示数将变大。
11.小明在探究并联电路电流规律的实验,如图甲是实验的电路图。
(1)实验中,应选两个规格______(选填“相同”或“不相同”)的小灯泡。
(2)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,小明忘了______。
(3)在测量A、C处的电流时,电流表的指针均如图乙所示,则B处的电流表示数为______A。
(4)实验结束后,小明又利用器材连接了如图丙所示的电路,当开关S由断开到闭合时,电流表的示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)不相同
(2)断开开关
(3)1.04
(4)变大
【详解】(1)为了避免实验结论的偶然性,得到普遍适用的并联电路电流规律,需要选用规格不相同的小灯泡进行多次实验。
(2)在连接电路的全过程中,为了防止接线过程中电路意外导通、烧坏电表或其他电路元件,要求开关必须始终处于断开状态,刚接完最后一根导线,电流表指针就发生偏转,说明电路在接线完成瞬间就形成了通路,由此可知连接电路时忘记断开开关。
(3)A点属于并联电路的其中一条支路,支路电流的数值相对更小,因此测量A点电流时电流表选用0~0.6A量程,对应图乙的指针位置,该量程分度值为0.02A,读数为0.26A;C点位于并联电路的干路,干路电流大于任意一条支路的电流,因此测量C点电流时电流表选用0~3A量程,该量程分度值为0.1A,读数为1.3A,根据并联电路的电流规律,B处的电流表示数
(4)观察丙图电路,开关S断开时,电路中只有灯泡接入通路,电流表此时测量的是通过的电流;当开关S闭合之后,灯泡和形成并联结构,电流表测量干路的总电流,根据并联电路电流规律,干路电流大于通过的电流,电流表的示数会变大。
12.某同学用一支0-0.6A和0~3A两个量程的电流表研究图甲中通过a点、b点和c点的电流大小关系。
(1)当把电流表接入a点时,闭合开关,发现电流表指针反向偏转,其出现故障的原因是:______;排除方法______。
(2)故障排除后,电流表在a点、c点时指针的位置如图乙所示,电流表接在b点时指针的位置如图丙所示,请将电流表的读数填入下表中:
测量处
a
b
c
电流/A
______
______
______
(3)通过本实验,你得出的结论是:______。
【答案】(1) 电流表正负接线柱接反了 把两接线柱的导线对调位置
(2) 0.4 0.4 0.4
(3)串联电路中电流处处相等
【详解】(1)电流表的使用规则要求电流从正接线柱流入、负接线柱流出,若接反,指针就会反向偏转,只需对调两根接线即可排除故障。
(2)乙图接的是0~0.6A量程,分度值0.02A,读数为0.4A,对应a点、c点的电流;丙图选用的是0~3A量程,该量程分度值0.1A,读数为0.4A,对应b点电流。
(3)三次测量的电流数值相等,得出的结论是:串联电路中电流处处相等。
素养提升
13.如图所示电路,闭合开关,小灯泡均能发光,均有示数。下列分析正确的是( )
A.只闭合时,测通过的电流
B.先闭合,再闭合,的示数不变
C.、都闭合时,若短路,依然能够发光
D.都闭合时,若断路,则两电流表均有示数且示数相等
【答案】D
【详解】A.只闭合时,断开,所在支路断路,无示数,测通过的电流,故A错误;
B.先闭合,电路为的简单电路,示数
再闭合,、并联,测干路电流
因并联电路各支路互不影响,不变,且,所以
则示数变大,故B错误;
C.、都闭合时,、并联,若短路,则电源短路,也被短路无电流通过,不能发光,故C错误;
D.都闭合时,并联,测通过的电流,测干路电流,若断路,电路为的简单电路,、均测通过的电流,所以两电流表均有示数且示数相等,故D正确。
故选D。
14.如图所示,电流表、、的示数分别为、、,下列判断正确的是( )
A.开关和断开、闭合时,灯和并联
B.开关和断开、闭合时,
C.开关和闭合、断开时,灯和并联
D.开关和闭合、断开时,
【答案】C
【详解】AB.开关和断开、闭合时,灯和串联,三个电流表都测量电路的电流,串联电路电流处处相等,即,故AB错误;
CD.开关和闭合、断开时,电流分别经过支路(测该支路电流)和支路(测该支路电流),两灯并联,测干路电流,由并联电路电流规律可知,故C正确,D错误。
故选C。
15.如图甲所示电路,电流表指针的偏转均如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.灯、并联
B.通过电流表的电流为
C.通过灯的电流为
D.若灯的灯丝烧断,则电流表的示数为零,的示数不变
【答案】D
【详解】A.由电路图可知,电流从电源正极出发,分成两条支路,一条支路是L2,另一条支路是电流表A1和灯泡L1,最后汇合后通过电流表A2后流回负极,因此两灯并联,故 A 正确;
BC.并联电路干路电流等于各支路电流之和,且两电流表指针偏转相同,说明测量干路电流的电流表A2使用大量程,分度值为0.1A,示数为;测量L1支路电流的电流表A1使用小量程 ,分度值为0.02A,示数为,由并联电路电流特点可知,通过灯 L2 的电流 ,故 BC 正确;
D.并联电路各支路独立工作,若L1灯丝烧断,A1所在支路断开,A1示数变为零;但此时电路变为只有L2的简单电路,干路的A2原本测L1、L2的总电流,现在只测L2的电流,示数变小,故 D 错误。
本题选错误的, 故选 D。
16.如图所示的电路中,闭合开关,两灯泡均发光,且两个完全相同的电流表指针偏转角度相同,则通过灯泡、的电流___________。
【答案】
【详解】由电路图可知,与并联,电流表A2测支路电流,电流表A1测干路电流。因并联电路干路电流等于各支路电流之和,故干路电流大于支路电流。两完全相同的电流表指针偏转角度相同,说明干路电流表用大量程、支路电流表用小量程,大量程读数是小量程的5倍,即干路电流。由并联电路电流规律,得
故。
17.如图所示,闭合开关后,A1、A2、A3三个电流表的示数分别是0.6A,0.3A,0.2A,则通过L1、L2的电流I1=________A,I2= ________A。
【答案】 0.3 0.1
【详解】由图可知,L1、L2、L3并联,电流表A1测干路总电流,电流表A2测L2和L3的总电流,电流表A3测L3的电流,则通过L1的电流为
通过L2的电流为
18.小乐想探究“并联电路中电流的关系”,如图甲A、B、C为电流表的接入位置。
(1)连接好电路,小乐试触时电流表的指针偏转情况如图乙所示,你认为原因可能是____________;
(2)接好电路后,闭合开关发现两灯都亮,但由于连线较乱,一时无法确定两灯是串联还是并联,小乐灵机一动,随意拆下一根导线,发现两灯都熄灭,因此他认定两灯是串联的,小乐的判断是______(选填“正确”或“错误”)的;
(3)如图丙是小乐连接的并联电路的局部图,某次实验中,测量完通过L₂的电流之后,小乐想测量干路电流,若只改动a、b、c、d四根导线中的一根即可完成连接,改接的导线是______;
(4)若某次实验中,小乐闭合开关后,发现发光、不发光,原因可能是______(填字母)。
A.短路 B.的灯丝断了
C.开关没有闭合 D.短路
(5)小乐测得图甲电路中的A、B、C三处的电流分别是:,便得出了并联电路干路电流等于各支路电流之和的结论。同学小党认为不妥,还应该进行的操作是:______;
(6)得到正确结论后,应用到丁图中,图中已标明了电流的方向,若b、c、d中的电流大小分别为0.2A、0.3A、0.6A,则a中的电流大小为______。
A.1.1A B.0.1A C.0.5A D.0.7A
【答案】(1)电流表正负接线柱接反了
(2)错误
(3)b
(4)B
(5)换不同规格的灯泡,重复实验
(6)B
【详解】(1)图乙中电流表指针反向偏转,指向0刻度线左侧,是电流从电流表负接线柱流入、正接线柱流出,也就是正负接线柱接反导致的。
(2)如果两灯是并联,拆下干路上的导线,整个电路也会断开,两灯同样都会熄灭,所以仅通过这个现象不能判定两灯是串联,小乐的判断错误。
(3)当前电流表测的电流,要测干路电流需要让电流表同时接入两个支路的总电流:将导线b原来接电流表正接线柱的一端改接到电流表的负接线柱,就能让两个支路的电流都经过电流表,实现测量干路电流的目的,所以仅改动导线b即可完成要求。
(4)A.该电路为并联电路,若短路会造成电源短路,也不会发光,故A不符合题意;
B.灯丝断了,所在支路断路,但并联电路各支路互不影响,所在支路正常,因此发光、不发光,故B符合题意;
C.开关没闭合整个电路断路,两灯都不亮,故C不符合题意;
D.短路会导致电源短路,也不发光,故D不符合题意。
故选B。
(5)仅通过一次实验得到的结论具有偶然性,不具备普遍说服力,需要更换不同规格的灯泡多次测量,验证结论的普适性。
(6)根据电流方向判断,d的电流0.6A是干路电流,b、c的电流0.2A、0.3A是两条支路的流入电流,根据并联电路干路电流等于支路电流之和,a的电流为,故选B。
迁移创新
19.(多选)如图是电路图中的一部分,若通过导线cd电流为0.2 A,则导线ab的电流大小可能为( )
A.0.66 A B.0.26 A C.0.46 A D.0.2 A
【答案】AB
【详解】由图可知,电流表选用量程,分度值为,电流表示数为;导线、与电流表负接线柱连接在一起,相当于并联电路的节点,遵循并联电路电流规律。
A.若导线为干路,电流表与导线为支路,则,故A符合题意;
B.若电流表所在支路为干路,导线、为支路,则,故B符合题意;
CD.若导线为干路,则,即,因电流大小非负,此情况不成立;且计算结果不包含和,故CD不符合题意。
故选AB。
20.如图所示,当开关S闭合后,电流表的示数为2A,电流表的示数为1A,交换某两个灯泡后,再次闭合开关,电流表、的示数均不变,则电流表的示数为__________A。
【答案】2.5
【详解】由电路分析可知,L1、L2、L3并联,A3测L1和L2的总电流,A2测L2和L3的总电流,A1测干路总电流。
由并联电路电流规律得:电流表的示数为 ①
电流表的示数为 ②
因交换某两个灯泡后两电流表示数均不变,故通过被交换的两灯泡的电流相等;若交换L1、L3,需,代入得,不符合题意,排除;若交换L2、L3,需,解得,,不符合电路正常工作,排除;故交换的是L1、L2,即,代入①②两式解得,通过灯泡L1的电流
通过灯泡L3的电流
电流表A1的示数为
21.将灯泡和接入如图所示电路,闭合开关。下列说法不正确的是( )
A.灯泡先亮,灯泡后亮
B.通过灯泡的电流方向是由A向B
C.用一根导线直接接在B、C两个接线柱上,灯泡不发光
D.若灯泡开路,灯泡也不会发光
【答案】A
【详解】A.串联电路中,电流同时通过所有用电器,因此闭合开关后,电流同时通过灯泡、,则两灯会同时亮起,故A错误,符合题意;
B.电路中电流方向从电源正极出发,经开关、、,最终流回电源负极,因此通过灯泡的电流方向是由A向B,故B正确,不符合题意;
C.用一根导线直接接在B、C两个接线柱上,灯泡被短路,电流直接从导线流过,不经过,因此不发光,故C正确,不符合题意;
D.、串联,串联电路中各用电器相互影响,若灯泡开路,整个电路会形成断路,电流无法流通,因此灯泡也不会发光,故D正确,不符合题意。
故选A。
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第十三章
简单电路
第4节 串联、并联电路中电流的特点
课标要点
会正确使用电流表测量串联电路和并联电路中的电流。
通过实验探究,知道串联电路中电流处处相等。
通过实验探究,知道并联电路中干路电流等于各支路电流之和。
能运用串、并联电路电流的特点进行简单的计算和分析。
学习重难点
重点:串联电路和并联电路电流规律的实验探究过程及结论;电流表的规范使用。
难点:实验方案的设计(特别是多次测量的必要性);并联电路电流关系的理解与应用;电路故障的分析。
知识点 探究串联电路中电流的特点(重点)
1.提出问题与猜想
在串联电路中,电流从电源正极流出,经过用电器回到负极。猜想:串联电路中各处的电流可能 (填“相等”或“不相等”)。
2.设计实验
器材:电源、开关、两个不同规格的小灯泡( )、电流表、导线若干。
电路图:将 、 、开关、电源串联,分别在 A点、 B点、 C点接入电流表。
3.进行实验
按电路图连接实物,注意开关断开,电流表量程选择合适(通常先试触大量程)。
闭合开关,分别读出A、B、C三点的电流值 、 、 ,填入表格。
关键步骤:换用不同规格的小灯泡,再次测量A、B、C三点的电流。这样做是为了 。
4.分析与论证
比较三次实验中 、 、 的大小关系。
结论:串联电路中电流 。
公式:
易错提醒
不要误认为靠近电源正极的地方电流大,经过用电器后电流减小。
教材延伸
如果实验中测得的数据不完全相等(例如 ),这属于正常的实验误差,只要在误差允许范围内,仍可得出“电流处处相等”的结论。
随学随练
1.如图甲所示是小明探究串联电路电流规律的实验电路图。
(1)连接电路时,开关应该____________。
(2)小明在连接好电路后,闭合开关前,发现电流表指针如图乙所示,其原因是____________。
(3)重新连接后,小明再闭合开关,电流表如图丙所示,其示数为____________A。
(4)小明用电流表分别测量了、、三处的电流,发现这三处的电流都相等。为了得出正确的结论,他下一步应该做的是____________________。
(5)若某次实验中,小明闭合开关后,发现发光、不发光,原因可能是____________________。
(6)小明连接好另一电路,闭合开关后两灯都亮。他随意拆下一根导线,发现两灯都熄灭,据此他认为此电路是串联电路。小明的结论____________(选填“可靠”或“不可靠”),理由是____________________________________________。
【答案】(1)断开
(2)电流表使用前没有调零
(3)0.2
(4)换用不同规格的小灯泡进行多次实验
(5)发生了短路
(6) 不可靠 如果在并联电路的干路上拆下一根导线,两灯也都会熄灭
【详解】(1)为了保护电路安全,连接电路时,开关应该断开。
(2)在闭合开关前,电流表指针偏向零刻度线左侧,说明电流表使用前没有调零。
(3)观察图丙,电流表选用的是 0~0.6A 量程,分度值为 0.02A,指针指向 0.2A 刻度处,其示数为0.2 A。
(4)只测量一次得出的结论具有偶然性。为了得出普遍正确的结论,他下一步应该做的是:换用不同规格的小灯泡进行多次实验。
(5)在串联电路中发光说明电路是通路,不发光,原因可能是:发生了短路。
(6)小明的结论不可靠。
理由:如果在并联电路的干路上拆下一根导线,两灯也都会熄灭。因此不能仅凭拆下一根导线两灯全灭就断定是串联电路。
2.如图所示,将开关S闭合,灯和灯均发光,且比亮。关于通过A、B、C三个位置的电流、、的大小关系,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由图可知,两灯串联;串联电路中电流处处相等,故,故ABC错误,D正确。
故选D。
知识点 探究并联电路中电流的特点(重点)
1.提出问题与猜想
并联电路有干路和支路之分。猜想:干路电流与各支路电流可能 。
2.设计实验
器材:电源、开关、两个不同规格的小灯泡( )、电流表、导线若干。
电路图:将 、 并联。电流表分别接在干路(A点)、 支路(B点)、 支路(C点)。
3.进行实验
连接电路,检查无误后闭合开关。
分别测出A、B、C三处的电流 、 、 。
更换不同规格的灯泡,重复实验。
4.分析与论证
分析数据发现: 总是等于 。
结论:并联电路中,干路电流等于 。
公式:
特别提醒
易错提醒:在并联电路中,各支路电流不一定相等。只有当两支路的电阻(灯泡规格)完全相同时,支路电流才相等。一般情况下, 。
操作技巧:测量并联电路电流时,若电流表指针偏转角度过小,应换用小量程以提高读数精确度;若超过满偏,必须立即断开开关,换用大量程。
随学随练
3.小明和小华探究并联电路中电流的关系,他们设计的电路如图甲所示:
(1)在连接电路的过程中,开关应该____________;
(2)闭合开关前,小明发现电流表的指针向着没有刻度的一侧偏转,如图乙所示,接下来他应该___________;
(3)请在图丙上只改动一根导线,符合、并联,电流表测干路电流,测灯的电流,开关控制所有用电器;(要求:在需要改动的导线上画“×”,用笔将改动后的导线画出,导线不许交叉)
(4)他们改正错误后把电流表分别接入到电路中的、、处,测出电流如下表:通过分析,得出的结论是在并联电路中,____________;
实验次数
处的电流
处的电流
处的电流
1
0.10
0.12
0.22
2
0.22
0.24
0.46
3
0.26
0.30
0.56
【答案】(1)断开
(2)将电流表调零
(3)
(4)干路电流等于各支路电流之和
【详解】(1)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)闭合开关前,电流表的指针向着没有刻度的一侧偏转,即左偏,说明电流表未调零,因此接下来他应该将电流表调零。
(3)要求、并联,电流表测干路电流,测灯的电流,开关控制所有用电器,即开关在干路上,因此电流从电源的正极流出经过开关S分线,一条分给灯泡L1,另一条分给灯泡L2,将灯泡L2左接线柱与电流表的“3”接线柱相连的导线改接到开关S的右接线柱上,据此作图。
(4)由表格数据可得,,
因此可得结论为:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
4.如图甲所示电路,闭合开关S,电流表、的示数如图乙、图丙所示,则下述正确的是( )
A.和串联 B.电流表的示数是
C.通过小灯泡的电流是 D.通过小灯泡的电流是
【答案】C
【详解】A.由图甲可知,电流路径有两条,和并联,故A错误;
B.电流表测干路电流,测支路电流,干路电流大于支路电流。图乙中指针偏转角度小于图丙中指针偏转角度,故选用0~3A量程,示数,故B错误;
CD.选用0~0.6A量程,示数。由并联电路电流规律可知,通过的电流,故C正确,D错误。
故选C。
题型 实验中的常见问题与分析
1.电流表问题
现象:指针反向偏转 原因:正负接线柱 。
现象:指针偏转角度太小 原因:量程选 了。
现象:指针迅速打满甚至损坏 原因:量程选 了或短路。
2.灯泡亮度问题
串联电路中,灯泡规格不同亮度不同,但电流处处 。
并联电路中,灯泡规格不同,电流 相等。
活学活用
1.某同学用一只有0~0.6A和0~3A两个量程的电流表研究图甲中通过a点、b点和c点的电流大小关系。
(1)当把电流表接入a点时,闭合开关,发现电流表指针反向偏转,其出现故障的原因是:__________________________________;排除方法__________________________________;
(2)故障排除后,电流表在a点、c点时指针的位置如图乙所示,电流表接在b点时指针的位置如图丙所示,请将电流表的读数填入下表中:
测量处
a
b
c
电流/A
_____
_____
_____
(3)通过本实验,你得出的结论是:__________________________________。
【答案】(1) 电流表正负接线柱接反了 对调电流表正负接线柱
(2) 0.4 0.4 0.4
(3)串联电路中,电流处处相等
【详解】(1)电流表接线时要求电流必须从正接线柱流入、负接线柱流出,若接反,指针会向零刻度线的反向偏转,只需对调两根导线的接线位置即可排除故障。
(2)如图乙,电流表接的是0~0.6A量程,分度值0.02A,读数为0.4A,所以a、c点电流分别为0.4A、0.4A。
如图丙,电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,读数为0.4A,所以b点的电流为0.4A。
(3)在串联电路中,三处测量电流数值相等,可得到串联电路的电流特点:串联电路中,电流处处相等。
2.某班级在探究“并联电路电流规律”的实验中,设计的电路如图甲所示:
(1)实验中在连接电流表时,由于不知道通过小灯泡的电流大小,应采取的操作方式是:____________;
(2)甲组同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是____________;
(3)乙组同学按照图甲的电路图刚刚连接完实际电路的最后一根导线,就发现两个灯泡立刻发光,导致这一现象发生的原因是____________;
(4)丙组同学连接好电路,闭合开关S后,发现灯L1不亮,L2正常发光。此电路的故障可能是____________;排除故障后完成测量并记录了下表的数据:
实验次数
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.10
0.12
0.22
2
0.22
0.24
0.46
3
0.26
0.30
0.56
通过对上表数据的分析,可以得出的结论是__________________________________________;
(5)甲组同学根据他们所测数据,得出结论∶并联电路中各支路的电流相等,干路电流等于支路电流的2倍。你认为他得出的结论可靠吗?_____________。在实验中怎样避免出现以上的错误:_________________________。
【答案】(1)先选用大量程快速试触,根据指针偏转情况选择合适量程
(2)电流表正负接线柱接反
(3)连接电路时开关未断开
(4) 断路 并联电路中干路电流等于各支路电流之和()
(5) 不可靠 换用不同规格的灯泡进行多次实验
【详解】(1)当未知电路电流大小时,为了避免电流超过电流表量程损坏电表,需要先接电流表的大量程试触:如果指针偏转角度小,再换用小量程提升测量精度。
(2)图乙中电流表指针反向偏转,指向0刻度左侧,是电流从电流表负接线柱流入、正接线柱流出,也就是正负接线柱接反导致的。
(3)正常连接电路时要求开关保持断开状态,刚接完最后一根导线灯泡就发光,说明连接过程中开关始终是闭合的。
(4)并联电路两条支路互不影响,正常发光说明干路和支路都完好,不亮只能是自身所在支路发生断路,如果短路会造成电源短路,也无法工作。
分析表格三组数据,每组都满足,可得出并联电路干路电流等于各支路电流之和的规律。
(5)甲组得出“各支路电流相等”的错误结论,是因为实验时选用了两个规格完全相同的特殊灯泡,实验样本太单一,结论不具备普遍性,因此不可靠;
只有换用不同规格的灯泡多次重复实验,才能避免偶然性,得到普遍适用的并联电路电流规律。
题型 实验评估与改进
在物理实验中,单次实验数据往往具有偶然性。为了得出普遍规律,必须进行多次实验。
方法1:更换 的用电器(灯泡)。
方法2:改变 。
目的:寻找普遍规律,避免偶然性。
活学活用
3.小明和小聪一起探究“并联电路中电流的规律”,实验电路如图甲所示:
实验序号
B处电流/A
C处电流/A
A处电流/A
1
0.10
0.10
0.20
2
0.12
0.12
0.24
3
0.16
0.16
0.32
(1)小明连接好电路后,闭合开关试触时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因可能是电流表________;
(2)小明根据表格数据初步得出以下实验结论:
①________________________________;
②通过各支路的电流大小相等。
(3)小聪认为第二个结论有偶然性,接下来的实验操作应该是:________。
【答案】(1)正负接线柱接反了
(2)并联电路干路电流等于各支路电流之和
(3)换用不同规格的小灯泡,多次进行实验,收集多组数据得出普遍规律
【详解】(1)图乙中电流表指针反向偏转,指向0刻度线左侧,原因是电流表的正负接线柱接反,电流从负接线柱流入、正接线柱流出,导致指针反向偏转。
(2)结合甲图的电路位置,A点在干路,B、C点分别在两条支路上,分析表格数据,可得出并联电路干路电流等于各支路电流之和的结论。
(3)原实验中得出“各支路电流相等”是因为选用了规格相同的灯泡,结论具有特殊性;为了排除偶然性,得到普遍规律,需要换用不同规格的用电器,重复多次实验验证结论。
4.在探究并联电路电流规律的实验中,如图甲是实验的电路图。
A点电流IA
B点电流IB
C点电流IC
0.16A
0.16A
0.32A
(1)电流表应____________(选填“串联”或“并联”)在被测电路中。若要测量干路电流,则电流表应接在甲图中的___________点。
(2)小明同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是________________________;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为____________A。
(3)表格的数据是小亮同学在实验中用两盏规格____________(填“相同”或“不同”)的灯泡得出的,这样的实验结果是欠妥的。除此之外小亮实验中还存在的问题:____________。
【答案】(1) 串联 C
(2) 电流表的正负接线柱接反了 0.24
(3) 相同 实验次数过少,存在偶然性
【详解】(1)电流表的使用规则是必须串联在被测电路中;
由甲图可知,C点在干路,故若测量干路电流,需要将电流表接在甲图中的C点。
(2)在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙,即指针反向偏转,这是因为电流表的正负接线柱接反了。
图丙中电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,指针在0.2A后2小格处,故示数为0.24A。
(3)从实验数据可知两支路电流,
说明两盏灯泡的规格相同;
只进行了一次实验,仅得到一组实验数据,得出的实验结论具有偶然性,不具备普遍代表性。
基础通关
1.两只小灯泡L1和L2连接在同一电路中,根据以下哪个特点可以确认两灯是并联的( )
A.开关闭合两灯同时亮
B.开关断开两灯同时灭
C.通过两灯的电流相等
D.通过两灯的电流不相等
【答案】D
【详解】AB. 串联电路开关可控制所有用电器,并联电路干路开关也可控制所有用电器,两灯同时亮、同时灭无法确认是哪种连接方式,故AB错误;
C. 串联电路电流处处相等,若两盏规格相同的灯并联,由可知通过两灯的电流也相等,无法确认是串联还是并联,故C错误;
D. 串联电路电流一定处处相等,若通过两灯的电流不相等,说明两灯一定不是串联,只可能为并联,故D正确。
故选D。
2.如图所示的串联电路,闭合开关后( )
A.通过a点的电流大于b点的电流 B.通过b点的电流大于c点的电流
C.通过a点的电流大于c点的电流 D.通过a、b、c三点的电流相等
【答案】D
【详解】在串联电路中,各处的电流大小都相等。 图里的两个灯泡串联,因此通过三点的电流大小相等。
故选D。
3.如图所示电路,闭合开关后,比较A、B、C、D四处电流的大小,其中正确的是( )
A.IA=IC B.IB>IC C.IB>IA D.ID>IB
【答案】D
【详解】A点和D点都在干路上,是并联电路的总电流,B点、C点位于支路,根据并联电路电流规律可得
两灯并联,两灯两端的电压相等,但由于灯泡的阻值不知,所以不能判断通过灯泡的电流大小,故ABC错误,D正确。
故选D。
4.如图所示,闭合开关,两灯泡均发光,两块完全相同的电流表指针偏转角度相同,如图所示。通过灯泡和的电流分别为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由电路图可知,灯泡和并联;电流表测量通过的支路电流,电流表测量干路总电流。并联电路中干路电流等于各支路电流之和,因此的示数一定大于的示数,干路的选用大量程,分度值,读数为;选用小量程,分度值,读数为,即通过的电流;根据并联电路电流规律可得,通过的电流
故选A。
5.两只灯泡连接在电路中,用电流表测得它们的电流相等,由此可以判断这两只灯泡的连接( )
A.一定是串联 B.一定是并联
C.可能是串联也可能是并联 D.以上说法都不对
【答案】C
【详解】当两只灯泡串联时,通过这两只灯泡的电流相等;当两只灯泡并联时,如果它们的规格相同,通过这两只灯泡的电流也会相等。因此这两只灯泡可能是串联,也可能是并联。
故选C。
6.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。
7.如图,用同种导体材料制成长度相等横截面积不同的圆柱体a和b。把a和b串联接入电路中,通过a、b的电流分别为和,则________(选填:“”“”“”)
【答案】
【详解】a和b被串联接入电路,根据串联电路的基本规律可知,串联电路中各处的电流都相等,因此通过两个圆柱体的电流满足。
8.如图甲电路,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读数是0.6A,则通过灯L1的电流为______A,干路电流为______A。
【答案】
0.9
1.5
【详解】由图甲可知,与并联,电流表测干路电流,电流表测支路的电流。因并联电路中干路电流大于任一支路电流,且示数为0.6A,故选用量程。由图乙可知,干路电流为,通过灯的电流为
9.如图甲所示电路,电流表A1与A2指针指的位置都如图乙所示,则电流表A1的读数是________;灯L1电流大小是________;灯L2电流大小是________。
【答案】
2.2A
0.44A
1.76A
【详解】与并联,测干路电流,测支路电流。
因并联电路干路电流大于支路电流,故A1选用0~3A量程,A2选用0~0.6A量程
由图乙得,电流表的读数为2.2A,灯电流大小是0.44A。
由并联电路电流规律得灯L₂的电流为
10.如图所示是小明探究“并联电路中的电流规律”实验,只闭合开关S1,如果电流表A2的示数为0.5A,则电流表A1的示数为_____A,再闭合开关S2,电流表A1的示数将_____(选填“变小”、“不变”或“变大”)
【答案】 0.5 变大
【详解】[1]只闭合开关S1时,电路为L1的简单电路,电流表A1和A2都测量通过L1的电流。串联电路中各处电流相等,故电流表A1的示数等于A2的示数,为0.5A。
[2]再闭合开关S2,L2接入电路,两灯并联。干路电流等于各支路电流之和,支路数量增加,总电流变大,所以电流表A1的示数将变大。
11.小明在探究并联电路电流规律的实验,如图甲是实验的电路图。
(1)实验中,应选两个规格______(选填“相同”或“不相同”)的小灯泡。
(2)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,小明忘了______。
(3)在测量A、C处的电流时,电流表的指针均如图乙所示,则B处的电流表示数为______A。
(4)实验结束后,小明又利用器材连接了如图丙所示的电路,当开关S由断开到闭合时,电流表的示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)不相同
(2)断开开关
(3)1.04
(4)变大
【详解】(1)为了避免实验结论的偶然性,得到普遍适用的并联电路电流规律,需要选用规格不相同的小灯泡进行多次实验。
(2)在连接电路的全过程中,为了防止接线过程中电路意外导通、烧坏电表或其他电路元件,要求开关必须始终处于断开状态,刚接完最后一根导线,电流表指针就发生偏转,说明电路在接线完成瞬间就形成了通路,由此可知连接电路时忘记断开开关。
(3)A点属于并联电路的其中一条支路,支路电流的数值相对更小,因此测量A点电流时电流表选用0~0.6A量程,对应图乙的指针位置,该量程分度值为0.02A,读数为0.26A;C点位于并联电路的干路,干路电流大于任意一条支路的电流,因此测量C点电流时电流表选用0~3A量程,该量程分度值为0.1A,读数为1.3A,根据并联电路的电流规律,B处的电流表示数
(4)观察丙图电路,开关S断开时,电路中只有灯泡接入通路,电流表此时测量的是通过的电流;当开关S闭合之后,灯泡和形成并联结构,电流表测量干路的总电流,根据并联电路电流规律,干路电流大于通过的电流,电流表的示数会变大。
12.某同学用一支0-0.6A和0~3A两个量程的电流表研究图甲中通过a点、b点和c点的电流大小关系。
(1)当把电流表接入a点时,闭合开关,发现电流表指针反向偏转,其出现故障的原因是:______;排除方法______。
(2)故障排除后,电流表在a点、c点时指针的位置如图乙所示,电流表接在b点时指针的位置如图丙所示,请将电流表的读数填入下表中:
测量处
a
b
c
电流/A
______
______
______
(3)通过本实验,你得出的结论是:______。
【答案】(1) 电流表正负接线柱接反了 把两接线柱的导线对调位置
(2) 0.4 0.4 0.4
(3)串联电路中电流处处相等
【详解】(1)电流表的使用规则要求电流从正接线柱流入、负接线柱流出,若接反,指针就会反向偏转,只需对调两根接线即可排除故障。
(2)乙图接的是0~0.6A量程,分度值0.02A,读数为0.4A,对应a点、c点的电流;丙图选用的是0~3A量程,该量程分度值0.1A,读数为0.4A,对应b点电流。
(3)三次测量的电流数值相等,得出的结论是:串联电路中电流处处相等。
素养提升
13.如图所示电路,闭合开关,小灯泡均能发光,均有示数。下列分析正确的是( )
A.只闭合时,测通过的电流
B.先闭合,再闭合,的示数不变
C.、都闭合时,若短路,依然能够发光
D.都闭合时,若断路,则两电流表均有示数且示数相等
【答案】D
【详解】A.只闭合时,断开,所在支路断路,无示数,测通过的电流,故A错误;
B.先闭合,电路为的简单电路,示数
再闭合,、并联,测干路电流
因并联电路各支路互不影响,不变,且,所以
则示数变大,故B错误;
C.、都闭合时,、并联,若短路,则电源短路,也被短路无电流通过,不能发光,故C错误;
D.都闭合时,并联,测通过的电流,测干路电流,若断路,电路为的简单电路,、均测通过的电流,所以两电流表均有示数且示数相等,故D正确。
故选D。
14.如图所示,电流表、、的示数分别为、、,下列判断正确的是( )
A.开关和断开、闭合时,灯和并联
B.开关和断开、闭合时,
C.开关和闭合、断开时,灯和并联
D.开关和闭合、断开时,
【答案】C
【详解】AB.开关和断开、闭合时,灯和串联,三个电流表都测量电路的电流,串联电路电流处处相等,即,故AB错误;
CD.开关和闭合、断开时,电流分别经过支路(测该支路电流)和支路(测该支路电流),两灯并联,测干路电流,由并联电路电流规律可知,故C正确,D错误。
故选C。
15.如图甲所示电路,电流表指针的偏转均如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.灯、并联
B.通过电流表的电流为
C.通过灯的电流为
D.若灯的灯丝烧断,则电流表的示数为零,的示数不变
【答案】D
【详解】A.由电路图可知,电流从电源正极出发,分成两条支路,一条支路是L2,另一条支路是电流表A1和灯泡L1,最后汇合后通过电流表A2后流回负极,因此两灯并联,故 A 正确;
BC.并联电路干路电流等于各支路电流之和,且两电流表指针偏转相同,说明测量干路电流的电流表A2使用大量程,分度值为0.1A,示数为;测量L1支路电流的电流表A1使用小量程 ,分度值为0.02A,示数为,由并联电路电流特点可知,通过灯 L2 的电流 ,故 BC 正确;
D.并联电路各支路独立工作,若L1灯丝烧断,A1所在支路断开,A1示数变为零;但此时电路变为只有L2的简单电路,干路的A2原本测L1、L2的总电流,现在只测L2的电流,示数变小,故 D 错误。
本题选错误的, 故选 D。
16.如图所示的电路中,闭合开关,两灯泡均发光,且两个完全相同的电流表指针偏转角度相同,则通过灯泡、的电流___________。
【答案】
【详解】由电路图可知,与并联,电流表A2测支路电流,电流表A1测干路电流。因并联电路干路电流等于各支路电流之和,故干路电流大于支路电流。两完全相同的电流表指针偏转角度相同,说明干路电流表用大量程、支路电流表用小量程,大量程读数是小量程的5倍,即干路电流。由并联电路电流规律,得
故。
17.如图所示,闭合开关后,A1、A2、A3三个电流表的示数分别是0.6A,0.3A,0.2A,则通过L1、L2的电流I1=________A,I2= ________A。
【答案】 0.3 0.1
【详解】由图可知,L1、L2、L3并联,电流表A1测干路总电流,电流表A2测L2和L3的总电流,电流表A3测L3的电流,则通过L1的电流为
通过L2的电流为
18.小乐想探究“并联电路中电流的关系”,如图甲A、B、C为电流表的接入位置。
(1)连接好电路,小乐试触时电流表的指针偏转情况如图乙所示,你认为原因可能是____________;
(2)接好电路后,闭合开关发现两灯都亮,但由于连线较乱,一时无法确定两灯是串联还是并联,小乐灵机一动,随意拆下一根导线,发现两灯都熄灭,因此他认定两灯是串联的,小乐的判断是______(选填“正确”或“错误”)的;
(3)如图丙是小乐连接的并联电路的局部图,某次实验中,测量完通过L₂的电流之后,小乐想测量干路电流,若只改动a、b、c、d四根导线中的一根即可完成连接,改接的导线是______;
(4)若某次实验中,小乐闭合开关后,发现发光、不发光,原因可能是______(填字母)。
A.短路 B.的灯丝断了
C.开关没有闭合 D.短路
(5)小乐测得图甲电路中的A、B、C三处的电流分别是:,便得出了并联电路干路电流等于各支路电流之和的结论。同学小党认为不妥,还应该进行的操作是:______;
(6)得到正确结论后,应用到丁图中,图中已标明了电流的方向,若b、c、d中的电流大小分别为0.2A、0.3A、0.6A,则a中的电流大小为______。
A.1.1A B.0.1A C.0.5A D.0.7A
【答案】(1)电流表正负接线柱接反了
(2)错误
(3)b
(4)B
(5)换不同规格的灯泡,重复实验
(6)B
【详解】(1)图乙中电流表指针反向偏转,指向0刻度线左侧,是电流从电流表负接线柱流入、正接线柱流出,也就是正负接线柱接反导致的。
(2)如果两灯是并联,拆下干路上的导线,整个电路也会断开,两灯同样都会熄灭,所以仅通过这个现象不能判定两灯是串联,小乐的判断错误。
(3)当前电流表测的电流,要测干路电流需要让电流表同时接入两个支路的总电流:将导线b原来接电流表正接线柱的一端改接到电流表的负接线柱,就能让两个支路的电流都经过电流表,实现测量干路电流的目的,所以仅改动导线b即可完成要求。
(4)A.该电路为并联电路,若短路会造成电源短路,也不会发光,故A不符合题意;
B.灯丝断了,所在支路断路,但并联电路各支路互不影响,所在支路正常,因此发光、不发光,故B符合题意;
C.开关没闭合整个电路断路,两灯都不亮,故C不符合题意;
D.短路会导致电源短路,也不发光,故D不符合题意。
故选B。
(5)仅通过一次实验得到的结论具有偶然性,不具备普遍说服力,需要更换不同规格的灯泡多次测量,验证结论的普适性。
(6)根据电流方向判断,d的电流0.6A是干路电流,b、c的电流0.2A、0.3A是两条支路的流入电流,根据并联电路干路电流等于支路电流之和,a的电流为,故选B。
迁移创新
19.(多选)如图是电路图中的一部分,若通过导线cd电流为0.2 A,则导线ab的电流大小可能为( )
A.0.66 A B.0.26 A C.0.46 A D.0.2 A
【答案】AB
【详解】由图可知,电流表选用量程,分度值为,电流表示数为;导线、与电流表负接线柱连接在一起,相当于并联电路的节点,遵循并联电路电流规律。
A.若导线为干路,电流表与导线为支路,则,故A符合题意;
B.若电流表所在支路为干路,导线、为支路,则,故B符合题意;
CD.若导线为干路,则,即,因电流大小非负,此情况不成立;且计算结果不包含和,故CD不符合题意。
故选AB。
20.如图所示,当开关S闭合后,电流表的示数为2A,电流表的示数为1A,交换某两个灯泡后,再次闭合开关,电流表、的示数均不变,则电流表的示数为__________A。
【答案】2.5
【详解】由电路分析可知,L1、L2、L3并联,A3测L1和L2的总电流,A2测L2和L3的总电流,A1测干路总电流。
由并联电路电流规律得:电流表的示数为 ①
电流表的示数为 ②
因交换某两个灯泡后两电流表示数均不变,故通过被交换的两灯泡的电流相等;若交换L1、L3,需,代入得,不符合题意,排除;若交换L2、L3,需,解得,,不符合电路正常工作,排除;故交换的是L1、L2,即,代入①②两式解得,通过灯泡L1的电流
通过灯泡L3的电流
电流表A1的示数为
21.将灯泡和接入如图所示电路,闭合开关。下列说法不正确的是( )
A.灯泡先亮,灯泡后亮
B.通过灯泡的电流方向是由A向B
C.用一根导线直接接在B、C两个接线柱上,灯泡不发光
D.若灯泡开路,灯泡也不会发光
【答案】A
【详解】A.串联电路中,电流同时通过所有用电器,因此闭合开关后,电流同时通过灯泡、,则两灯会同时亮起,故A错误,符合题意;
B.电路中电流方向从电源正极出发,经开关、、,最终流回电源负极,因此通过灯泡的电流方向是由A向B,故B正确,不符合题意;
C.用一根导线直接接在B、C两个接线柱上,灯泡被短路,电流直接从导线流过,不经过,因此不发光,故C正确,不符合题意;
D.、串联,串联电路中各用电器相互影响,若灯泡开路,整个电路会形成断路,电流无法流通,因此灯泡也不会发光,故D正确,不符合题意。
故选A。
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