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八上科学4.2电流的测量
一.知识归纳
1.电流的测量
A.电流强度
(1)定义:单位时间内通过导线某一截面的电荷的多少。
(2)单位及换算关系
电流强度(简称电流)用字母I表示。它的单位是安培,简称安,符号为A。常用电流的单位还有毫安(mA)和微安(uA)。
1安(A)=103毫安(mA),1毫安(mA)=103微安(uA)。
B.电流的测量
(1)认识电流表
①作用:测量电路中电流的大小。
②量程:常用的电流表有三个接线柱,两个量程(0~0.6A,0~3A)。
(2)电流表的使用规则
①电流表必须和被测用电器串联。如果把电流表和被测用电器并联,用电器会被短路,导致无法测出通过用电器的电流。
②电流表必须从电流表的“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。如果电流表正、负接线柱接反了,则电流表的指针反向偏转,容易损坏电流表,如碰弯指针等。
③被测电流不能超过电流表的量程。如果被测电流超过电流表的量程,则指针偏转的角度过大,指针会被打弯,还可能烧坏电表。
④绝对不能把电流表直接接到电源的两极上。因为在电路分析时可将电流表看成一根导线,若把电流表直接连接到电源的两极上,会烧坏电流表,还可能损坏电源。
(3)电流表的读数
①明确所选电流表的量程。例如,0~0.6A或0~3A,即表针指到最右端时电流是0.6A还是3A。
②确定电流表的分度值,即表盘上的一个小格代表电流的大小。例如,选用电流表的量程是0~3A,表盘上从0到最右端共有30个小格,那么每一小格就代表0.1A,即分度值为0.1A;如果选用的量程是0~0.6A,那么每一小格就代表0.02A,即分度值为0.02A,即大量程是小量程的5倍。
③接通电路后,观察电流表指针总共向右偏过了多少个小格,这样就能确定电路中的电流。
2.串并联电路电流、电压特点
1. 电压表与电流表的比较
异同 电表 电流表 电压表
不同点 用途 测量电流 测量电压
连入电路方式 与待测电路串联 与待测电路并联
量程 一般有0~0.6A、0~3A两个量程。 一般有0~3V、0~15V两个量程
与电源相接 绝对不允许不经过用电器直接连到电源两极上。 能够直接并联在电源两极上。
相同点 使用前都需要调零。
都需要选择量程。
电流都是从正接线柱流入,从负接线柱流出。
读数时要认清分度值,且视线与刻度盘面垂直。
2. 串、并联电路的电流特点
(1)串联电路中各处电流都相等。表达式:I=I1=I2=…=In。
(2)并联电路中干路电流等于各支路电流之和。表达式:I=I1+I2+…+In。
3. 串、并联电路的电压特点
(1)串联电路电压特点
串联电路两端的总电压等于各串联导体两端的电压之和。表达式:U=U1+U2+…+Un。
(2)并联电路电压特点
并联电路中,干路两端和各支路两端电压都相等。表达式:U=U1=U2=…=Un。
二.课堂练习
题型1.电流表的使用及读数问题
例1.如图1是小文所在的项目化小组制作的磁悬浮地球仪,图2是其内部结构图,地球仪内部顶端是一块磁铁,支撑装置顶部内有电磁铁,通电之后将地球仪放在适当位置即可悬浮。请回答下面小题:
小文将电表接入电路,通电后,电表的指针位置如图3所示。其示数为( )
A.0.26A B.1.30V C.1.30A D.6.50V
【分析】先确定电流表还是电压表,根据电流表选用的量程确定分度值读数。
【解答】解:如图3所示,电表上有字母A,为电流表,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.26A。
故选:A。
例2.下列电路中,实物图连接正确,且电流表能正确测量出通过灯L2电流的电路是( )
A. B.
C. D.
【分析】电流表应串联接入电路中,电流从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出;电流表与谁串联,测量的就是谁的电流。据此分析判断。
【解答】解:A、电路图灯泡L1短路,电路连接不正确,故A错误;
B、电流表串联在干路中,测量的是总电流,无法测量通过L2的电流,故B错误;
C、两灯并联,电流表串联在L2支路上,正负接线柱的接法也正确,测量通过L2的电流,故C正确;
D、两灯并联,电流表串联在L1支路上,正负接线柱的接法也正确,测量通过L1的电流,故D错误。
故选:C。
例3.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。下列说法最合理的是( )
A.A1的偏转角度比A2小,可能是电路未接通之前,有个电流表的指针不在零刻度
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,可能是两个电流表的量程不同
【分析】串联电路中各处电流相等,之所以两电流表指针偏转的程度不同,是因为其选择的量程不同,据此分析。
【解答】解:图甲可知,灯泡L1与L2以及电流表A1、A2串联在电路中,根据串联电路的电流规律,串联电路中各处电流相等,A1的偏转角度比A2小,原因是两电流表选择的量程不同,A1选择0~3A量程,示数为0.3A,A2选择0~0.6A量程,示数也是0.3A,说明两电流表示数是相同的,只有选项D符合题意。
故选:D。
例4.如图甲所示,是用电流表测量电流的实物连接图,请按要求回答:
(1)请画出与图甲相对应的电路图。
(2)使用时应将电流表与被测用电器 串 联在电路中,且使电流从电流表的正接线柱流入。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,他忘了 断开开关 。
(3)如图甲中电流表测量的是通过灯 L1 (填“L1”或“L2”)的电流,如果电流表的读数如图乙所示,则电流表测出的电流是 0.5 A。
(4)如果要用电流表测通过L1和L2的总电流,且只允许移动一根导线,应将导线 b (填“a”、“b”或“c”)的右端接在电流表的 ﹣ (填“3”、“0.6”或“﹣”)接线柱上。
【分析】(1)根据实物图画出对应的电路图;
(2)电流表与待测电路串联,电流应从电流表正接线柱流入,从负接线柱流出;
在连接电路时,要断开开关;
(3)从图中可以看出L1与电流表串联后再与L2并联,开关在干路上。从图中看出电流表使用的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,根据指针的位置读数;
(4)用电流表测通过L1和L2的总电流,把电流表接在干路上。
【解答】解:(1)由实物图可知,电流从电源正极出发开始分支,一支经灯泡L2,另一支经电流表A、灯泡L1,然后共同汇合经开关S回负极,如下图:
(2)使用时应将电流表与被测用电器串联在电路中;
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,他忘了断开开关;
(3)由图甲可知,灯L1、L2并联,L1与电流表串联,因此电流表测L1的电流;图乙中电流表使用了0~0.6A的量程,分度值为0.02A,其读数为0.5A;
(4)要用电流表测通过L1、L2的总电流,应把电流表接在干路上,导线b的右端改接在电流表的负接线柱上即可。
故答案为:(1)见解答图;(2)串;断开开关;(3)L1;0.5;(4)b;﹣。
变式训练1.如图所示,电流表的示数是( )
A.1.8A
B.0.36A
C.可能是1.8A,也可能是0.36A
D.可能是1.4A,也可能是0.33A
【分析】电流表的读数:首先确定使用的量程,然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数,根据指针的位置进行读数。
【解答】解:当使用“+”和“0.6”两接线柱时,电流表量程为0~0.6A;刻度盘共分三大格,每一大格又分为10小格,则每一小格表示0.02A;则电流表的示数为:0.2A+8×0.02A=0.36A。
若使用“+”和“3”两接线柱时,电流表量程为0~3A;刻度盘共分三大格,每一大格又分为10小格,则每一小格表示0.1A;则电流表的示数为:1A+8×0.1A=1.8A。
故选:C。
变式训练2.如图(a)所示,当开关闭合时,A1、A2两只电流表的指针分别如图b、c所示
(1)小灯泡L1和L2的连接方式是 并联 。
(2)通过电灯L1中的电流是 1.28A 。
【分析】(1)串联电路电流只有一条路径,电流依次经过各用电器从正极回到电源负极;并联电路电流有多条路径,分别经过各用电器从电源正极回到负极;
(2)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;A1测干路电流,A2测支路电流,两个电流表的数值会不相同,说明两个电流表选择的量程不同,读数要根据量程读数。
【解答】解:(1)由图可知,当开关闭合时,电流有两条路径:正极→电流表A1→L1→负极,正极→电流表A1→电流表A2→L2→负极;所以L1与L2并联;
(2)电流表A1接在干路上,所以电流表A1测的是干路电流;而电流表A2与电灯L2串联,所以电流表A2测的是电灯L2的电流;
由于电流表A1偏转角度小于电流表A2,因此A1选择的量程是0~3A,A2选择的量程是0~0.6A,所以由图(b)可知,A1表的读数为:I=1.8A,A2表的读数为:I2=0.22A,所以电灯L2中的电流是:I2=0.52A;
因为并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以电灯L1中的电流是:IL=I﹣I2=1.8A﹣0.52A=1.28A。
故答案为:(1)并联;(2)1.28A。
变式训练3.小松想利用图甲的元件组成并联电路,让电流表测L2电流(通过L2的电流约为0.5A,通过L1的电流约为0.4A),请你帮他查找一下电路的连接方面有什么错误。
(1)写出电路连接中的其中一处错误是 电流表正、负接线柱接反了 。
(2)正确连接电路后,电流表的示数所图乙所示,则通过L2的电流为 0.52 A。
【分析】(1)根据电流流向法,判断电流表连接是否正确;
(2)根据电流表的所选量程和分度值读出示数。
【解答】解:(1)读图可知,电流表串联在了电路中,但电流表正、负接线柱接反了;
(2)电流表选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,所读数为0.52A。
故答案为:(1)电流表正、负接线柱接反了;(2)0.52。
变式训练4.如图是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 L1 的电流(填“L1”或“L2”);
(2)如果电流表示数如图所示,则测出的电流是 0.36A ;
(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,应将导线 b (填“a”、“b”或“c”)的右端接在电流表的负接线柱上。
【分析】电流表与被测电路串联,分析电路图然后判断电流表测哪部分电路电流,电路如何改接;由图示电流表确定电流表量程与分度值,然后读出其示数。
【解答】解:(1)由电路图可知,电流表与L1灯串联,测灯L1的电流。
(2)由图2所示电流表可知,其量程是0~0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.36A。
(3)如果要用电流表测干路电流,电流表应串联接在干路中,由电路图可知,只需将导线b的右端接在电流表的负接线柱上即可。
故答案为:(1)L1;(2)0.36A;(3)b。
变式训练5.小明用如图1所示的电路测量电流,请回答下列问题:
(1)电流表应选用 0~3 安量程试触。
(2)若闭合开关后,电流表的示数如图2所示,则通过灯L2的电流是 160 毫安。
(3)若闭合开关后,灯均亮,电流表指针不发生偏转,则原因可能是 C (填字母)。
A.电流表内部发生了开路
B.开关处接触不良
C.电流表被短路
D.灯L2处短路
【分析】(1)为了保护电路,应用电流表的大量程进行试触;
(2)分析电路图,找出分、合点,得出电流表所在的支路,确定电流表所测的是哪个灯泡的电流;
确定乙图中电流表的量程和分度值,根据指针位置读出电流表的示数;
(3)电流表无示数,可能原因是电路中开路,无电流;或是电流表被短路,根据灯泡的现象作出判断。
【解答】解:
(1)在连接电路时,电流表要选择合适的量程,选择时选用较大的量程(0~3A)进行试触;
(2)由图甲知,电流表与L2串联,所以测量通过L2的电流;由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.16A=160mA;
(3)电流表的示数为零,灯泡都发光,则不可能是电路断路,且L2有电流流过,是由于电流表短路而造成的。
故答案为:(1)0~3;(2)160;(3)C。
题型2.串并联电路的基础电表读数问题
例1.在如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电流表指针偏转均为图乙所示,则电阻R1和R2中的电流分别为( )
A.1.2A,0.22A B.0.98A,0.22A
C.0.24A,1.2A D.0.96A,0.24A
【分析】由电路图可知,两电阻并联,电流表A1测干路电流,A2测R2支路的电流,根据并联电路的电流特点确定两电流表的量程,并根据分度值读出其大小和求出通过R1的电流。
【解答】解:由电路图可知,两电阻并联,电流表A1测干路电流,A2测R2支路的电流,
∵并联电路干路电流大于各支路电流之和,且两指针的位置相同,
∴A1的量程为0~3A,分度值为0.1A,干路电流I=1.2A,
A2的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,通过R2支路的电流I2=0.24A,
∴通过R1的电流I1=I﹣I2=1.2A﹣0.24A=0.96A。
故选:D。
例2.测部分电路电流时,电流表示数如图所示,若导线ab的电流为0.6A,则下列说法正确的是( )
A.电流表的示数可能为2.3A
B.导线cd的电流可能是1.06A
C.此电流表跟被测电路并联
D.导线cd的电流方向一定是d→c
【分析】电流表应串联在电路中,根据电路结构及并联电路特点分析答题。
【解答】解:A、由图示电流表可知,其量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.46A,故A错误;
BD、如果ab中电流由a→b,则电路图如图所示:
Icd=0.6A+0.46A=1.06A,方向:从d→c;
如果ab中电流由b→a,则电路图如图所示:
Icd=0.6A﹣0.46A=0.14A,方向:从c→d,故B正确,D错误;
C、电流表跟被测用电器串联,故C错误。
故选:B。
例3.小嘉同学用如图所示电路研究电路中电流的规律。闭合开关,电流表A1的示数为0.5A,A2的示数为0.22A。下列分析正确的是( )
A.灯L1和灯L2串联在电路中
B.电流表A2测干路中的电流
C.通过灯L1的电流为0.5A
D.通过灯L2的电流为0.22A
【分析】由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测L1支路的电流,电流表A测干路电流,由此可知L1的电流和干路电流,根据并联电路的电流特点求出通过灯L2的电流;
电路中的电流方向是从电源正极出发经用电器流回负极。
【解答】解:由电路图可知,电流从电源正极流出经过开关、电流表A1,分为两个支路,一支通过L2、A2,另一支通过L1,回到电源负极,所以两灯是并联的,电流表A2测L2支路的电流,电流表A1测干路电流,所以干路电流为0.5A,L2的电流为0.22A;由于并联电路电流规律:I=I1+I2,故通过灯L1的电流:I1=I﹣I2=0.5A﹣0.22A=0.28A。
故选:D。
例4.如图甲所示的电路图中,开关闭合后,两个电流表指针偏转均如图乙所示,则电路中通过灯泡L1和L2的电流分别为( )
A.0.44安、2.2安 B.0.44安、1.76安
C.0.76安、0.44安 D.0.44安、2.64安
【分析】分析电路可知:两灯并联,电流表A测的是干路电流,电流表A1测的是L1所在支路的电流;由于并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和,所以电流表A选用的应该是大量程(0~3A),A1选用的是小量程(0~0.6A);然后根据相应量程下的分度值和指针位置来进行读数。结合并联电路的电流特点即可求出通过各灯的电流大小。
【解答】解:分析电路可知:两灯并联,电流表A测的是干路电流,电流表A1测的是L1所在支路的电流;
已知两个完全相同的电流表指针偏转均如图乙所示,
由于并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和,所以A选择的量程是0~3A,分度值为0.1A,所以电流表A的示数为I总=2.2A,即干路电流为2.2A;
电流表A1选择的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,所以电流表的示数为I1=0.44A,即通过灯L1的电流为0.44A;
那么通过灯L2的电流大小为:I2=I总﹣I1=2.2A﹣0.44A=1.76A。
故选:B。
例5.如图所示,通过L1的电流和通过L2的电流之比是10:3,则A1表和A2表的示数之比为( )
A.3:7 B.13:10 C.3:13 D.13:3
【分析】分析电路图可知,两个灯泡是并联的,电流表A1测的是干路电流,电流表A2测的是灯泡L2的电流,在并联电路中干路中的电流等于各支路电流之和。
【解答】解:由电路分析得,两灯并联,A2测量的为L2中电流,A1测量干路电流;通过L1的电流和通过L2的电流之比是10:3,设L2中电流为3I,则L1中的电流为10I,由并联电路的特点可知干路电流为10I+3I=13I,故A1表和A2表的示数之比为13:3。
故选:D。
变式训练1.如图所示的实验电路,闭合开关S后,电流表A的示数为0.5A,电流表A1的示数为0.3A。则通过小灯泡L1、L2的电流分别是( )
A.0.3A 0.2A B.0.2A 0.3A
C.0.5A 0.3A D.0.5A 0.2A
【分析】由电路图可知,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;由并联电路的特点求出流过小灯泡L2上的电流。
【解答】解: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,
所以流过灯泡L2的电流:I2=IA﹣IA1=0.5A﹣0.3A=0.2A。
故通过灯泡L1的电流是0.3A;通过灯泡L2的电流是0.2A;
故选:A。
变式训练2.如图所示,在探究并联电路中电流的规律时,小雨同学用电流表测出a、b、c三点的电流分别为Ia=0.2A,Ib=0.3A,Ic=0.5A,在表格中记录数据后,下一步应该做的是( )
A.马上整理器材,分析数据,得出结论
B.对换L1和L2的位置,再测出一组电流值
C.换不同规格的小灯泡,再测出几组电流值
D.立即改变电源电压,再测出几组电流值
【分析】物理实验不能只由一次实验得出规律。小明实验中得出的一组数据,具有偶然性,应换用不同规格的小灯泡,多次测量,使实验结论具有普遍性。
【解答】解:一次实验的结果带有一定的偶然性,所以应改变实验条件,即换用不同规格的灯泡使电路中的电流发生变化,再进行几次测量,才能得出可靠的结论。而改变改变电源电压,再测出几组电流值无助于实验结论的得出;故ABD选项不可行,C选项可行。
故选:C。
变式训练3.如图甲所示的实物电路中。当开关S闭合时,两灯泡均发光。且两个完全相同的电流表指针偏转均如图乙所示。说法正确的是( )
A.灯L1、L2串联
B.电流表A2测量通过灯L1的电流
C.电流表A2的示数为1.5A
D.通过灯L1的电流为1.2A
【分析】由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2支路电流;根据分度值读出示数,进一步求出灯L1中的电流。
【解答】解:AB、由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2支路电流,故A、B错误;
CD、根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,
干路电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为1.5V,即干路电流I=1.5A;
L2支路电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,即灯L2中的电流I2=0.3A,
则灯L1中的电流:I1=I﹣I2=1.5A﹣0.3A=1.2A,故C错误,D正确。
故选:D。
变式训练4.如图所示,开关S、S1都闭合时,电灯L1、L2、L3的连接方式是 并联 ,电流表A1和A2的指针偏转角度相同(电流表有两个量程,分别为“0~0.6A”和“0~3A”),此时通过L1、L3的电流之比为1:6,当断开S1时发现A2的示数减小了0.4A,那么两开关都闭合时流过L2的电流是 0.1 A。
【分析】(1)用电器顺次连接的电路叫串联电路,用电器并列连接的电路叫并联电路;
(2)根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和求出通过灯泡的电流,然后根据已知通过L1、L3的电流之比求出L3的电流,根据并联电路的特点和欧姆定律分别求出A1和A2的示数,由于A1和A2的指针偏转角度相同,据此讨论求出L2的电流。
【解答】解:(1)根据电路图可知,开关S、S1都闭合时,电流从电源正极流出,经开关S后分支,一支经过L1、S1,另一支经过电流表A1后分成L1和L2两支,经过L3后直接回到电源负极,经L1、L2支路汇合共同经过电流表A2后回到电源负极;因此电灯L1、L2、L3的连接方式是并联,电流表A1是测量L2和L3的总电流,电流表A2是测量L1和L2的总电流;
(2)将开关S1断开时,电流表A2只测量L2的电流;
因为并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,并且各支路上的用电器工作时互不影响,
所以,根据A2的示数减少了0.4A可知:通过L1的电流I1=0.4A,
已知通过L1、L3的电流之比为1:6,则L3的电流:
I3=6I1=6×0.4A=2.4A;
因为并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,则:
A1示数为IA1=I2+I3=I2+2.4A,
A2示数为IA2=I1+I2=0.4A+I2,
则:A1示数大于A2示数,
由于电流表有两个量程分别为0~0.6A,0~3A,根据分度值可知:
A1和A2的指针偏转角度相同时,IA1=5IA2,
即:I2+2.4A=5(0.4A+I2),
解得:I2=0.1A。
故答案为:并联;0.1。
变式训练5.在如图电路中,三个电阻的阻值相等,安培表A1、A2、A3的读数分别为I1、I2、I3.则I1:I2:I3= 2:2:3 。
【分析】由电路图可知,三电阻并联,电流表A1测R2和R3支路的电流,电流表A2测R1和R2支路的电流,电流表A3测干路电流。三电阻的阻值相等,根据并联电路的电压特点和欧姆定律可知通过三电阻的电流相等,根据并联电路的电流特点求出三电流表的示数之比。
【解答】解:由电路图可知,三电阻并联,电流表A1测R2和R3支路的电流,电流表A2测R1和R2支路的电流,电流表A3测干路电流。
因并联电路中各支路两端的电压相等,且三电阻的阻值相等,
所以,由I=可知,通过三电阻的电流相等,即IR1=IR2=IR3=I,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,三电流表的示数之比:
I1:I2:I3=(IR2+IR3):(IR1+IR2):(IR1+IR2+IR3)=(I+I):(I+I):(I+I+I)=2:2:3。
故答案为:2:2:3。
变式训练6.如图所示,开关S闭合后,发现A1、A2两个电流表的指针恰好偏转到同一位置,若通过L1的电流为1.6安,则电流表A1的示数是 2 安,电流表A2的示数是 0.4 安。
【分析】根据电路图可知,灯L1和L2组成并联电路,电流表A1测干路的电流,电流表A2测通过灯L2的电流;
根据并联电路的电流特点和两个电流表的指针所指位置确定量程,再利用并联电路的电流特点求出通过灯L2的电流,进而确定两个电流表的示数。
【解答】解:电路图可知,灯L1和L2组成并联电路,电流表A1测干路的电流,电流表A2测通过灯L2的电流;
因为并联电路干路电流等于支路电流之和,且两个电流表的指针所指位置相同,所以电流表A1的量程是0~3A,分度值是0.1A;电流表A2的量程是0~0.6A,分度值为0.02A,
A1 A2两只电流表的指针恰好偏转到同一位置,则大量程正好是小量程的5倍,
电流表A2示数,即通过灯L2的电流为I2,
则干路的电流I=I1+I2,即1.6A+I2=5I2;
解得I2=0.4A;
电流表A1的示数,即通过干路的电流:I=5I2=5×0.4A=2A。
故答案为:2;0.4。
变式训练7.如图,对该电路进行分析:
(1)当开关S1、S2都闭合时,三盏灯 并联 (选填“串联”或“并联”),请在图中标出电流表A2的“+”、“﹣”接线柱;
(2)若A1、A2、A3读数依次为0.5A、0.2A、0.6A,则通过灯L1的电流I1为 0.4 A;
(3)先断开S1,电流表A3的示数 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)再断开S2,可能发生的情况是: 电流表A2指针反偏,可能损坏 。
【分析】(1)串联是指用电器依次连接的电路。并联是指用电器并排连接的电路。根据电流表使用规则即可标出A2的“+”、“﹣”接线柱;
(2)由电路图可知,三灯泡并联,电流表A1测L2和L3支路的电流之和,电流表A2测L2支路的电流,电流表A3测L1和L2支路的电流之和,根据并联电路的电流特点进行解答。
(3)先断开S1,电路中只有灯泡L2连入,根据电流表A3的测量的对象即可判断示数变化;
(4)再断开S2,根据电流的流向即可判断可能发生的情况。
【解答】解:(1)当开关S1、S2都闭合时,电流分别流入灯泡,则三灯泡并联;
电流表A2的“+”、“﹣”接线柱如图:
(2)由电路图可知,电流表A1测L2和L3支路的电流之和,电流表A2测L2支路的电流,电流表A3测L1和L2支路的电流之和;
则根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知:
通过灯L1的电流I1=IA3﹣IA2=0.6A﹣0.2A=0.4A;
(3)当开关S1、S2都闭合时,三灯泡并联;电流表A3测L1和L2支路的电流之和;
断开S1,电路中只有灯泡L2连入,电流表A3测L1的电流,所以电流表A3的示数变小;
(4)再断开S2,电路中从电源的正极流出的电流依次经L1、L2、A2和L3,回电源的负极,由于电流表A2的右边是“+”接线柱,左边是“﹣”接线柱,此时电流是从电流表A2的左边接线柱流入,右边接线柱流出,所以,电流表A2指针反偏,可能损坏。
三.课后练习
1.研究并联电路中电流的关系时,所设计的电路如图所示,其中灯L1的电阻大于灯L2的电阻,下列说法正确的是( )
A.连接电路时,应闭合S,断开S1、S2
B.先闭合S、S1,再闭合S2时,观察到灯L1变暗
C.先闭合S、S2,再闭合S1时,电流表A2的示数不变
D.当S、S1、S2全部闭合时,电流表的示数大小为 A3>A1>A2
【分析】(1)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;
(2)先闭合S、S1,再闭合S2时,电路由灯L1的简单电路变为灯L1与灯L2的并联电路,根据并联电路的特点可知灯L1的亮暗变化;
(3)先闭合S、S2,再闭合S1时,电路由灯L2的简单电路变为灯L1与灯L2的并联电路,电流表A2测量L2的电流,根据并联电路的特点可知电流表A2的示数变化;
(4)当S、S1、S2全部闭合时,灯L1与灯L2并联,电流表A3测干路中的电流,电流表A2测量灯L2支路中的电流,电流表A1测量灯L1支路中的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律可知两支路中的电流关系,根据并联电路的电流规律可知三个电流表的示数关系。
【解答】解:A、为了保护电路,连接电路时,所有开关均应处于断开状态,故A错误;
B、先闭合S、S1,再闭合S2时,电路由灯L1的简单电路变为灯L1与灯L2的并联电路,由于并联电路各支路互不影响,所以灯L1的亮度不变,故B错误;
C、先闭合S、S2,再闭合S1时,电路由灯L2的简单电路变为灯L1与灯L2的并联电路,电流表A2测量L2的电流,由于并联电路各支路互不影响,所以通过灯L2的电流不变,即电流表A2的示数不变,故C正确;
D、当S、S1、S2全部闭合时,灯L1与灯L2并联,电流表A3测干路中的电流,电流表A2测量灯L2支路中的电流,电流表A1测量灯L1支路中的电流。由于并联电路各支路两端的电压相等,而灯L1的电阻大于灯L2的电阻,由欧姆定律可知,通过灯L1的电流小于通过灯L2的电流,即电流表A1的示数小于电流表A2的示数;由于并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以电流表A3的示数大于电流表A1、A2的示数,即电流表的示数大小为 A3>A2>A1,故D错误。
故选:C。
2.如图所示的实物电路中,当开关闭合时,甲电流表的示数为0.5A,乙电流表的示数为0.2A,则下列判断正确的是( )
A.通过灯L1的电流为0.5A
B.通过灯L1的电流为0.3A
C.通过灯L2的电流为0.7A
D.通过灯L2的电流为0.3A
【分析】(1)分析电路结构,画出等效电路图;
(2)根据并联电路的特点求出流过两灯泡的电流。
【解答】解:(1)根据电路图,作出等效电路图如图所示;
(2)由等效电路图知:IL2=IA乙=0.2A,
由并联电路特点知,IL1=IA甲﹣IA乙=0.5A﹣0.2A=0.3A;
故选:B。
3.如图所示的实物连接图中,电流表A1和A2测的电流分别是( )
A.灯泡L1、灯泡L2 B.干路、干路
C.干路、灯泡L2 D.灯泡L1、干路
【分析】根据实物图判定电路的连接方式和电流表的作用。
【解答】解:由图可知,闭合开关,电流的路径有两条,为并联电路;电流表A1接在干路中,测量干路的电流;电流表A2与灯泡L2串联在支路中,测量通过灯泡L2的电流。
故选:C。
4.小波在测量并联电路的电流时,用电流表的不同量程先后测出1、2位置的电流,其电流表示数分别对应图甲、图乙,则通过L2的电流为( )
A.0.64A B.0.8A C.1.6A D.1.76A
【分析】在测量并联电路的电流时,根据电流表选用的量程确定分度值读数,根据并联电路中干路电流和各支路电流的关系是:I=I1+I2得出通过L2的电流。
【解答】解:在测量并联电路的电流时,甲电流表的指针偏转角度小于支路乙电流表的偏转角度,甲的量程为0~3A,分度值为0.1A,I=1.2A,
乙电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则I1=0.4A,
并联电路中干路电流和各支路电流的关系是:I=I1+I2,
通过L2的电流为:I2=I﹣I1=1.2A﹣0.4A=0.8A。
故选:B。
5.如图是小明在练习测量电流时连接的电路,关于此电路的说法不正确的是( )
A.闭合开关后,灯泡L1会亮
B.闭合开关后,电流表指针会动
C.撤掉导线b,电流表测量的是电路的总电流
D.撤掉导线c,电流表测量的是小灯泡L1的电流
【分析】电流表使用时与被测电路串联,电流从“+”接线柱流入,从“﹣”接线柱流出,据此分析电路即可解答。
【解答】解:AB.闭合开关后,两灯泡并联,电流表被短路,因此灯泡L1、L2都亮,电流表无示数,故A正确,B错误;
C.撤掉导线b,两灯泡并联,电流表在干路,电流表测量的是电路的总电流,故C正确;
D.撤掉导线c,两灯泡并联,电流表在灯泡L1所在的支路,电流表测量的是小灯泡L1的电流,故D正确。
故选:B。
6.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,电流表A2读数是0.5A,完成下列问题:
(1)灯泡L1和L2的连接方式是 并联 (选填“串联”或“并联”)。
(2)通过灯L1的电流为 1 A。
【分析】(1)用电器并列连接电路叫并联电路,用电器逐个顺次连接的电路叫串联电路。
(2)由电路图知,两灯并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过L2的电流;根据并联电路特点判断A1量程并读数,由并联电路的电流特点计算L1的电流。
【解答】解:(1)由电路图知,闭合开关S,灯L1和L2并联在电路中,电流表A1测干路电流,电流表A2测通过L2的电流;
(2)根据并联电路的电流特点知,A1的示数大于A2的示数,即A1的示数大于0.5A,
图乙中,若电流表A1选用小量程,则示数小于A2的示数,所以A1选用的是大量程,分度值为0.1A,其示数为1.5A,
则通过L1的电流I1=I﹣I2=1.5A﹣0.5A=1.A。
故答案为:(1)并联;(2)1。
7.如图甲电路,当开关s闭合后,电流表的指针偏转如图乙所示,其中a电流表测量的是通过 L1 (选填“电源”、“L1”或“L2”)的电流,通过L2的电流应为 0.9 A。
【分析】由电路图可知,两灯泡并联,电流表a测L1支路的电流,电流表b测干路电流,根据并联电路的电流特点和电流表指针的位置确定a、b电流表的量程,再根据分度值读出示数。
【解答】解:
由电路图可知,两灯泡并联,电流表a测L1支路的电流,电流表b测干路电流,
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且b电流表指针的偏转角小于a电流表指针的偏转角,
∴b电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为1.2A;
a电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,
通过L2的电流应为I2=I﹣I1=1.2A﹣0.3A=0.9A。
答案:L1;0.9。
8.(1)“用电流表测电流”的实验中, 不允许 (填“允许”或“不允许”)把电流表直接连到电源两极上。小张同学测量时,闭合开关前,发现指针如图所示,此时应该进行的操作是 调零 。
(2)用电流表测电流时,接入电路的是0~0.6A的量程,某同学却在0~3A的量程中读成2.4A,则实际测得的电流应是 0.48 A。
【分析】(1)电流表要与用电器串联接入电路,不允许直接接到电源两极上;
在使用电流表前,要观察电流表指针是否指在零刻度线处,如果没有指在零刻度线处,要对电流表进行调零;
(2)电流表有两个量程,大量程是0~3A,分度值是0.1A,小量程是0~0.6A,分度值是0.02A,在同一位置,电流表大量程示数是小量程示数的5倍,据此分析答题。
【解答】解:(1)“用电流表测电流”的实验中,不允许把电流表直接连到电源两极上,否则会造成断路,损坏电流表和电源;
由图所示电流表可知,电流表指针没有只在零刻度线上,在使用前,应将电流表指针调零;
(2)电流表小量程示数是大量程示数的,
电流表按0~3A量程读数,示数是2.4A,
电流表0~0.6A量程读数是2.4A×=0.48A。
故答案为:(1)不允许;调零;(2)0.48。
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八上科学4.2电流的测量
一.知识归纳
1.电流的测量
A.电流强度
(1)定义:单位时间内通过导线某一截面的电荷的多少。
(2)单位及换算关系
电流强度(简称电流)用字母I表示。它的单位是安培,简称安,符号为A。常用电流的单位还有毫安(mA)和微安(uA)。
1安(A)=103毫安(mA),1毫安(mA)=103微安(uA)。
B.电流的测量
(1)认识电流表
①作用:测量电路中电流的大小。
②量程:常用的电流表有三个接线柱,两个量程(0~0.6A,0~3A)。
(2)电流表的使用规则
① 。如果把电流表和被测用电器并联,用电器会被短路,导致无法测出通过用电器的电流。
② 。如果电流表正、负接线柱接反了,则电流表的指针反向偏转,容易损坏电流表,如碰弯指针等。
③被测电流不能超过电流表的量程。如果被测电流超过电流表的量程,则指针偏转的角度过大,指针会被打弯,还可能烧坏电表。
④ 。因为在电路分析时可将电流表看成一根导线,若把电流表直接连接到电源的两极上,会烧坏电流表,还可能损坏电源。
(3)电流表的读数
①明确所选电流表的量程。例如,0~0.6A或0~3A,即表针指到最右端时电流是0.6A还是3A。
②确定电流表的分度值,即表盘上的一个小格代表电流的大小。例如,选用电流表的量程是0~3A,表盘上从0到最右端共有30个小格,那么每一小格就代表0.1A,即分度值为0.1A;如果选用的量程是0~0.6A,那么每一小格就代表0.02A,即分度值为0.02A,即大量程是小量程的5倍。
③接通电路后,观察电流表指针总共向右偏过了多少个小格,这样就能确定电路中的电流。
2.串并联电路电流、电压特点
1. 电压表与电流表的比较
异同 电表 电流表 电压表
不同点 用途 测量电流 测量电压
连入电路方式 与待测电路串联 与待测电路并联
量程 一般有0~0.6A、0~3A两个量程。 一般有0~3V、0~15V两个量程
与电源相接 绝对不允许不经过用电器直接连到电源两极上。 能够直接并联在电源两极上。
相同点 使用前都需要调零。
都需要选择量程。
电流都是从正接线柱流入,从负接线柱流出。
读数时要认清分度值,且视线与刻度盘面垂直。
2. 串、并联电路的电流特点
(1) 。
(2) 。
3. 串、并联电路的电压特点
(1)串联电路电压特点 。
(2)并联电路电压特点 。
二.课堂练习
题型1.电流表的使用及读数问题
例1.如图1是小文所在的项目化小组制作的磁悬浮地球仪,图2是其内部结构图,地球仪内部顶端是一块磁铁,支撑装置顶部内有电磁铁,通电之后将地球仪放在适当位置即可悬浮。请回答下面小题:
小文将电表接入电路,通电后,电表的指针位置如图3所示。其示数为( )
A.0.26A B.1.30V C.1.30A D.6.50V
例2.下列电路中,实物图连接正确,且电流表能正确测量出通过灯L2电流的电路是( )
A. B.
C. D.
例3.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。下列说法最合理的是( )
A.A1的偏转角度比A2小,可能是电路未接通之前,有个电流表的指针不在零刻度
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,可能是两个电流表的量程不同
例4.如图甲所示,是用电流表测量电流的实物连接图,请按要求回答:
(1)请画出与图甲相对应的电路图。
(2)使用时应将电流表与被测用电器 联在电路中,且使电流从电流表的正接线柱流入。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,他忘了 。
(3)如图甲中电流表测量的是通过灯 (填“L1”或“L2”)的电流,如果电流表的读数如图乙所示,则电流表测出的电流是 A。
(4)如果要用电流表测通过L1和L2的总电流,且只允许移动一根导线,应将导线 (填“a”、“b”或“c”)的右端接在电流表的 (填“3”、“0.6”或“﹣”)接线柱上。
变式训练1.如图所示,电流表的示数是( )
A.1.8A
B.0.36A
C.可能是1.8A,也可能是0.36A
D.可能是1.4A,也可能是0.33A
变式训练2.如图(a)所示,当开关闭合时,A1、A2两只电流表的指针分别如图b、c所示
(1)小灯泡L1和L2的连接方式是 。
(2)通过电灯L1中的电流是 。
变式训练3.小松想利用图甲的元件组成并联电路,让电流表测L2电流(通过L2的电流约为0.5A,通过L1的电流约为0.4A),请你帮他查找一下电路的连接方面有什么错误。
(1)写出电路连接中的其中一处错误是 。
(2)正确连接电路后,电流表的示数所图乙所示,则通过L2的电流为 A。
变式训练4.如图是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 的电流(填“L1”或“L2”);
(2)如果电流表示数如图所示,则测出的电流是 ;
(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,应将导线 (填“a”、“b”或“c”)的右端接在电流表的负接线柱上。
变式训练5.小明用如图1所示的电路测量电流,请回答下列问题:
(1)电流表应选用 安量程试触。
(2)若闭合开关后,电流表的示数如图2所示,则通过灯L2的电流是 毫安。
(3)若闭合开关后,灯均亮,电流表指针不发生偏转,则原因可能是 (填字母)。
A.电流表内部发生了开路
B.开关处接触不良
C.电流表被短路
D.灯L2处短路
题型2.串并联电路的基础电表读数问题
例1.在如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电流表指针偏转均为图乙所示,则电阻R1和R2中的电流分别为( )
A.1.2A,0.22A B.0.98A,0.22A
C.0.24A,1.2A D.0.96A,0.24A
例2.测部分电路电流时,电流表示数如图所示,若导线ab的电流为0.6A,则下列说法正确的是( )
A.电流表的示数可能为2.3A
B.导线cd的电流可能是1.06A
C.此电流表跟被测电路并联
D.导线cd的电流方向一定是d→c
例3.小嘉同学用如图所示电路研究电路中电流的规律。闭合开关,电流表A1的示数为0.5A,A2的示数为0.22A。下列分析正确的是( )
A.灯L1和灯L2串联在电路中
B.电流表A2测干路中的电流
C.通过灯L1的电流为0.5A
D.通过灯L2的电流为0.22A
例4.如图甲所示的电路图中,开关闭合后,两个电流表指针偏转均如图乙所示,则电路中通过灯泡L1和L2的电流分别为( )
A.0.44安、2.2安 B.0.44安、1.76安
C.0.76安、0.44安 D.0.44安、2.64安
例5.如图所示,通过L1的电流和通过L2的电流之比是10:3,则A1表和A2表的示数之比为( )
A.3:7 B.13:10 C.3:13 D.13:3
变式训练1.如图所示的实验电路,闭合开关S后,电流表A的示数为0.5A,电流表A1的示数为0.3A。则通过小灯泡L1、L2的电流分别是( )
A.0.3A 0.2A B.0.2A 0.3A
C.0.5A 0.3A D.0.5A 0.2A
变式训练2.如图所示,在探究并联电路中电流的规律时,小雨同学用电流表测出a、b、c三点的电流分别为Ia=0.2A,Ib=0.3A,Ic=0.5A,在表格中记录数据后,下一步应该做的是( )
A.马上整理器材,分析数据,得出结论
B.对换L1和L2的位置,再测出一组电流值
C.换不同规格的小灯泡,再测出几组电流值
D.立即改变电源电压,再测出几组电流值
变式训练3.如图甲所示的实物电路中。当开关S闭合时,两灯泡均发光。且两个完全相同的电流表指针偏转均如图乙所示。说法正确的是( )
A.灯L1、L2串联
B.电流表A2测量通过灯L1的电流
C.电流表A2的示数为1.5A
D.通过灯L1的电流为1.2A
变式训练4.如图所示,开关S、S1都闭合时,电灯L1、L2、L3的连接方式是 ,电流表A1和A2的指针偏转角度相同(电流表有两个量程,分别为“0~0.6A”和“0~3A”),此时通过L1、L3的电流之比为1:6,当断开S1时发现A2的示数减小了0.4A,那么两开关都闭合时流过L2的电流是 A。
变式训练5.在如图电路中,三个电阻的阻值相等,安培表A1、A2、A3的读数分别为I1、I2、I3.则I1:I2:I3= 。
变式训练6.如图所示,开关S闭合后,发现A1、A2两个电流表的指针恰好偏转到同一位置,若通过L1的电流为1.6安,则电流表A1的示数是 安,电流表A2的示数是 安。
变式训练7.如图,对该电路进行分析:
(1)当开关S1、S2都闭合时,三盏灯 (选填“串联”或“并联”),请在图中标出电流表A2的“+”、“﹣”接线柱;
(2)若A1、A2、A3读数依次为0.5A、0.2A、0.6A,则通过灯L1的电流I1为 A;
(3)先断开S1,电流表A3的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)再断开S2,可能发生的情况是: 。
三.课后练习
1.研究并联电路中电流的关系时,所设计的电路如图所示,其中灯L1的电阻大于灯L2的电阻,下列说法正确的是( )
A.连接电路时,应闭合S,断开S1、S2
B.先闭合S、S1,再闭合S2时,观察到灯L1变暗
C.先闭合S、S2,再闭合S1时,电流表A2的示数不变
D.当S、S1、S2全部闭合时,电流表的示数大小为 A3>A1>A2
2.如图所示的实物电路中,当开关闭合时,甲电流表的示数为0.5A,乙电流表的示数为0.2A,则下列判断正确的是( )
A.通过灯L1的电流为0.5A
B.通过灯L1的电流为0.3A
C.通过灯L2的电流为0.7A
D.通过灯L2的电流为0.3A
3.如图所示的实物连接图中,电流表A1和A2测的电流分别是( )
A.灯泡L1、灯泡L2 B.干路、干路
C.干路、灯泡L2 D.灯泡L1、干路
4.小波在测量并联电路的电流时,用电流表的不同量程先后测出1、2位置的电流,其电流表示数分别对应图甲、图乙,则通过L2的电流为( )
A.0.64A B.0.8A C.1.6A D.1.76A
5.如图是小明在练习测量电流时连接的电路,关于此电路的说法不正确的是( )
A.闭合开关后,灯泡L1会亮
B.闭合开关后,电流表指针会动
C.撤掉导线b,电流表测量的是电路的总电流
D.撤掉导线c,电流表测量的是小灯泡L1的电流
6.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,电流表A2读数是0.5A,完成下列问题:
(1)灯泡L1和L2的连接方式是 (选填“串联”或“并联”)。
(2)通过灯L1的电流为 A。
7.如图甲电路,当开关s闭合后,电流表的指针偏转如图乙所示,其中a电流表测量的是通过 (选填“电源”、“L1”或“L2”)的电流,通过L2的电流应为 A。
8.(1)“用电流表测电流”的实验中, (填“允许”或“不允许”)把电流表直接连到电源两极上。小张同学测量时,闭合开关前,发现指针如图所示,此时应该进行的操作是 。
(2)用电流表测电流时,接入电路的是0~0.6A的量程,某同学却在0~3A的量程中读成2.4A,则实际测得的电流应是 A。
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