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第5节 串、并联电路中电流的规律 (导学案)
【学习目标】
1. 会正确使用电流表测量串联电路和并联电路中的电流。
2. 在探究串、并联电路的电流规律的过程中,体验科学探究的步骤、方法和态度。
3. 会运用串、并联电路的电流规律解决简单的问题。
【学习重点】通过实验探究出串、并联电路中的电流规律。
【学习难点】能正确连接电路,能正确使用电流表和对实验数据的分析总结。
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
1. 探究串联电路中电流的规律:在串联电路中用电流表分别测出A、B、C三点处的电流IA、IB、IC。由IA IB IC可知,串联电路中各处电流相等。
2. 探究并联电路中电流的规律:在并联电路中用电流表分别测出A、B、C三点处的电流IA、IB、IC。由IA=IB+IC可知,并联电路中干路电流等于各支路中的 。
【课堂探究】
探究一、串联电路的电流规律
1. 探究串联电路中各处电流的关系
【猜想与假设】在图中,两个小灯泡L1、L2是串联在电路中的。流过A、B、C各点的电流可能存在什么关系?请做出猜想。
猜想1:流过A、B、C各点的电流可能相等。
猜想2:流过A、B、C各点的电流可能不相等,A处的电流最大,C处的电流最小。
猜想3:……
【设计实验】如图所示,分别测出A、B、C 三点的电流,然后进行比较,检验猜想是否正确?
【进行实验】
(1)根据如图所示的电路图,选择实验器材连接实验电路。将一只电流表串接在A处,闭合开关,读取电流表的示数,并将数据填入下表。
(2)断开开关,再将此电流表分别串接在B处和C处,并分别读取电流表的示数。再将数据记录在下表中。
(3)换上另外两个规格不同的小灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系。
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三点的电流是 的,即IA=IB=IC。
【交流与讨论】
①探究串联电路的电流规律时,为了简化操作,可以在A、B、C三点各接一个电流表。
②换用不同规格的灯泡再做几次的目的:是为了避免特殊性,使得出的结论具有 。
③同一次实验过程中每个小灯泡的亮度可能不同,甚至有的小灯泡不亮,但这不能说明各处电流不相等,可能是由于各灯泡的 不同造成的。
2. 串联电路的电流规律
研究表明:在串联电路中,电流处处相等。数学表达式:I=I1=I2= …… =In
【例题1】下列说法中正确的是( )
A.在串联电路中,电流表的位置越靠近电源正极,测得的电流越大
B.电流表既可以串联在电路中,也可以并联在电路中使用
C.两灯泡串联时,即使发光时亮度不同,通过它们的电流也是相同的
D.分别用电流表的两个量程测量同一个用电器的电流,所测电流的大小不相同
【例题2】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)下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______;
电流表的位置 A B C
电流I/A 0.3 0.3 1.5
(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________________。
探究二、并联电路的电流规律
1. 探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系
【猜想与假设】在图中,两个小灯泡L1、L2是并联在电路中的。流过A、B、C各点的电流可能存在什么关系?请做出猜想。
猜想1:流过A、B、C各点的电流可能相等。
猜想2:流过A、B、C各点的电流可能不相等,A处的电流等于B、C处的电流之和。
猜想3:……
【设计实验】仿照《探究串联电路中各处电流的关系》,设计本实验的电路并画出。用电流表分别测量出A、B、C处的电流,然后进行比较,检验我们的猜想是否正确?
【进行实验】
(1)根据如图所示的电路图,选择实验器材连接实验电路。将一只电流表串接在A处,闭合开关,读取电流表的示数,并将数据填入下表。
(2)断开开关,再将此电流表分别串接在B处和C处,并分别读取电流表的示数。再将数据记录在下表中。
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
(3)换上另外两个规格不同的小灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系。
【实验结论】干路中的电流等于两条支路中的电流 。即IA=IB+IC
【交流反思】
①为了简化操作,还可以在两条支路中各接一个开关S1、S2,把电流表接在干路上,如图所示。只闭合S、S1时,电流表测通过L1的电流;只闭合S、S2时,电流表测通过L2的电流;三个开关都闭合时,电流表测干路电流。
②并联电路中各支路中的电流 (选填“一定”、“不一定”)相等。当并联的两个小灯泡规格相同时,支路中的电流 ;当并联的两个小灯泡规格不同时,支路中的电流 。
2. 并联电路的电流规律
研究表明:在并联电路中,干路中的电流等于各支路中的电流之和。
数学表达式:I=I1+I2+…… +In
【例题3】下列说法中正确的是( )
A.串联电路各处的电流也可能不相等
B.通过两灯的电流相等,则两灯一定是串联的
C.并联电路中各支路中的电流一定相等
D.并联电路中干路中的电流一定大于任一支路中的电流
【例题4】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____________________。
A点电流IA/A B点电流IB/A C点电流IC/A
0.16 0.16 0.32
(3)请你们给他们提出下一步实验操作的建议:______。
【精讲点拨】
1. 从理论上分析,导体中的电流是自由电荷定向移动形成的,经过电路中各个部分的电荷不会无缘无故的消失,也不会无缘无故的增加,所以单位时间内经过串联电路各处的电荷一样多,也就是说串联电路中电流处处相等。
2. 用类比法理解并联电路电流的规律:电流和水流相似,以水流为例,从干渠里流出来的水分支后,由于每一条支路中的水流都是从干渠里流出来的,所以每一条支路中的水流都比干渠里的水流小。同理,在并联电路中,每一条支路中的电流都比干路中的电流小,所以并联电路有分流的特点。
【课堂总结】 第5节 串、并联电路中电流的规律
串联电路 并联电路
电流规律 电流处处相等 干路电流等于各支路电流之和
表达式 I=I1=I2 I=I1+I2
【课堂练习】
1. 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
2. 图中两灯泡L1、L2在盒内的连接方式未知。开关闭合后两灯均发光,电流表读数为0.9A;若把L1取下,L2仍发光,电流表读数变为0.3A,以下判断正确的是( )
A.L1和L2是并联的 B.L1和L2是串联的
C.通过L1的电流是0.3A D.通过L2的电流是0.6A
3. 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:
甲 乙
(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。
4. 如图所示的实验电路,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
5. 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;
(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。
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
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。
6. 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?
【课后反思】本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
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第5节 串、并联电路中电流的规律 (导学案)
【学习目标】
1. 会正确使用电流表测量串联电路和并联电路中的电流。
2. 在探究串、并联电路的电流规律的过程中,体验科学探究的步骤、方法和态度。
3. 会运用串、并联电路的电流规律解决简单的问题。
【学习重点】通过实验探究出串、并联电路中的电流规律。
【学习难点】能正确连接电路,能正确使用电流表和对实验数据的分析总结。
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
1. 探究串联电路中电流的规律:在串联电路中用电流表分别测出A、B、C三点处的电流IA、IB、IC。由IA =IB=IC可知,串联电路中各处电流相等。
2. 探究并联电路中电流的规律:在并联电路中用电流表分别测出A、B、C三点处的电流IA、IB、IC。由IA=IB+IC可知,并联电路中干路电流等于各支路中的电流之和。
【课堂探究】
探究一、串联电路的电流规律
1. 探究串联电路中各处电流的关系
【猜想与假设】在图中,两个小灯泡L1、L2是串联在电路中的。流过A、B、C各点的电流可能存在什么关系?请做出猜想。
猜想1:流过A、B、C各点的电流可能相等。
猜想2:流过A、B、C各点的电流可能不相等,A处的电流最大,C处的电流最小。
猜想3:……
【设计实验】如图所示,分别测出A、B、C 三点的电流,然后进行比较,检验猜想是否正确?
【进行实验】
(1)根据如图所示的电路图,选择实验器材连接实验电路。将一只电流表串接在A处,闭合开关,读取电流表的示数,并将数据填入下表。
(2)断开开关,再将此电流表分别串接在B处和C处,并分别读取电流表的示数。再将数据记录在下表中。
(3)换上另外两个规格不同的小灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系。
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三点的电流是相等的,即IA=IB=IC。
【交流与讨论】
①探究串联电路的电流规律时,为了简化操作,可以在A、B、C三点各接一个电流表。
②换用不同规格的灯泡再做几次的目的:是为了避免特殊性,使得出的结论具有普遍性。
③同一次实验过程中每个小灯泡的亮度可能不同,甚至有的小灯泡不亮,但这不能说明各处电流不相等,可能是由于各灯泡的规格不同造成的。
2. 串联电路的电流规律
研究表明:在串联电路中,电流处处相等。数学表达式:I=I1=I2= …… =In
【例题1】下列说法中正确的是( C )
A.在串联电路中,电流表的位置越靠近电源正极,测得的电流越大
B.电流表既可以串联在电路中,也可以并联在电路中使用
C.两灯泡串联时,即使发光时亮度不同,通过它们的电流也是相同的
D.分别用电流表的两个量程测量同一个用电器的电流,所测电流的大小不相同
【解析】A.串联电路的电流处处相等,电流表所测电流的大小与电路中的位置无关,故A错误;
B.电流表串联在电路中测电流,不能并联在电路中,否则会使电路短路,故B错误;
C.串联电路的电流处处相等,两灯泡串联时,即使发光时亮度不同,通过它们的电流也是相同的,故C正确;
D.分别用电流表的两个量程测量同一个用电器的电流,用电器电流不变,由于电流表量程不同,电流表的指针位置不同,但电流表的示数是相同的,故D错误。
故选C。
【例题2】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______;
电流表的位置 A B C
电流I/A 0.3 0.3 1.5
(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______。
【答案】(1)不同;(2)断开,试触;(3)1.5,把0~0.6A的量程误按0~3A的量程读数了;(4)串联电路中的电流处处相等;(5)实验次数太少,得出的结论不具有普遍性。
【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是不同的。
(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。
探究二、并联电路的电流规律
1. 探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系
【猜想与假设】在图中,两个小灯泡L1、L2是并联在电路中的。流过A、B、C各点的电流可能存在什么关系?请做出猜想。
猜想1:流过A、B、C各点的电流可能相等。
猜想2:流过A、B、C各点的电流可能不相等,A处的电流等于B、C处的电流之和。
猜想3:……
【设计实验】仿照《探究串联电路中各处电流的关系》,设计本实验的电路,并画出。用电流表分别测量出A、B、C处的电流,然后进行比较,检验我们的猜想是否正确?
【进行实验】
(1)根据如图所示的电路图,选择实验器材连接实验电路。将一只电流表串接在A处,闭合开关,读取电流表的示数,并将数据填入下表。
(2)断开开关,再将此电流表分别串接在B处和C处,并分别读取电流表的示数。再将数据记录在下表中。
(3)换上另外两个规格不同的小灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系。
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】干路中的电流等于两条支路中的电流之和。即IA=IB+IC
【交流反思】
①为了简化操作,还可以在两条支路中各接一个开关S1、S2,把电流表接在干路上,如图所示。只闭合S、S1时,电流表测通过L1的电流;只闭合S、S2时,电流表测通过L2的电流;三个开关都闭合时,电流表测干路电流。
②并联电路中各支路中的电流不一定(选填“一定”、“不一定”)相等。当并联的两个小灯泡规格相同时,支路中的电流相等;当并联的两个小灯泡规格不同时,支路中的电流不相等。
2. 并联电路的电流规律
研究表明:在并联电路中,干路中的电流等于各支路中的电流之和。
数学表达式:I=I1+I2+…… +In
【例题3】下列说法中正确的是( D )
A.串联电路各处的电流也可能不相等
B.通过两灯的电流相等,则两灯一定是串联的
C.并联电路中各支路中的电流一定相等
D.并联电路中干路中的电流一定大于任一支路中的电流
【解析】A.在串联电路中,电流处处相等,故A错误;
B.若两灯的规格相同,并联时通过两灯的电流也相等,所以,通过两灯的电流相等,两灯不一定是串联的,故B错误;
CD.因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流一定大于任一支路中的电流,但各支路电流与支路中的用电器有关,所以各支路中的电流不一定相等,故C错误,D正确。故选D。
【例题4】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____________________。
A点电流IA/A B点电流IB/A C点电流IC/A
0.16 0.16 0.32
(3)请你们给他们提出下一步实验操作的建议:______。
【答案】(1)C;(2)实验次数少,结论具有选用规格相同的灯泡实验;(3)选用不同规格的灯泡,并改变电源电压再实验2次。
【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,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,并改变电源再实验2次。
【精讲点拨】
1. 从理论上分析,导体中的电流是自由电荷定向移动形成的,经过电路中各个部分的电荷不会无缘无故的消失,也不会无缘无故的增加,所以单位时间内经过串联电路各处的电荷一样多,也就是说串联电路中电流处处相等。
2. 用类比法理解并联电路电流的规律:电流和水流相似,以水流为例,从干渠里流出来的水分支后,由于每一条支路中的水流都是从干渠里流出来的,所以每一条支路中的水流都比干渠里的水流小。同理,在并联电路中,每一条支路中的电流都比干路中的电流小,所以并联电路有分流的特点。
【课堂总结】 第5节 串、并联电路中电流的规律
串联电路 并联电路
电流规律 电流处处相等 干路电流等于各支路电流之和
表达式 I=I1=I2 I=I1+I2
【课堂练习】
1. 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
【答案】D。
【解析】AC.由图知,电流从电源正极流出后,依次流经开关、L2、L1,流会到电源负极,电路只有一条路径,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,所以D正确。
2. 图中两灯泡L1、L2在盒内的连接方式未知。开关闭合后两灯均发光,电流表读数为0.9A;若把L1取下,L2仍发光,电流表读数变为0.3A,以下判断正确的是( )
A.L1和L2是并联的 B.L1和L2是串联的
C.通过L1的电流是0.3A D.通过L2的电流是0.6A
【答案】A。
【解析】若取下L1,灯泡L2仍发光,并且电流表示数减小,说明两者之间互不影响,即L1、L2并联连接;故在两灯都发光时,通过L2的电流是0.3A,通过L1的电流是0.6A,综上分析知,故A正确,BCD错误。所以选A。
3. 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:
甲 乙
(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。
【答案】(1)0.22;(2)0.44。
【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. 如图所示的实验电路,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
【答案】A.
【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. 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;
(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。
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
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。
【答案】(1)试触;(2)下图;(3)各支路中电流之和,相等;换用不同规格的小灯泡.
【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,为了验证该结论是否正确,应换用规格不同的小灯泡进行实验。
6. 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?
【答案】(1)2.4A;(2)0.48A;(3)1.92A。
【解析】(1)(2)由图可知,闭合开关后,两灯并联,电流表A1测干路电流,电流表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
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