15.5 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 学案--沪科版（2024）九年级全一册

/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科
【学习目标】
1.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；
2.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。
3.能对串、并联电路电流、电压特点作出有依据的猜想，能独立设计实验方案，收集证据、得出结论、验证猜想。
重点：串、并联电路的电流、电压特点。
难点：用电流表和电压表探究串、并联电路的电流、电压特点过程。
【自主学习】
1.串联电路的电流规律：串联电路中电流处处 。如图甲所示，将电流表分别接在电路中a、b、c处，测出通过各处的电流分别为Ia、Ib、Ic，它们之间的关系是 。
甲
2.串联电路中电压的规律：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压 ，如图甲所示，将电压表按照如图所示分别接在对应位置，即 。
3.并联电路的电流规律：并联电路中，干路电流等于 。如图乙所示，将电流表分别接在电路中a、b、c处，测出通过各处的电流分别为Ia、Ib、Ic，它们之间的关系是 。
乙
4.并联电路中电压的规律：并联电路两端的电压与各支路两端的电压 ，如图乙所示，将电压表按照如图所示分别接在对应位置，即 。
乙
【合作探究】
1.实验目的
探究串联电路中电流、电压的特点。
2.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。
3.猜想与假设
串联电路中电流有什么特点？各部分电路两端的电压和总电压有什么关系？
猜想1：串联电路中电流处处相等；
猜想2：串联电路中从正极到负极电流越来越小；
猜想3：串联电路中从正极到负极电流越来越大。
猜想4：串联电路中，各部分电路两端的电压之和可能等于总电压（电源电压），即：UAC=UAB+UBC。
4.实验步骤
（1）探究串联电路中电流的特点
①按照如图所示的电路图连接实验器材。
②检查电路无误后，闭合开关，利用电流表分别测出A、B、C 三点电流的大小，并记录实验数据，断开开关。
③把测量结果记录在自行设计的表格中。更换不同规格的灯泡，重复上述实验，对比测量结果与猜想是否一致。
小灯泡规格 A处电流IA/A B处电流IB/A C处电流IC/A
L1L2串联 0.16 0.16 0.16
L1L3串联 0.18 0.18 0.19
L3L4串联 0.21 0.20 0.20
实验结论：串联电路中各处电流都__________，即：__________ 。
（2）探究串联电路中电压特点
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。
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
L1L2串联 1.35 0. 80 2.15
L1L3串联 1.36 0.80 2.18
L3L4串联 1.10 1.10 2.20
实验结论：串联电路中，电源两端的电压等于各小灯两端的_______即：U＝_______。
1.实验目的
探究并联电路中电流、电压的特点。
2.实验器材
电池组、电压表、电流表规格不同的灯泡、开关及导线。
3.猜想与假设
思考1：并联电路中干路电流和支路电流间有什么关系？
猜想1：并联电路中干路电流等于支路电流之和；
猜想2：并联电路中干路电流和支路电流相等；
思考2：如果两个或两个以上的用电器并联，那么各支路两端的电压之间的关系，及它们与电源电压之间的关系如何？
猜想：串联电路中，各支路两端的电压可能都相等，且等于电源电压。
4.实验步骤
（1）探究并联电路中电流的特点。
①按照电路图，将实验器材连接起来。
②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，将测量结果记录在自己设计的表格中。
③换不同规格的灯泡重复实验。
小灯泡规格 A处电流IA/A B处电流IB/A C处电流IC/A
L1L2并联 0.28 0.22 0.46
L1L3并联 0.26 0.26 0.52
L3L4并联 0.22 0.26 0.48
实验结论：并联电路中，干路中的电流等于两条支路中的______ I＝_________。
（2）探究并联电路的电压特点
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，分别把电压表连接在AB、CD、EF两端，测量其电压，并将数据记录在表中。
③改变两个小灯泡的规格，重做上述实验。
小灯泡规格 L1两端电压/V L2两端电压/V 电源两端电压/V
L1L2并联 1.80 1.78 1.85
L1L3并联 1.81 1.79 1.80
L3L4并联 1.82 1.77 1.84
实验结论：在并联电路中，电源两端电压与各小灯泡两端的______即：U＝_________。
5.实验结论
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。
6.分析讨论
想一想，在实验过程中需要注意哪些问题？
7.反思交流
（1）实验中为什么要换不同规格的灯泡？
（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？
【归纳整理】
1.科学探究实验按照猜想→实验→结论→反思进行，强调“多次测量避免偶然误差”的重要性。
2.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。
3.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。
【课堂练习】
1.在“探究串联电路中电流大小的关系”实验中，某同学用电流表分别测出如图中A、B、C三处的电流大小。为了进一步探究A、B、C三处的电流大小的关系，总结普遍规律，他下一步的操作最合理的是（　　）
A．将电源两极对调，再次测量A、B、C三处的电流
B．换用不同规格的灯泡，再次测量A、B、C三处的电流
C．将图中两只灯泡位置对调，再次测量A、B、C三处的电流
D．改变开关S的位置，再次测量A、B、C三处的电流
2.在“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验中，小明同学用电流表测出A、B、C三处的电流分别为0.2A、0.3 A、0.5 A，在表格中记录好数据后，下一步他首先应该做的是（　）
A．整理器材，结束实验
B．分析数据，得出结论
C．换用不同规格的小灯泡，再测出几组电流值
D．换用电流表的另一量程，再测出一组电流值
3. .如图所示，电源电压不变，闭合开关S，灯泡L1、L2都发光，通电一段时间后，灯泡L2突然熄灭，下列关于电流表和电压表的说法正确的是（　　）
A．电流表的示数减小，电压表的示数不变
B．电流表和电压表的示数都增大
C．电流表和电压表的示数都不变
D．电流表和电压表的示数都减小
【课后巩固】
1. 小明将两个小灯泡L1、L2串联接入电路，观察发现L1较亮，L2较暗，测得通过L2的电流是0.3A，则通过L1的电流是（ ）
A．0.2A B．0.3A C．0.5A D．0.8A
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 0.50 A 和 0.36 A，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 ～ 0.6 A 还 是 0 ～ 3 A ？为什么？（课本84页2题）
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。（课本84页3题）
A. Ia = Id B. Ib = Id C. Ia > Ib D. Id > Ic
4. 某同学根据图（a）中的电路探究串联电路中电压的特点。（课本84页4题）
(a) (b)
（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；
（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？
1.如图所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S、S1和S2，灯L1、L2都正常发光，下列说法正确的是（ ）
A．电流表A1测通过灯L1的电流 B．电流表A2测通过灯L2的电流
C．电流表A1和A2示数相等 D．断开S2，电流表A1示数变小
2. 如图（a）所示电路，当闭合开关S后，两个电压表指针偏转均为图（b）所示，则电阻和两端的电压分别为（　　）
A．2V 10V B．10V 2V C．2V 8V D．8V 2V
3. 如图所示电路中，将开关S闭合，灯L1和灯L2均发光，则下列说法正确的是（　　）
A．灯L1和灯L2一定一样亮
B．灯L1和灯L2并联
C．通过灯L1和灯L2的电流一定相等
D．灯L1和灯L2两端的电压不一定相等
4. 如图所示为一种新型装饰用的LED灯带，它由50个相同的LED灯串联组成，若通过第1个LED灯的电流为12mA，则通过第10个LED灯的电流为 A。小红发现该LED灯带中有一个灯不亮了，但是其余的灯都亮，则不亮的灯发生的故障是 （选填“短路”或“断路”）。
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 处， 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 ____________________________________。（课本84页5题）
6.用笔画线表示导线，连接图中的实物图，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 ～ 0.5 A）。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）。（课本85页6题）
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。（课本85页7题）
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。
【参考答案】
【课前预习】
1.相等 Ia=Ib =Ic 2. 之和 U3=U1+U2 3. 各支路电流之和 Ia=Ib+Ic 4. 相等 U=U1=U2
【合作探究】
探究点一：
答案：（1）相等 IA＝IB ＝IC （2）电压之和 U1+U2
探究点二：
答案；（1）电流之和 I1+I2 （2）电压相等 U1=U2
6. （1）连接电路时，开关要断开，防止电路中有短路的地方而导致损坏电路元件。
（2）电流表应串联在被测电路中，电压表与待测电路并联，注意电压表和电流表的量程、正负接线柱的接法及读数的方法。
（3）实验时每次读数后都应及时断开开关，切断电源，整理好仪器。
7.（1）本实验是归纳性实验，换用不同规格的灯泡的目的是避免实验结论的偶然性，寻找普遍规律。
（2）不正确。因为在串联电路中，不同规格的用电器两端的电压一般不同；但在并联电路中，各支路用电器两端的电压都相等，与用电器的规格无关。
【课堂练习】
1.【答案】B
【详解】探究串联电路中的电流时，为了使实验结论具有普遍性，要进行多次测量。可以通过改变电源电压，或者更换不同的灯泡进行多次实验。
A．将电源的正负极对调，不能改变电路中的电阻、电压、电流，实验数据不变，故A不符合题意。
B．更换不同的灯泡，电阻变化，电路中的电流发生变化，得出几组不同的实验数据，再分析实验数据得出结论，这样得出的实验结论具有普遍性，减小了偶然性，故B符合题意；
C．两只灯泡的位置对调，不能改变电路的电阻、电压和电流，实验数据不变，故C不符合题意；
D．改变开关的位置，不能改变电路的电阻、电压和电流，实验数据不变，故D不符合题意。
故选B。
2.【答案】C
【详解】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，而改变电流表的量程则无助于实验结论的得出。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。
3.【答案】C
【详解】由题图可知，L1与L2并联接入电路中，电流表测量通过L1的电流，电压表测量电源电压。当灯泡L2突然熄灭后，电源电压不变，即电压表的示数不变；此时通过L1的电流也不变，即电流表的示数也不变。故ABD错误，C正确。
故选C。
【课后巩固】
基础练习
1.【答案】B
【详解】因为小灯泡L1、L2串联，根据串联电路电流处处相等可知，通过L1的电流为0.3A。
故选B。
2.答案：0.86 0~3A
解析：干路中的电流为： I干== 0.50 A+ 0.36A = 0.86 A
测量时，干路中的电流表应选用0-3A的量程，因为0.86A超过了0-0.6A的量程，而0-3 A的量程。可以安全、准确地测量该电流。
3.答案：B
解析：a，d在干路上，b，c在支路上，根据并联电路中，干路电流等于各支路电流的总和可知。 Ia = Id＞ Ib＞ Ic所以B选项错误。
4.答案：（1）断开；（2）2.5V；5.5V； 8.0V; （3）串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和；（4）电压表量程的选择不恰当，UAB= 2.5V，小于3V，应选用小量程。
解析：（1）连接实物时，为保护电路，开关应断开；
（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，因电压表选用大量程，分度值为0.5V，最小的是L1两端的电压值，其大小为UAB= 2.5V，因AC两端的电压最大，故UBC= 5.5V, UAC= 8.0V
（3）分析数据有：8.0V = 2.5V + 5.5V可得出结论：串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和；
（4）因UAB= 2.5V，小于3V，应选用小量程，故在测量灯L1两端电压时，电压表量程的选择不恰当。
能力提升
1.【答案】A
【详解】ABC．由图可知，当开关S、S1和S2都闭合时，灯L1、L2并联，电流表A2在干路上测干路电流，电流表A1和灯L1串联，测通过灯L1的电流，由并联电路电流规律可得
，故A正确，BC错误；
D．并联电路中，各支路用电器工作互不影响，当断开S2，灯泡L2不接入电路，不发光，但L1所在支路正常，电流表A1示数不变，A2示数变小，故D错误。
故选A。
2.【答案】D
【详解】由电路图可知，两电阻R1与R2串联，电压表V1测电源电压，电压表V2测电阻R2两端的电压。根据串联电路电压规律可知，电压表V1示数大于电压表V2示数，两个电压表指针偏转角度相同，则电压表V1接的是大量程，分度值为0.5V，示数为10V；电压表V2接的是小量程，分度值为0.1V，示数为2V，即电阻R2两端的电压为2V；根据串联电路电压规律可得，电阻R1两端的电压为U1=U-U2=10V-2V=8V
故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
3.【答案】B
【详解】A．由于不知道灯泡的规格是否相同，无法判定亮度的大小，故A错误；
B．由电路图可知，两灯泡并列连接，因此两灯泡并联，故B正确；
C．当两灯泡的规格不相同时，根据欧姆定律可知，通过灯L1和灯L2的电流不相等；当两灯泡的规格相同时，通过两灯的电流相等。因为不知道两灯的规格，所以通过两灯的电流不确定是否相等，故C错误；
D．由于并联电路各支路两端电压相等，因此灯L1和灯L2两端的电压一定相等，故D错误。
故选B。
4.【答案】 0.012 短路
【详解】[1]在串联电路中，各处的电流都相等；因为LED灯是串联的，所以在该电路中，各处电流都相等，即通过每一个小彩灯的电流和插头处的电流都相等，都为12mA=0.012A。
[2]串联电路中各用电器之间相互影响，所以该LED灯带中有一个灯不亮了，而其余的灯都亮，则未亮的灯不会是断路，是短路了。
5.答案：不正确。电压表的正负接线柱接反了。
解析：若将电压表接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点不动，此时电压表与L2并联，但原来接A点的是电压表的正接线柱，改接C点后，电流会从电压表的负接线柱流入，正接线柱流出，这与电压表电流要从正接线柱流入，负接线柱流出的使用规则不符。
6.答案：电流从电源正极出发经开关分支，一支经灯泡， 另一支经电流表、灯泡，然后共同汇合回到电源负极，电流表选用0 ~ 0.6 A量程，如下图所示
根据实物图，完成电路图如下：
7.答案：（1）b（2）0.34（3）0.14
解析：（1）如图（a）中，电流表与导线并联，电流表短路了，撤掉的是b导线。
（2）撤掉多余的导线后，闭合开关，电流表的示数如图（b），电流表选用小量程，分度值为0.02A，其示数是0.34A。
（3）两灯并联，电流表测干路的电流，若通过L1的电流是0.2A，根据并联电路电流的规律，则通过L2的电流是： I2= 0.34A- 0.2A= 0.14A。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)