串、并联电路的电流规律(基础)
【学习目标】
1.设计、组装探究串、并联电路电流规律的电路图、实物图;
2.分析实验数据,归纳总结出串、并联电路中电流的规律;
3.会利用串、并联电路中电流规律解决有关问题;
4.练习使用电流表,会读有电流表的电路图。
【要点梳理】
要点一、串联电路的电流规律
1、提出问题:串联电路中各点的电流有什么关系?
2、猜想或假设:你认为串联电路中各点电流可能有怎样的关系?(要有猜想依据)
(1)不相等,经过用电器后,能量不断地在消耗,所以会减小;
(2)由于串联电路的电流只有一条通路,故A、B、C三点的电流大小相同。
3、设计实验:
(1)实验器材:干电池、开关、几个规格不同的灯泡、电流表、若干导线。
(2) 电路图:
(3)实验步骤:根据电路图连接电路,并进行测量。
(4)把测量数据记录在表格中。
(5)换上另外两个规格不同的灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系。
(6)实验表格:
A点的电流IA/A
B点的电流IB/A
C点的电流IC/A
灯泡L1、L2串联
…
(7)实验结论:串联电路的电流规律IA=IB=IC
要点诠释:
1、分析测量结果可知,在忽略误差的情况下,无论灯泡的规格是否一样,通过它们的电流都是相等的,所以猜想(2)正确。
2、实验的方法是“归纳法”,实验过程中全部测量完一次后,再更换不同规格的灯泡再次测量,避免实验存在偶然性,使实验结论具有普遍性。
要点二、并联电路中电流规律
1、提出问题:并联电路中各点的电流有什么关系?
2、猜想或假设:你认为并联电路中各点电流可能有怎样的关系?(要有猜想依据)
3、设计实验:
(1)实验器材:两节干电池、开关、几个规格不同的灯泡、电流表、若干导线。
(2)电路图:
(3)根据电路图连接电路,并进行测量。
(4)把测量数据记录在设计的表格中。
(5)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。
(6)实验表格:
A点电流IA/A
B点电流IB/A
C点电流IC/A
灯泡L1、L2并联
…
(7)实验结论:并联电路的电流规律IA=IB+IC。
要点诠释:
测量每一个支路的电流值时,一定要把另一个支路也接入电路中,在实验过程中,应选择几组不同
规格的几组灯泡进行实验,通过几组实验归纳总结出并联电路的电流规律,而不能只测量一次,目的也是避免偶然性,使得出的结论具有普遍性。
2、并联电路的电流规律是干路电流等于各支路电流之和,但是支路之间的电流并不一定平分干路的电流。
【典型例题】
类型一、串联电路中的电流规律
1.(2019?惠农区模拟)将两个不同型号的灯泡串联在电路中,发现两灯的亮度不同,甲灯比乙灯亮,则下列说法正确的是( )
A.两灯中的电流不相等,甲灯中电流大于乙灯中电流
B.两灯中的电流不相等,乙灯中电流大于甲灯中电流
C.两灯中的电流相等
D.无法判断两灯中电流的大小
【思路点拨】由于两个不同型号的灯泡串联在电路中,根据串联电路中处处电流相等即可判断。
【答案】C
【解析】两个不同型号的灯泡串联在电路中,因为串联电路处处电流相等,所以通过它们的电流相等;
故选C。
【总结升华】题目考察了串联电路中的电流规律。串联电路中电流处处相等,与用电器的规格,导体的横截面积等均无关系;属于基础题。
举一反三:【变式】有一种节日彩灯上串联着20只小灯泡,如果电源插头处的电流为200mA,那么,通过每只小灯泡的电流是多大?
【答案】200mA
类型二、并联电路中的电流规律
2. 如图所示,将电流表分别接在电路中的a、c处,若两次测量中的电流表偏转刻度相同,均为10个刻度,则L1处电流为_________A。
【答案】0.8
【解析】a处为干路,b、c为支路,所以a处电流要大于b、c处电流,故a处电流表的量程为“0~3A” Ia=1A;而在c处量程应为“0~0.6A”所以Ic =0.2A,根据并联电路电流规律,干路电流等于各支路电流之和,因此Ib=Ia-Ic=1A-0.2A=0.8A。
【总结升华】题目考察了并联电路的电流规律和电流表的读数两个知识点。
举一反三:【变式】如图所示,用电流表测量电流时,发现两个电流表的指针在同一个位置,则电流表A1的示数为 ,A2的示数为 ,灯L1中的电流是 .
【答案】1.8A;0.36A;1.44A
3.如图所示,已知A1的示数是0.8A, A2的示数是1.5A,则通过灯L1的电流是_____A,灯L2的电流是______A。
【思路点拨】(1)分析电路,两个灯泡并联,电流表A1测量灯泡L2的电流,电流表A2测量干路电流;(2)根据并联电路中电流的关系干路电流等于各支路电流之和求解。
【答案】0.7A;0.8A
【解析】如图所示电路,两个灯泡并联,电流表A1测量灯泡L2的电流,电流表A2测量干路电流,灯L2的电流是0.8A;根据并联电路电流规律,可得通过灯L1的电流0.7A。
【总结升华】解题思路,首先分析电路图,判断电流表测量哪部分的电流,根据并联电路中电流的规律:I总=I1+I2+......In求解。
举一反三:
【变式】(2019?陕西二模)如图所示的电路中,三只电流表测量电流值的关系,可用数学表达式表示,其中正确的是( )
A.I1+I2=I3 B.I1-I2=I3 C.I1>I2>I3 D.I1=I2=I3
【答案】C
类型三、实验探究
4. (2019?衢州中考)甲为探究并联电路电流规律的实验电路图。
(1)若要测量干路电流,则电流表应串联在甲图中的 (选填“A”、“B”或“C”) 处。
(2)若要测量A处的电流,在连接电路闭合开关前,发现电流表指针位置如图乙所示,调整正确后闭合开关,发现指针又偏向图乙位置,其原因是 。
位置
A
B
C
电流(A)
0.18
0.18
0.36
(3)纠正(2)中错误后,测出A、B、C三处的电流值如上表,由此得出结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等,这个实验在设计方案上还存在的不足之处是:
。(写出一条)
【思路点拨】(1)电流表使用时要串联在电路中,要测量并联电路中干路的电流,分析图中A、B、C、三点,哪一点在干路上,就将那一点断开接入电流表。(2)电流应从电流表正接线柱流入,负接线柱流出,否则电表指针反向偏转,根据图乙所示分析答题。(3)为得出普遍结论,实验时应采用不同规格的实验器材进行多次实验,分析表中实验数据,然后答题。
【答案】(1)C;(2)电流表正负接线柱接反;(3)选两个规格相同的小灯泡太特殊;只测量了一次就得出结论不具有普遍性
【解析】(1)电流表测电流时,应与被测电路串联;要测量并联电路中干路的电流,图中A、B、C、三点中C点在干路上,A、B两点都在支路上,因此将C点断开接入电流表。(2)由图乙所示电流表可知,电流表指针反向偏转,这是由于电流表正负接线柱接反了造成的。(3)由表中实验数据可知,两支路电流相等,说明所选灯泡规格相同;只有一组实验数据,只进行了一次实验,实验次数太少,得出的结论不具有普遍性。
【总结升华】本题考查了电路故障、实验数据分析,连接电路时要注意电流表正负接线柱不能接反;为得出普遍结论,应使用不同规格的实验器材进行多次实验。
举一反三:
【变式】在“探究串联电路中各点的电流有什么关系”时,小明设计实验如下。把两个灯泡L1、L2串联起来接到如图所示电路中,分别把图中A、B、C各点断开,把_______接入,测量流过的电流,看看它们之间有什么关系。换上另外两个小灯泡,再次测量三点________,看看是否还有同样的关系。 下表是两次测量的记录数据:
分析和论证:
(1)在拆接电路时,开关S必须处于_________状态。 (2)结论:串联电路中各处_________相等。 【答案】电流表;电流;(1)断开;(2)电流【解析】在研究串联电路中电流的关系时,将电流表串联在电路里,记录各点的电流大小,为了寻找规律,必须换用不同规格的小灯泡进行多次实验,这样得出的规律才有说服力;电学实验,在连接电路时,为保护电路,开关必须断开,连接完成检查无误后,再闭合开关;由数据可以看出,第一次测量中,A、B、C三点的电流相等,第二次测量中A、B、C三点的电流相等,因此得出的结论是串联电路中各处电流相等。
【巩固练习】
一、选择:
1. 有关电路中的电流正确的说法是( ) A.电流从正极流出时最大,回到负极时最小
B.用电器工作时会消耗电流,从而使电流减小C.在并联电路中,干路上的电流比任一支路上的电流都大D.在串联电路中,流过用电器的电流比流过导线的电流大
2.(2019春?张掖校级月考)把较大的电阻与较小的电阻串联后接入电路中,如果通过较小电阻的电流是0.4A,那么通过较大电灯的电流将( )
A.大于0.4A B.小于0.4A C.等于0.4A D.无法确定
3.(多选)小明用电流表测量串联电路的电流时,闭合开关后发现两灯泡时亮时暗,电流表指针来回摆动,则发生故障的原因可能是( )
A.导线断开 B.开关接触不良 C.灯泡与灯座接触不良 D.电流表损坏
4. 在“探究串联电路中的电流”实验中,某同学用电流表分别测出图中a、b、c三处的电流
大小,并初步得到它们之间关系的结论。为了进一步探究它们之间的关系,下一步他的操作是( )
A.将电源两极对调,再次测量a、b、c三处的电流
B.改变开关S的位置,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.换用不同规格的灯泡,再次测量a、b、c三处的电流
5. 如图甲所示,L1和L2是两只完全相同的灯泡,闭合开关S后,电流表的示数如图乙所示,则通过L1的电流为( )
A.0.5 A B.0.25 A C.2.5 A D.1.25 A
6.(2019?陕西中考)如图所示电路,闭合开关S1、S2,下列对电路的分析正确的是( )
A.L1与L2串联
B.电流表A1测L1的电流
C.当开关S2断开时,通过L1的电流变小
D.当开关S2断开时,电流表A2的示数变小
二、填空
7.(2019?邵阳中考)学了串、并联电路后,小红用“顺口溜”对电路的特点进行了总结。如:“电流走向多条路,各自为政不相顾,支路要由干路管,就像排长管班长”。这里描述的是 (选填“串联”或“并联”)电路的特点。
8. 节日用小彩灯由28个小灯泡串联而成,接入电路,现测得第1只小灯泡的电流为0.1A,那么通过第25只小灯泡的电流为_____A
9.如图所示,开关S闭合前电流表的示数为I1,开关S闭合后电流表的示数较I1变化了0.2A,则通过灯泡L2的电流为 A。
10. 如甲图电路,当开关s闭合后,电流表的指针偏转如乙图所示,其a电流表测量的是通过 (选填“电源”“L1”或“L2”)的电流,b电流表的读数应为 安。
11.(2019?永修县校级一模)襄襄和樊樊在“探究并联电路中干路电流与各支路电流有什么关系”时,利用一个开关、一个电流表、一个学生电源(有多个电压挡位)、四个阻值不等的电阻以及若干条导线,进行了大胆的探究,如图所示是他们的实验电路图;
(1)他们的猜想是: (只写一种猜想)。
[进行实验]
(2)襄襄按照电路图正确地进行实验,得到了表1中的实验数据。襄襄在实验中,是靠改变 而得到实验数据的。
(3)樊樊也按照上述同样的器材和同样的电路进行了实验,却得到了表2中的数据;樊樊在实验中是靠改变 而得到实验数据的。
[分析论证]
(4)从表l、表2中的实验数据可以看出,并联电路电流的规律是: 。
12. 某同学家有一台工作电流为700毫安的电冰箱,一台彩色电视机的工作电流为380毫安,一个热水器工作时的电流为2.5安,当这三个用电器同时工作时,电路中的电流强度是 A。
三、综合应用
13. 电流表分别测通过谁的电流呢?
14. 小林用下图所示电路研究串联电路特点,闭合开关后,发现灯L1较亮,灯L2较暗。他对这一现象的解释是:电流从电源正极出发,经过灯L1、灯L2,电流逐渐变小,所以灯L1较亮,灯L2较暗。小欢认为小林的解释是错误的,她只利用图中的器材设计了一个实验,并根据实验现象说明小林的解释是错误的。请你完成下列问题: ⑴在右侧虚线框中,画出小欢所设计的实验电路图。 ⑵根据实验现象简要说明小林的解释是错误的。
15.(2019?江都市二模)“探究串联电路特点”时小明选用两只规格相同的灯泡连接的电路如图甲所示。
(1)闭合开关S后,发现灯L1发光,L2不发光。同学们有以下几种猜想:①L2灯丝断了;②L2短路;③灯L2也工作,但L2中电流比L1中电流小。以上猜想中正确有 (填序号)。
(2)为了寻找“串联电路的电流关系”,分别把图中A、B、C各点断开,然后把 接入,闭合开关前,发现其中一个电表指针如图乙所示,出现这种现象的原因是 。
(3)在寻找“串联电路的电压关系”时,小明将电压表并联在L1两端,闭合开关,电压表示数如图丙所示,为了使实验结果更准确,接下来他应该 。
(4)正确实验操作后,测得A、B、C三处的电流记IA、IB、IC,测得AB、BC、AC两点间的电压UAB、UBC、UAC。下列说法正确的是
A.IA>IB>IC B.IA<IB<IC
C.UAB=UBC=UAC D.UAC=UAB+UBC
(5)为了使结论更有普遍性,可采用的方法是: 。
A、换用不同规格灯泡多次实验, B、改变电源电压多次实验。
【答案与解析】
一、选择
1.【答案】C
【解析】串联电路中电流处处相等,并联电路中干路电路等于各支路电流之和。所以答案C正确。
2.【答案】C
【解析】因为串联电路中电流处处相等,因此通过较大电灯的电流与通过较小电阻的电流相等,所以通过较大电灯的电流也是0.4A,故选C。
3.【答案】BC
【解析】如果是断路灯泡不亮,所以A、D错误;灯泡时亮时灭电路接触不亮,可能是开关接触不亮,也可能是灯泡与插座接触不亮,所以BC正确。
4.【答案】D
【解析】在探究串联电路中电流规律的过程中,为了避免使用存在偶然性,使实验结论具有普遍性,要选用不同规格的灯泡重复测量三次以上。所以D选项正确。
5.【答案】D
【解析】规格相同的两个灯泡并联时,通过两灯的电流也相同。电流表测量的是干路电流2.5A,每一条支路的电流是1.25A。
6.【答案】D
【解析】当开关S1、S2闭合时,灯泡L1与灯泡L2并联,电流表A1测量通过灯泡L1的电流,电流表A2测量的是干路电流,因此选项A、B都错。当开关S2断开时,只有灯泡L1连入电路,电流表A2测量电路中的电流,根据并联电路特点可知,各支路互不影响,所以通过灯泡L1的电流不发生变化。又根据并联电路电流特点可知,并联电路干路电流等于各支路电流之和,当开关S2断开时,电流表A2的示数变小,故选项D正确。
二、填空
7.【答案】并联
8.【答案】0.1A
【解析】串联电路中,电流处处相等,所以通过每一个小灯泡的电流都是0.1A。
9.【答案】0.2A
【解析】L1和L2并联,开关S闭合前电流表测量L1的电流,S闭合后,电流表测L1和L2的总电流,而L1在开关闭合前后通过的电流不变,所以电流表示数变化值即为通过L2的电流。
10.【答案】L1;1.2A
【解析】由电路图可知此电路为并联电路,电流表a串联在L1的支路中,测量L1的电流;电流表b串联在干路中,测量干路电流,因并联电路的干路电流要大于支路电流,根据乙图中两表的偏转程度,推知电流表b的使用量程应是0-3A,分度值是0.1A,读数为1.2A。
11.【答案】(1)干路电流等于各支路电流之和;(2)电阻R1;(3)电源电压;(4)干路电流等于各支路电流之和。
【解析】(1)可以猜想:干路电流等于各支路电流之和;(2)由表一实验数据可知,只有B处电流发生改变,则在实验过程中,只靠改变电阻R1而得到实验数据;(3)由表二实验数据可知,A、B量程电流均发生变化,两处电流的比值保持不变,则实验是通过改变电源电压得到的实验数据;(4)由表中实验数据可知,干路电流等于各支路电流之和;故答案为:(1)干路电流等于各支路电流之和;(2)电阻R1;(3)电源电压;(4)干路电流等于各支路电流之和。
12.【答案】3.58A
【解析】家庭电路的用电器都是并联的,根据并联电路电流规律,总电流等于各支路电流之和,所以,三个用电器同时工作时的总电流是通过三个用电器的电流之和3.58A。
三、综合应用
13.【答案】A1测量L1、L2、L3的电流;A2测量L2、L3 ;A3测量L1、L2
14.【答案】电路图如图所示。根据电路图连接好电路,开关闭合,观察两个灯泡的亮度,发现L1和L2的亮度与小林的实验结果相同,但此时电流先经过L2再经过L1,因此小林的结论是错误的。
15.【答案】(1)②;(2)电流表;电流表指针没有调零;(3)断开开关,电压表换用0﹣3V量程,然后再进行实验;(4)D;(5)A
【解析】(1)闭合开关S后,发现灯L1发光,L2不发光,说明电路中没有断路,L2不发光,说明是L2短路,故选②;(2)为了探究“串联电路的电流关系”,应该把电流表接入电路;闭合开关前,发现其中一个电表指针如图乙所示,没有指在零刻度上,出现这种现象的原因是没调零;(3)闭合开关,电压表示数如图丙所示,示数较小,说明选择的量程偏大,为了使实验结果更准确,接下来他应该断开开关,选用小量程,即选用0~3V的量程;(4)串联电路中各处的电流都相等;串联电路两端的电压等于各部分电压之和,故D正确,故选D;(5)为了得出普遍结论,应该换用不同规格的灯泡、改变电源电压,重复操作,进行多次实验,故选A。