九年级物理全一册举一反三系列专题15.5串并联电流中的电流规律【四大题型】(人教版)(原卷版+解析)
展开TOC \ "1-3" \t "正文,1" \h
\l "_Tc1161" 【题型1 串并联电路中的电流规律】
\l "_Tc25206" 【题型2 用电流表检测电路的故障】
\l "_Tc9103" 【题型3 作图题】
\l "_Tc9103" 【题型4 综合与实验探究】
【知识点1 串并联电路中的电流规律】
探究规律的实验,如果只进行一次实验就得出结论,不能避免一次实验具有的偶然性,所以要多次进行实验,得到更普遍适用的结论。因此,在探究串联电路中电流关系实验过程中,测出一组数据后,应换用不同型号的灯泡再进行几次实验,收集证据,分析给出结论,这样才能使实验结论更具有普遍性
【题型1 (2022·山东临沂·中考真题)如图所示电路,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2均正常发光,两电表都有示数,下列判断正确的是( )
A.电流表A1只测量灯L2的电流B.电流表A2的示数比A1的大
C.灯L1被短路时,L2正常发光D.仅断开S1只有一个表有示数
【变式1-1】(2022·天津·中考真题)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,0.2AB.0.2A,0.3AC.0.5A,0.3AD.0.5A,0.2A
【变式1-2】(2022·全国·九年级)在如图所示的电路中,闭合开关,一灯较亮,一灯较暗,则下列说法正确的是( )
A.较亮的灯中电流较大B.较暗的灯中电流较大
C.电流一样大D.条件不足无法判断
【变式1-3】(2022·四川成都·二模)在探究串联电路中电流关系时,实验器材有两只额定电压为2.5V的灯泡,电流表1只,开关1个,干电池两节,导线若干。按照如图所示电路图连接实物,将电流表分别接入A、B、C三点,测量其电流记录数据后,发现IA=IB=IC,下一步应该做的是( )
A.整理器材,结束实验
B.分析数据,得出结论
C.更换电流表的量程,再测出一组数据
D.更换两只不同规格的小灯泡,再测出几组数据
【知识点2 用电流表检测电路的故障】
“测量原理:短路,有电流无电压;断路,有电压无电流。 测量方法:使用点触法,将电流表串入电路,电压表并入电路。 区别:电压表是表头与大电阻串联,根据表头内阻和电阻的阻值可以确定电压表的最大量程。电流表是表头与小电阻并联,同理可求最大量程。 电压表中的电阻起分压作用,电流表中的电阻起分流作用。”。
【题型2 用电流表检测电路的故障】
【例2】(2022·天津河西·一模)如图所示,闭合开关,发现仅有一只灯泡发光,且两电流表示数相等,关于电路中可能存在的故障,下列判断正确的是( )
A.L1断路B.L2断路C.L1短路D.L2短路
【变式2-1】(2022·江苏·景山中学九年级期末)如图所示,闭合开关S时,灯泡L1、L2都不亮;用一根导线的两端接触a、b两点时两灯都不亮;接触b、c两点时,两灯不亮;接触c、d两点时,两灯都亮了。由此可以判断( )
A.L1开路B.L2短路C.开关S短路D.开关S断路
【变式2-2】(2022·上海·中考真题)如图所示电路中,由于接线柱接触不良导致电路发生了断路故障。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。现通过接入一个电表来判断故障。
① 应选择如下方案_______________;
A.将一个电流表串联在 Q 点
B.将一个电压表并联在 Q、M 点之间
C.将一个电压表并联在 M、N 两点之间
② 请写出选择方案后,闭合开关 S 后的操作、电表的示数变化情况及其对应的故障:_____________。
【变式2-3】(2022·上海·九年级)在图所示的电路中,除电阻R1、R2可能存在断路故障外,其它元件均完好。请根据下列要求,写出查找故障的操作方法及相应可观察到的现象。
(1)查找R1是否断路:___________,若___________,则R1完好。
(2)查找R2是否断路:___________,若___________,则R2断路。
【题型3 作图题】
【例3】(2022·上海·九年级)请根据图甲的电路图,在图乙实物图上用笔画线将其连线补充完整。已知闭合开关后,通过小灯泡L1的电流为0.5A,通过小灯泡L2的为0.2A。
【变式3-1】(2022·四川资阳·九年级期末)在虚线框中画出实物图所对应的电路图。
【变式3-2】(2022·甘肃酒泉·九年级期末)用笔画代替导线完成图中电路的实物连接(已知流过L1和L2的电流分别为0.5A和0.8A)要求:导线不能交叉。
【变式3-3】(2022·河南·驻马店市第一高级中学分校九年级开学考试)请根据图中所示的实物图,在方框中画出对应的电路图。
【题型4 综合与实验探究】
【例4】(2022·广西桂林·中考真题)小桂和小林在“探究并联电路中电流的规律”的实验中:
(1)他们按如图甲的电路图连接电路,在图乙的实物图中还差一根导线没有连接,请在图中画出该条导线;( )
(2)在实验过程中,突然熄灭,亮度不变,电路可能出现的故障是___________路;
(3)排除故障后,用电流表测出通过、和干路的电流,记录如下表,第三次实验时电流表指针指在如图丙的位置,其读数应为 ___________ A;小桂分析实验数据后得出结论:并联电路干路电流等于各支路电流之和,且各支路电流相等。小林认为小桂的结论可能不正确,为了验证这个结论是否正确,他们应该更换规格 ___________(选填“相同”或“不同”)的灯泡再次实验。
(4)本实验要进行多次实验的目的是 ___________。
【变式4-1】(2022·陕西·中考真题)在“探究并联电路电流特点”的实验中,小华设计了如图-1所示的电路进行实验。
(1)连接电路时,开关应处于______状态;
(2)实验中,在A、B、C三处各接入一个电流表,并选择合适的量程,闭合开关,测得A、B、C三处的电流分别为IA 、IB、IC。更换多组______(选填“相同”或“不同”)规格的灯泡重复实验,部分实验数据如表所示;
(3)分析实验数据可得:在并联电路中,干路电流与各支路电流的关系是______(写出关系式);
(4)小华在某次实验时,测得C处电流IC为0.30 A,观察到A处电流表指针位置如图-3所示,则A处电流大小为______A。
【变式4-2】(2022·全国·九年级)如图所示,是探究串联电路电流特点的实物电路
(1)依次断开图中A、B、C各点,将________表与灯泡L1、L2________联接入电路,读取电流表的示数。
(2)更换小灯泡,再次测量A、B、C各点的________;拆接电路时,开关S应处于________状态。
(3)实验后断开开关,________;收集到的表中数据表明,串联电路的电流特点是________。
【变式4-3】(2022·北京石景山·一模)小明利用电池、规格不同的灯泡L1和L2、一个电流表、开关和导线来探究“并联电路中的电流关系”,并设计了如下实验:
(1)他连接了如图所示电路.要求两只灯泡并联,电流表测量通过干路的电流I。请用笔画线表示导线,将没有接入的一根导线补上______。
(2)若用电流表测量通过灯泡L1的电流,这根未接入的导线应接在______(用文字表述)。
(3)再将电流表串联在灯泡L2所在支路上,测通过灯泡L2的电流;并比较I、和三者的关系,得出实验结论。此实验方案存在的不足之处是______,请针对存在的问题写出改进的方法:______。(写一种方法即可)
实验次数
1
2
3
电流表的示数/A
0.18
0.2
电流表的示数/A
0.18
0.2
电流表的示数/A
0.36
0.4
图2
实验序号
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.46
0.18
0.28
2
0.36
0.20
0.16
3
0.7
0.32
0.38
实验次数
A点电流IA
B点电流IB
C点电流IC
1
0.3A
0.3A
0.3A
2
0.2A
0.2A
0.2A
专题15.5 串并联电路中的电流规律【四大题型】
【人教版】
TOC \ "1-3" \t "正文,1" \h
\l "_Tc1161" 【题型1 串并联电路中的电流规律】
\l "_Tc25206" 【题型2 用电流表检测电路的故障】
\l "_Tc9103" 【题型3 作图题】
\l "_Tc9103" 【题型4 综合与实验探究】
【知识点1 串并联电路中的电流规律】
探究规律的实验,如果只进行一次实验就得出结论,不能避免一次实验具有的偶然性,所以要多次进行实验,得到更普遍适用的结论。因此,在探究串联电路中电流关系实验过程中,测出一组数据后,应换用不同型号的灯泡再进行几次实验,收集证据,分析给出结论,这样才能使实验结论更具有普遍性
【题型1 (2022·山东临沂·中考真题)如图所示电路,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2均正常发光,两电表都有示数,下列判断正确的是( )
A.电流表A1只测量灯L2的电流B.电流表A2的示数比A1的大
C.灯L1被短路时,L2正常发光D.仅断开S1只有一个表有示数
【答案】D
【解析】
A.闭合开关S1、S2,电流表A1在干路上,测量干路电流,故A错误;
B.闭合开关S1、S2,两个灯泡并联,电流表A1在干路上,电流表A2在支路上,故电流表A2的示数比A1的小,故B错误;
C.若灯L1被短路时,则灯泡L2也被短路,故C错误;
D.仅断开S1,只有灯泡L2接入电路,电流表A2没有接入电路,故没有示数,只有电流表A1接入电路,故只有电流表A1有示数,故D正确。
故选D。
【变式1-1】(2022·天津·中考真题)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,0.2AB.0.2A,0.3AC.0.5A,0.3AD.0.5A,0.2A
【答案】A
【解析】
由图中可知,小灯泡L1与L2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测流过灯泡L1的电流,由题意可知,电流表A的示数为I=0.5A,即干路电流为0.5A,电流表A1的示数为I1=0.3A,即流过灯泡L1的电流为0.3A,由并联电路的电流规律可知,流过灯泡L2的支路电流为
I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式1-2】(2022·全国·九年级)在如图所示的电路中,闭合开关,一灯较亮,一灯较暗,则下列说法正确的是( )
A.较亮的灯中电流较大B.较暗的灯中电流较大
C.电流一样大D.条件不足无法判断
【答案】C
【解析】
由电路图可知,两灯泡串联,因为串联电路中各处的电流相等,所以通过两灯泡的电流相等,两个灯泡的亮度不同的原因是它们的实际电功率不同,故C正确,ABD错误。
故选C。
【变式1-3】(2022·四川成都·二模)在探究串联电路中电流关系时,实验器材有两只额定电压为2.5V的灯泡,电流表1只,开关1个,干电池两节,导线若干。按照如图所示电路图连接实物,将电流表分别接入A、B、C三点,测量其电流记录数据后,发现IA=IB=IC,下一步应该做的是( )
A.整理器材,结束实验
B.分析数据,得出结论
C.更换电流表的量程,再测出一组数据
D.更换两只不同规格的小灯泡,再测出几组数据
【答案】D
【解析】
本题为探究规律的实验,如果只进行一次实验就得出结论,不能避免一次实验具有的偶然性,所以要多次进行实验,得到更普遍适用的结论。因此,在探究串联电路中电流关系实验过程中,测出一组数据后,应换用不同型号的灯泡再进行几次实验,收集证据,分析给出结论,这样才能使实验结论更具有普遍性,故下一步应该更换两只不同规格的小灯泡,再测出几组数据。故选D。
【知识点2 用电流表检测电路的故障】
“测量原理:短路,有电流无电压;断路,有电压无电流。 测量方法:使用点触法,将电流表串入电路,电压表并入电路。 区别:电压表是表头与大电阻串联,根据表头内阻和电阻的阻值可以确定电压表的最大量程。电流表是表头与小电阻并联,同理可求最大量程。 电压表中的电阻起分压作用,电流表中的电阻起分流作用。”。
【题型2 用电流表检测电路的故障】
【例2】(2022·天津河西·一模)如图所示,闭合开关,发现仅有一只灯泡发光,且两电流表示数相等,关于电路中可能存在的故障,下列判断正确的是( )
A.L1断路B.L2断路C.L1短路D.L2短路
【答案】B
【解析】
由电路图可知,两灯泡并联,下面的电流表测干路中电流,上面的电流表测流过灯泡L1支路的电流,闭合开关,发现仅有一只灯泡发光,这说明电路出现了断路(若灯泡短路,则整个电路都会短路,两灯泡都不发光),两电流表示数相等,说明两个电流表测的是通过同一个灯泡的电流,则故障是L2断路,故ACD错误,B正确。
故选B。
【变式2-1】(2022·江苏·景山中学九年级期末)如图所示,闭合开关S时,灯泡L1、L2都不亮;用一根导线的两端接触a、b两点时两灯都不亮;接触b、c两点时,两灯不亮;接触c、d两点时,两灯都亮了。由此可以判断( )
A.L1开路B.L2短路C.开关S短路D.开关S断路
【答案】D
【解析】
A.如果灯L1断路,用一段导线的两端接触a、b两点时,L1不发光,L2会发光,故A不符合题意;
B.如果灯L2短路,闭合开关S时,灯泡L1会发光,L2不发光,故B不符合题意;
C.如果开关S短路,不论开关S是否闭合,灯泡L1、L2都应该发光,故C不符合题意;
D.如果开关S断路,导线接触c、d两点时,电路是通路,两灯都发光,故D符合题意。
故选D。
【变式2-2】(2022·上海·中考真题)如图所示电路中,由于接线柱接触不良导致电路发生了断路故障。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。现通过接入一个电表来判断故障。
① 应选择如下方案_______________;
A.将一个电流表串联在 Q 点
B.将一个电压表并联在 Q、M 点之间
C.将一个电压表并联在 M、N 两点之间
② 请写出选择方案后,闭合开关 S 后的操作、电表的示数变化情况及其对应的故障:_____________。
【答案】 A
【解析】
[1][2]A.电路中R1、R2并联,各支路用电器工作互不影响,将电流表串联接入 Q 点,Q点在干路上,闭合开关后,向左滑动变阻器的滑片P,若电流表的示数不变,则 R2 断路;若电流表示数变大,则 R1 断路。故A符合题意;
B.将电压表并联在 Q、M 点之间,电压表被电路中的导线短路,开关闭合后电压表始终没有示数,因此无法判定故障位置。故B不符合题意;
C.电路中R1、R2并联,将电压表并联在M、N 两点之间,即电压表测R2两端电压,由并联电路各支路两端电压与电源电压相等可知,开关S闭合后,电压表测电源电压,示数始终不变,因此无法判定故障位置。故C不符合题意。
故选A。
【变式2-3】(2022·上海·九年级)在图所示的电路中,除电阻R1、R2可能存在断路故障外,其它元件均完好。请根据下列要求,写出查找故障的操作方法及相应可观察到的现象。
(1)查找R1是否断路:___________,若___________,则R1完好。
(2)查找R2是否断路:___________,若___________,则R2断路。
【答案】 断开S2,闭合S1 A有示数 先闭合S1,后闭合S2 闭合S2时,A示数不变
【解析】
由图得,开关都闭合后,两电阻并联,开关S1、S2分别控制整个电路、R2所在支路。
(1)[1][2]查找R1是否断路,可以断开S2,闭合S1,使电阻R1单独工作,观察电流表是否有示数,若电流表有示数,说明,电路处于接通状态,R1完好。
(2)[3][4]查找R1是否断路,先闭合S1,后闭合S2,先使电阻R1单独工作,再让两个电阻并联,使电流表先后测量电阻R1的电流和并联电路的总电流,观察电流表是否有示数,若电流表示数发生改变,说明电阻R2完好;若电流表示数不变,说明电阻R2断路。
【题型3 作图题】
【例3】(2022·上海·九年级)请根据图甲的电路图,在图乙实物图上用笔画线将其连线补充完整。已知闭合开关后,通过小灯泡L1的电流为0.5A,通过小灯泡L2的为0.2A。
【答案】
【解析】
由电路图知,两灯并联,电流表A1测干路电流,A2测通过L1支路的电流,开关在干路上,控制整个电路,通过小灯泡L1的电流为0.5A,所以电流表A2使用小量程,通过小灯泡L2的为0.2A,根据并联电路的电流规律知干路电流为
0.5A+0.2A=0.7A
所以A1使用大量程,实物图连接如图所示
【变式3-1】(2022·四川资阳·九年级期末)在虚线框中画出实物图所对应的电路图。
【答案】
【解析】
电流从正极分成两条支路,一条支路经过灯泡L1和开关S1,另一支路经过电流表A和灯泡L2和开关S2,然后两支路再汇合共同回到电源负极;如图所示
【变式3-2】(2022·甘肃酒泉·九年级期末)用笔画代替导线完成图中电路的实物连接(已知流过L1和L2的电流分别为0.5A和0.8A)要求:导线不能交叉。
【答案】
【解析】
由图甲可知,两灯并联,开关S1和电流表在干路上,开关S2在L2所在的支路上,L1和L2的电流分别为0.5A和0.8A,由并联电路的电流特点知,干路的电流
I=0.5A+0.8A=1.3A
所以电流表应选择0~3A量程,实物连接如图所示
【变式3-3】(2022·河南·驻马店市第一高级中学分校九年级开学考试)请根据图中所示的实物图,在方框中画出对应的电路图。
【答案】
【解析】
由实物图可知:L1、L2并联,电流表A1与L2串联,电流表A2测干路电流,开关S控制整个电路,按照电流路径画对应电路图如图所示:
【题型4 综合与实验探究】
【例4】(2022·广西桂林·中考真题)小桂和小林在“探究并联电路中电流的规律”的实验中:
(1)他们按如图甲的电路图连接电路,在图乙的实物图中还差一根导线没有连接,请在图中画出该条导线;( )
(2)在实验过程中,突然熄灭,亮度不变,电路可能出现的故障是___________路;
(3)排除故障后,用电流表测出通过、和干路的电流,记录如下表,第三次实验时电流表指针指在如图丙的位置,其读数应为 ___________ A;小桂分析实验数据后得出结论:并联电路干路电流等于各支路电流之和,且各支路电流相等。小林认为小桂的结论可能不正确,为了验证这个结论是否正确,他们应该更换规格 ___________(选填“相同”或“不同”)的灯泡再次实验。
(4)本实验要进行多次实验的目的是 ___________。
【答案】
断 0.24 不同 寻找普遍规律
【解析】
(1)[1]如图甲所示,灯L1、L2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测灯L1的电流,电流A2测灯L2的电流,差的一根线如图所示:
(2)[2] 灯L1、L2并联,互不干扰,在实验过程中,L2突然熄灭,L1亮度不变,若L2短路,则L1也熄灭,故原因是L2断路,。
(3)[3]如图丙所示,电流表接0~0.6A量程,分度值为0.02A,读数为0.24A。
[4]为使结论具有普遍性,应更换不同规格的灯泡进行实验。
(4)[5]本实验是找规律类实验,多次实验的目的是寻找普遍规律。
【变式4-1】(2022·陕西·中考真题)在“探究并联电路电流特点”的实验中,小华设计了如图-1所示的电路进行实验。
(1)连接电路时,开关应处于______状态;
(2)实验中,在A、B、C三处各接入一个电流表,并选择合适的量程,闭合开关,测得A、B、C三处的电流分别为IA 、IB、IC。更换多组______(选填“相同”或“不同”)规格的灯泡重复实验,部分实验数据如表所示;
(3)分析实验数据可得:在并联电路中,干路电流与各支路电流的关系是______(写出关系式);
(4)小华在某次实验时,测得C处电流IC为0.30 A,观察到A处电流表指针位置如图-3所示,则A处电流大小为______A。
【答案】 断开 不同 IA=IB+IC 0.8
【解析】
(1)[1]连接电路时,避免电路中电流过大,烧坏用电器,所以开关要断开。
(2)[2]为了避免实验的偶然性,需要更换不同规格的灯泡重复试验。
(3)[3]通过分析三次试验可知,C处的电流IC与B处的电流IB的和等于A处的电流IA,即并联电路中干路电流与支路电流的关系是
IA=IB+IC
(4)[4]由表格中的数据可知,电流的最大值是0.7A,所以电流表接入电路中的量程是0~3V,此时电流表的示数为0.8A。
【变式4-2】(2022·全国·九年级)如图所示,是探究串联电路电流特点的实物电路
(1)依次断开图中A、B、C各点,将________表与灯泡L1、L2________联接入电路,读取电流表的示数。
(2)更换小灯泡,再次测量A、B、C各点的________;拆接电路时,开关S应处于________状态。
(3)实验后断开开关,________;收集到的表中数据表明,串联电路的电流特点是________。
【答案】 电流 串 电流 断开 改变灯泡规格或改变电池个数进行多次实验,得出普遍性的结论 各处的电流都相等
【解析】
(1)[1][2]探究串联电路电流特点,需要用到电流表依次测出A、B、C各点的电流,电流表使用时要与待测电路串联。
(2)[3][4]为了使结论具有普遍性,需要更换小灯泡,再次测量A、B、C各点的电流,并与第一次实验的数据横向对比;拆接电路时,为了保护电路,开关S应处于断开状态。
(3)[5][6]由于实验次数太少,得出的结果不具有普遍性,所以需要改变灯泡规格或改变电池个数进行多次实验,多次测量数据的目的是得出普遍性的结论;横向比较表中数据得出的结论是:串联电路的电流特点是各处的电流都相等。
【变式4-3】(2022·北京石景山·一模)小明利用电池、规格不同的灯泡L1和L2、一个电流表、开关和导线来探究“并联电路中的电流关系”,并设计了如下实验:
(1)他连接了如图所示电路.要求两只灯泡并联,电流表测量通过干路的电流I。请用笔画线表示导线,将没有接入的一根导线补上______。
(2)若用电流表测量通过灯泡L1的电流,这根未接入的导线应接在______(用文字表述)。
(3)再将电流表串联在灯泡L2所在支路上,测通过灯泡L2的电流;并比较I、和三者的关系,得出实验结论。此实验方案存在的不足之处是______,请针对存在的问题写出改进的方法:______。(写一种方法即可)
【答案】 电流表最右接线柱 次数太少,不能得出普遍规律 换不同的灯泡多做几次
【解析】
(1)[1]要求两只灯泡并联,电流表测量通过干路的电流I;电流从电源正极出来依次经过开关、电流表,到达灯泡L1的左接线柱时开始出现分叉,出现两条支路,如图:
(2)[2]用电流表测量通过灯泡L1的电流,电流表要与L1串联,电流表的负接线柱已经与L1相连,从图中可以看出,这根未接入的导线要接在电流表的最右端接线柱,此时电流表测L1的电流。
(3)[3][4]本实验只测量出了一组数据,得到的结论具有偶然性;应该更换不同规格的灯泡或者改变电源电压多测几组数据,使实验结论具有普遍性。
实验次数
1
2
3
电流表的示数/A
0.18
0.2
电流表的示数/A
0.18
0.2
电流表的示数/A
0.36
0.4
图2
实验序号
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.46
0.18
0.28
2
0.36
0.20
0.16
3
0.7
0.32
0.38
实验次数
A点电流IA
B点电流IB
C点电流IC
1
0.3A
0.3A
0.3A
2
0.2A
0.2A
0.2A
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