第11讲 串并联电路电流的规律-【暑假衔接】新九年级物理暑假精品课讲义(人教版)
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第11讲 串并联电路电流的规律
1.练习正确使用电流表;
2.掌握串并联电路中电流的规律。
一、串联电路的电流规律
提出问题:串联电路中各点的电流有什么关系?
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:
(7)实验结论:串联电路的电流规律IA=IB=IC
【特别提示】
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。
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。
二、并联电路中电流规律
提出问题:并联电路中各点的电流有什么关系?
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)
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:
(7)实验结论:并联电路的电流规律IA=IB+IC。
【特别提示】
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。
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。
考点一:串联电路电流规律
例1.
如图所示,是“探究串联电路的电流规律”的实验电路图,将电流表分别接在A、B、C三处测量电路中的电流。
(1)实验时,选择两个小灯泡的规格最好是 ___________的(选填“相同”或“不相同” );
(2)连接电路时开关要 ___________,连接好电路后检查电路是否正确连接;
(3)如表是某同学做实验得到的其中一组数据:指出表格所记录的数据中,明显错误的数值是 ___________;
(4)改正错误数据后,分析实验数据得到的串联电路中电流的规律是:___________。
【答案】 不相同 断开 1.5 串联电路中各处电流都相等
【详解】(1)[1]实验时,选择两个小灯泡的规格最好是不同的,这样才能获得普遍的规律。
(2)[2]连接电路时开关要断开,避免电路连接的过程中电路中电流过大,烧坏用电器。
(3)[3]串联电路各处的电流相等,表中所记录的数据中,明显错误的数值是1.5。
(4)[4]改正错误数据后,分析实验数据可知,三处电流相等,所以得到的串联电路中电流的规律是串联电路中各处电流都相等。
考点二:并联电路中电流的规律
例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,某同学设计的实验电路如图甲所示。
(1)连接电路时,开关处于___________状态;
(2)实验中应选用规格___________(选填“相同”或“不同”)的小灯泡、连接电路;
(3)该同学将电流表串联接入图甲中的C点,闭合开关后,发现电流表指针没有偏转,但小灯泡L1和L2均发光,可能的原因是___________(选填“L1断路”、“L2断路”、“电流表断路”或“电流表被短接”)。排除故障后,发现电流表的指针指在如图乙所示的位置,此时通过C点的电流是___________A;
(4)该同学再将电流表串联接入图甲中的A点,闭合开关后,发现电流表的示数是0.28 A,此时通过小灯泡L2的电流是___________A。
【答案】 断开 不同 电流表被短接 0.48 0.2
【详解】(1)[1]为保护电路安全,连接电路时,开关应断开。
(2)[2]为了避免实验的偶然性,应选用不同规格的灯泡进行多次实验,以得到具有普遍性的结论。
(3)[3]该同学将电流表串联接入图甲中的C点,闭合开关后,发现电流表指针没有偏转,但小灯泡L1和L2均发光,这说明电路是通路,电流表无示数,说明电流表被短路。
[4]由图可知,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.48A,即C点的电流是0.48A。
(4)[5]电流表串联接入图甲中的A点,电流表的示数是0.28A,通过小灯泡L1的电流是0.28A,并联电路中,干路中的电流等于支路电流的和,则通过小灯泡L2的电流是
考点三:串并联电路中电流规律的应用
角度1:电路图识别
例2.
如图(甲)所示,闭合开关后,两灯均发光,且两电流表示数均如图(乙)所示,则流过灯L1和L2的电流分别是( )
A.0.28A 1.12AB.0.28A 1.4AC.1.4A 0.28AD.1.12A 0.28A
【答案】A
【详解】由电路图知,灯L1和L2并联,电流表A1测量的是通过L1支路的电流,电流表A2测量干路电流;并联电路中干路电流等于各支路电流之和,干路电流大于任何一个支路的电流,干路电流表A2指针的位置与L1支路电流表A1指针的位置相同,所以干路电流表A2的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为1.4A,电流表A1选用的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.28A,即通过L1的电流是0.28A; 则通过L2的电流是I2=I-I1=1.4A-0.28A=1.12A,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
角度2:实物图识别
例3.
用下列电路探究电路的电流规律时,电流表A1、A2的示数如图所示,则流过灯泡L1、L2的电流分别是( )
A.0.7A 0.4AB.0.3A 0.4A
C.0.14A 0.26AD.0.7A 1.3A
【答案】B
【详解】由图可知,灯泡L1、L2并联,电流表A1测干路电流,A2测L2支路的电流;根据并联电路的电流特点可知,A1的示数应大于A2的示数,而图中电流表A1的指针偏转角度比A2的小,所以电流表A1选择的是大量程(即0~3A),分度值为0.1A,其示数即干路电流为0.7A;电流表A2选择的是小量程(即0~0.6A),分度值为0.02A,其示数即通过灯泡L2的电流为0.4A;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过灯泡L1的电流为,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
1.(2022·天津·统考中考真题)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
【详解】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。
2.(2022·山东临沂·统考中考真题)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
【详解】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。
3.(2021·广西百色·统考中考真题)如图甲所示的实物电路中,当开关闭合时,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。则下列判断正确的是( )
A.通过灯L1的电流为1.5AB.通过灯L1的电流为0.3A
C.通过灯L2的电流为1.2AD.通过灯L2的电流为0.3A
【答案】D
【详解】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支路的电流,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且两个电流表的指针在同一个位置,所以,干路电流表A1的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数I=1.5A,L2支路电流表A2的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,通过L2中的电流示数I2=0.3A,则灯L1中的电流
I1=I—I2=1.5A-0.3A=1.2A
故ABC错误,D正确。
故选D。
4.(2021·甘肃兰州·统考中考真题)如图所示的电路,闭合开关S后,只有一只灯泡发光,两电流表示数相等,关于电路中可能存在的故障,下列说法中正确的是( )
A.断路B.断路C.短路D.短路
【答案】B
【详解】由图可知,两个灯泡并联,电流表A1测量通过L1的电流,电流表A测量干路中的电流。
A.断路,灯泡L1不发光,电流表A1没有示数,故A错误;
B.断路,灯泡L2不发光,灯泡L1发光,电流表A和电流表A1都测量通过L1的电流,它们的示数相等,故B正确;
CD.L1或L2短路,两个灯泡都不发光,将电源短路,故CD错误。
故选B。
5.(2022·湖南益阳·统考中考真题)如图所示电路,灯泡、的连接方式是___________。在闭合开关后,如果电流表示数为0.5A,电流表示数为0.3A,则通过小灯泡的电流是___________A。
【答案】 并联 0.2
【详解】[1]由电路图可看出,电路中电流从正极流出经过开关和电流表A1后分成两条支路,一条是L1,另一条L2和A2,最终一起流回负极,所以灯泡、的连接方式是并联。
[2]由图,电流表A1测干路电流,即I=0.5A;电流表A2测支路L2中的电流,即通过灯L2的电流I2=0.3A;由并联电路的电流规律得,通过支路L1的电流为
I1=I- I2=0.5A-0.3A=0.2A
6.(2022·辽宁大连·统考中考真题)某同学在探究“串联电路电流的特点”时,将两个规格不同的小灯泡L1、L2串联起来,实验电路图如图甲所示。
(1)根据实验电路图,用笔画线将图乙中的实物连接起来,电流表测A处电流_________。
(2)该同学连接好电路后,用开关“试触”,观察到电流表指针迅速偏转到零刻线左侧,则他连接的电路存在的问题是__________。
(3)正确连接电路后,闭合开关S,发现L1灯不发光,L2灯发光。该同学猜想可能是L1灯被短接了。他拿来一根导线进行检验,根据看到的现象判断出他的猜想是错误的。
①请写出他检验时的做法及观察到的现象。
做法:____________________。
现象:____________________。
②请你对L1灯不发光提出一个合理的猜想:__________。
【答案】
电流表正负接线柱接反了 将导线并联在L1灯两端 L1灯不发光,L2灯发光,电流表示数变大 通过L1灯的电流过小,导致实际功率过小
【详解】(1)[1]由电路知,小灯泡L1、L2组成串联电路,电流表测A处电流,电流表选0~0.6A 量程,把各元件按顺序连接起来,如图所示
(2)[2]连接好电路后,用开关“试触”,观察到电流表指针迅速偏转到零刻线左侧,是由于电流从电流表负接线柱流入,从正接线柱流出,故他连接的电路存在的问题是电流表正负接线柱接反了。
(3)①[3]正确连接电路后,闭合开关S,发现L1灯不发光,L2灯发光。可将导线并联在L1灯两端。
[4]观察到 L1灯不发光,L2灯发光,电流表示数变大;说明L1灯被短接后电路中的电阻变小,电流变大,故原电路的L1灯没有被短接,他的猜想是错误的。
②[5] 当电路中的电流过小时,由P=I2R知,电功率也会过小,导致灯不发光;故L1灯不发光是由于通过L1灯的电流过小,导致实际功率过小。
7.(2022·广西桂林·统考中考真题)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
【详解】(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。
8.(2021·四川成都·统考中考真题)在“探究并联电路中的电流规律”实验中:
(1)小罗同学设计的实验电路如图甲所示,她选用的电源电压是3V。关于小灯泡规格的选择,下列说法正确的是______;
A.没有限制,可以任意选取 B.小灯泡的额定电压必须为3V
C.小灯泡的规格应该不同 D.必须保证小灯泡的额定电流相同
(2)小罗同学将电流表接在A处,闭合开关,电流表指针位置如图乙所示。她的电流表量程选择正确吗?答:______;
(3)在得出实验结论时,我们将图甲中A、B处的电流称为支路中的电流,C处的电流称为______电流。
【答案】 C 正确 干路
【详解】(1)[1]在实验探究中,应选择不同规格的小灯泡,才能避免实验结论的偶然性。故C选项正确。
(2)[2]电流表接在A处,测的是支路电流,所以此时量程选择正确。
(3)[3]由电路图知,C处是并联电路的干路部分,通过的电流为干路电流。
1.A、B是用同种材料制成的长度相等的圆柱形导体,A比B的横截面积小,如图所示,将它们串联在电路中,通过的电流关系是( )
A.IA>IBB.IA<IB
C.IA=IBD.无法确定
【答案】C
【详解】串联电路中电流处处相等,因此可知通过A、B的电流相等,即IA=IB。
故选C。
2.在“用电流表测电流”的实验中,某同学接成图a所示的电路。当开关闭合后,两灯都发光,两个电流表的指针所指位置均为图b所示,则灯L1和L2的电流分别为( )
A.0.32A 1.6AB.1.6A 0.32A
C.0.32A 1.28AD.1.28A 0.32A
【答案】D
【详解】由图a可知,灯L1和L2并联,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量L2的电流,因为并联电路干路中的电流等于各支路电流之和,且两个电流表指针位置相同,所以,电流表A1的量程是,分度值是0.1A,干路的电流I=1.6A
电流表A2测的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,灯L2的电流I2=0.32A
灯L1的电流I1=I-I2=1.6A-0.32A=1.28A,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.如图所示,灯L1与L2串联,闭合开关S后,发现灯L1比L2亮,则通过两灯的电流I1与I2的大小关系是( )
A.I1>I2B.I1<I2C.I1=I2D.无法确定
【答案】C
【详解】串联电路中各处的电流相等,将灯L1、L2串联在电源两端时,通过它们的电流相等,即,故C符合题意;ABD不符合题意。
故选C。
4.如图所示,某电子线路板上有一个由三个电阻R1、R2和R3构成的局部电路。已知通过R1和R2的电流分别为4mA和10mA,则通过R3的电流可能是( )
A.4 mAB.6 mAC.10 mAD.16 mA
【答案】B
【详解】由图可知R1、R2、R3的连接方式有以下几种可能:
①R1和R2并联后,再和R3串联,此时流过R3的电流为I=4mA+10mA=14mA
②R1和R3并联后,再和R2串联,此时流过R3的电流为I=10mA-4mA=6mA
③R2和R3并联后,再和R1串联,此时R1的电流应该大于R2的电流,而题目R1和R2的电流分别为4mA和10mA,这种情况是不存在的。故流过R3的电流可能是6mA或14mA。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.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0.2A,那么通过第10只小灯泡的电流是( )
A.0.01AB.0.02AC.0.2AD.2A
【答案】C
【详解】因为小灯泡是串联的,所以在该电路中,各处电流都相等,如果电源插头处的电流为0.2A,那么通过10只小灯泡的电流都相等,都为0.2A,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6.如图所示,L1、L2是两只规格不同的灯泡,灯泡L1与L2的连接方式是 _____。当闭合开关S时,若发现L1亮、L2不亮,分析电路的故障是 _____;若发现电流表A1和A2的示数不相等,分析其原因,则可能是 _____。
【答案】 串联 L2短路 电流表没有调零或电流表不准确
【详解】[1]由图可知,该电路中电流的路径只有一条,为串联电路。
[2]在串联电路在电流的路径只有一条,若有一处断路,则所有用电器均不能工作,因为闭合开关S时,发现L1亮,说明电路不是开路;L2不亮,说明L2被短路。
[3]因为电流表A1和A2都测量串联电路电流,所以电流表A1和A2的示数应该相等,发现电流表A1和A2的示数不相等,则可能是电流表没有调零或电流表不准确。
7.在“探究串联电路中的电流规律”实验中,发现其中一个小灯泡发光较亮,另一个小灯泡发光较暗,则通过较亮小灯泡的电流 ___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)通过较暗小灯泡的电流。
【答案】等于
【详解】两灯串联,虽然一个小灯泡发光较亮,另一个小灯泡发光较暗,但通过两灯的电流是相等的。
8.根据如图所示电路,回答下列问题:
(1)当S1闭合、S2断开时,电流经过的电灯是_______。
(2)当S1、S2都闭合时,电流经过的电灯是_______。
【答案】 L3 当L1、L2、L3
【详解】[1] 当S1闭合、S2断开时,只有电灯L3连入电路,所以电流只会流经电灯L3。
[2] 当S1、S2都闭合时, 电灯L1、L2、L3并联在电路中,所以电流会流经三个电灯。
9.小明同学和小刚同学分别在“探究并联电路中电流的规律”实验过程中。
(1)选择实验器材时,小明同学发现电流表的指针如图丙所示,在不更换电流表的情况下,小明的正确操作是对电流表______;
(2)纠正错误后,若在图乙中电流表测量的是______(选填“A”、“B”或“C”)处的电流;
(3)测出A、B、C三处的电流如表所示,由此得出初步结论,这样得出的规律______(选填“准确”或“不准确”),理由是______。
【答案】 调零 C 不准确 实验次数太少,结论存在偶然性
【详解】(1)[1]电流表指针没有指在零刻度线上,应先对电流表指针校零。
(2)[2]由图可知,电流表接在干路中,此时电流表测量的是C处的电流。
(3)[3][4]分析表中数据可知,在并联电路中干路电流等于各支路电流之和,即IC=IA+IB;实验只测量了一次,具有偶然性,所以结论不准确,为得出普遍性的结论,要换用不同规格的灯泡多次测量。
10.当闭合图所示的电路开关时,电流表A1的示数为1.6A,电流表A2的示数为0.9A,求:
(1)流过灯泡L2的电流I2;
(2)流过灯泡L1的电流I1。
【答案】(1)0.9A;(2)0.7A
【详解】解:(1)如图所示,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测支路灯泡L2电流,故流过灯泡L2的电流I2为0.9A。
(2)根据并联电路的电流特点可得,流过灯泡L1的电流I1为
答:(1)流过灯泡L2的电流为0.9A;
(2)流过灯泡L1的电流为0.7A。
次数
实验
电流
A点的电流IA/A
B点的电流IB/A
C点的电流IC/A
1
2
3
次数
电流
A点的电流IA/A
B点的电流IB/A
C点的电流IC/A
1
2
3
电流表的位置
A
B
C
电流I/A
0.3
0.3
1.5
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
位置
IA
IB
IC
电流/A
0.30
0.24
0.54
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