实验22 探究串并联电路流的规律实验解析版.docx
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实验22探究串并联电路流的规律实验解析版
实验剖析
实验二十二、探究串并联电路电流规律
(一)串联电路电流规律
【提出问题】串联电路中各点的电流有什么关系?
【实验猜想】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,电流通过用电器后,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三点的电流大小都相同。
【实验器材】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。
【实验电路】
【实验步骤】
根据电路图连接电路,并进行测量。
把测量数据记录在表格中。
(如下图)
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
…
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。
【实验结论】串联电路的电流规律IA=IB=IC
(二)并联电路电流规律
【提出问题】并联电路中各点的电流有什么关系?
【实验猜想】并联电路中各点电流可能有怎样的关系?
(要有猜想依据)
由于串联电路的电流只有一条通路,故A、B、两点的电流大小之和等于干路C点的电流大小。
【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。
【实验电路】
【实验步骤】
根据电路图连接电路,并进行测量。
把测量数据记录在设计的表格中。
A点电流IA/A
B点电流IB/A
C点电流IC/A
灯泡L1、L2并联
…
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】并联电路的电流规律IA=IB+IC。
【考点方向】
1、以上两种实验结论用到的探究方法是“归纳法”。
2、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目的是什么?
答:
避免实验存在偶然性,使实验结论具有普遍性。
3、实验时发现在连接电路闭合开关前,发现电流表指针向逆时针偏转原因是什么?
答:
电流表正负接线柱接反。
4、电流表测电流时,应与被测电路串联。
5、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。
6、用电流表探究串并联电路电流规律得出的结论是:
串联电路中各处电流相等。
7、闭合开关前,发现其中一个电表指针没有指在零刻度上,出现这种现象的原因是没调零。
8、闭合开关后,电流表指针示数较小,说明选择的量程偏大,为了使实验结果更准确,接下来他应该先断开开关,然后选用小量程;
9、该实验中小灯泡的作用是:
用电器,防止出现电源短路。
10、选择使用电流表量程时先使用大量程进行试触。
11、用电流表探究串联电路电流特点时,更换不同规格的小灯泡进行实验来是实验结论更具普遍性,小明感觉操作较为麻烦,只要增加一样器材而不使用灯泡就可以完成测量多组数据,小明添加的器材是:
滑动变阻器。
12、科学探究活动的大致程序是:
提出问题→猜想与假设→设计实验→进行实验→分析与论证→评估与交流。
13、灯泡发光证明有电流通过。
经典母题
在“探究串并联电路的电流规律”实验中
(1)实验中电流表应该联在所要测量的电路中;连接电路闭合开关前,发现电流表指针向逆时针偏转原因是。
(2)为了防止损坏电流表,在事先不能估计电流大小的情况下,应该先对电流表进行,以选择正确的量程和电流表。
(3)小军同学按图的电路连接好后,把电流表先后接在电路中的a、b、c处时,闭合开关,分别测得各点的电流值如表一所示,比较测得的数据,可以得出的结是;
(4)该结论也可以使用公式来表示,将串联电路的电流规律在文字表述和公式之间进行转换,所采用的研究方法是;
(5)后来小军发现由表一直接得出这样的结论是(选填“可靠”或“不可靠),原因是:
。
表一:
测量处
a
b
c
电流(A)
0.8
0.8
0.8
表二:
实验
次数
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.10
0.12
0.22
2
0.20
0.24
0.44
3
0.25
0.30
0.55
(6)在探究并联电路电流规律实验时,小军连接好上图的实物图,此时所测量的是的电流,下一步小军想测C灯电流,请你帮他改接电流(只能改的一条导线,用×号划掉应改动的导线,改动后的导线用虚线表示)。
(7)通过对表二中数据的分析,可以得出的结论是。
(8)如果依据图上表二中的三组数据得出的结论作为并联电路的电流规律,你认为是的(选填“可靠”或“不可靠)理由是.
(9)在测并联电路中的电流时,若小民同学先在乙图的a处测得电路中的电流为 1.2A,然后在b、c处测得电流都为0.6A,于是小民得出结论:
并联电路中干路电流等于支路电流之和,且支路电流都相等.他的结论(正确、或错误).造成这种现象的原因是。
(10)小亮同学在实验过程中还发现:
闭合开关时电流表指针迅速偏转较大角度,紧接着指针再偏回一定角度后,示数才稳定下来;同组的小刚同学同时发现,闭合开关瞬间灯泡亮度较大,紧接着变暗一点后,亮度才稳定下来。
造成这种现象的原因是。
因此在(填“开灯瞬间”或“关灯瞬间”)。
【答案】
(1)串;电流表正负接线柱接反;
(2)选择大量程进行试触;
(3)串联电路中的电流处处相等;
(4)I=I1+I2;等价变换;
(5)不可靠;一组数据具有偶然性,不能得出普遍规律。
(6)干路;如下图所示
(7)并联电路中,干路上的电流等于各支路电流之和;
(8)可靠;该同学使用不同规格的灯泡进行了多次实验,可以避免实验偶然性;
(9)错误;使用相同规格的灯泡进行实验.;
(10)灯丝的电阻随温度的升高而增大;开灯瞬间。
【解析】
(1)电流表的使用注意事项:
是串联在被测电路中,注意正负接线柱的接法“正进负出”。
(2)在不知电路中电流大小的情况下,可以先使用大量程进行试触,查看指针的偏转情况来合理选择量程和电流表。
(3)由表中实验数据可以知道,A、B、C三处电流相等,由此可以知道:
串联电路中电流处处相等.
(4)串联电路的电流规律在文字表述和公式之间进行转换,所采用的研究方法是等价变换。
(5)由表一可以看出只有一组数据,一组数据具有偶然性,缺乏普遍规律,因此是不可靠的,可以通过改用不同规格的灯泡从而测量多组数据来得出结论。
(6)由图可以知道,电流分别流经B灯和C灯后经过电流表回到负极,因此电流表处于干路上; 电流表在使用时,应用被测电路串联,如图1,电流表测C灯电流;
(7)分析每一次实验数据,得出I=I1+I2,即:
并联电路中干路的电流等于各支路电流之和;
(8)该同学使用不同规格的灯泡进行了多次实验,所以得出的结论是可靠的.
(9)实验时所使用的灯泡规格相同,两支路电流相等,因此得出了“并联电路各支路电流相等”的错误结论,为得出普遍结论,应使用不同规格的灯泡进行实验.
(10)灯丝的阻值会受温度的影响,温度升高,电阻变小,根据欧姆定律,电流会变大,容易烧毁灯泡。
所以开灯瞬间一般,电流比较大,容易烧坏灯泡。
(5)
练习1:
(2020·深圳)学习电学知识后,小明做了一系列相关实验来巩固学习成果。
(1)“探究并联电路的电流规律”的实验。
①连接如图甲所示电路时,还剩一根导线没连接,请你用笔画线代替导线,将电路实物图补充完整,要求电流表测L1的电流;
②小明分别测量图乙中A、B、C三点的电流,数据如下:
A点电流IA/A
B点电流IB/A
C点电流IC/A
灯泡L1、L2并联
0.2
0.3
图丙是电流表在C点时的示数,则IC为________A;
③接下来他选用规格________(选填“相同”或“不同”)的小灯泡,再次测量各点电流,这样操作的目的是________。
(2)“测小灯泡额定功率”的实验
小明想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率,却发现电流表损坏了,他又找来一个滑动变阻器R1(最大阻值为R1),设计了如图丁所示的电路,连接电路进行实验。
①小明移动滑片P0到b0端,闭合开关S,接下来操作步骤的合理顺序是________(用字母表示)。
A.移动滑片P到a端;
B.保持滑片P0位置不动;
C.调节滑片P0使电压表的示数为U额;
D.移动滑片P到b端,记录此时电压表的示数为U;
②小灯泡的额定功率P额=________(请用题中符号U额、U、R1表示)。
【答案】
(1)0.48;不同;避免偶然性,寻找普遍规律;
(2)ACBD;
【解析】
(1)①电流表测L1的电流,则电流表与L1串联在支路中;如图所示:
;
②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;
③实验中为了获得普遍的规律,避免偶然性的发生,应选用不同规格小灯泡多次实验;
(2)①额定电压为U额的小灯泡的额定功率,应使小灯泡正常发光,所以应先移动R1的滑片到最左端,此时电压表测量的是灯泡两端的电压,然后移动滑动变阻器R0的滑片,使电压表的示数为U额;然后将R1的滑片到最右端,读出电压表的示数U,根据串联电路的电压规律可知,R1两端的电压为:
U1=U﹣U额;则通过滑动变阻器R1的电流即灯泡的额定电流为:
I额=
=
;所以实验的合理顺序是:
ACBD;
②小灯泡的额定功率P额=U额I额=U额
=
。
故答案为:
(1)①如图;②0.48;③不同;避免偶然性,寻找普遍规律;
(2)①ACBD;②
。
练习2:
(2020九上·惠城期末)小明探究“并联电路中电流的关系”,设计了如图甲所示电路。
(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,连好电路闭合开关前,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________;
(3)纠正
(2)中错误后,测出A、B、C三处的电流值如表所示。
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)。
位置
A
B
C
电流(A)
0.26
0.26
0.52
【答案】
(1)C;
(2)电流表正负接线柱接反;(3)实验次数太少,存在偶然性,不能得到普遍规律或使用同种规格的灯泡做实验。
【解析】
(1)在并联电路中,若电流表在干路上测总电流,在支路上测所在支路的电流,故要测干路电流,电流表应该接着C处。
(2)开关闭合后发现指针指在零刻度线的左侧,说明电流表正负接线柱接反了。
(3)根据实验表格可以看出A和B两处电流相等,说明所用灯泡的规格相同;且只根据一组数据得出结论具有偶然性。
练习3:
(2020九上·惠山期末)小明同学用如图甲所示电路“探究并联电路中电流的特点”。
(1)用电流表分别测出电路中三个位置的电流来寻找规律,以下取点组合不合适的是______;
A.EADB.EBCC.FCDD.FAD
(2)为了使实验结论更具有普遍性,L1和L2应选用不同规格的灯泡。
然后用电流表分别测出电路中的B、D、E处的电流,改变电池的节数,重复实验,记录数据如表;
实验序号
B处的电流IB/A
D处的电流ID/A
E处的电流IE/A
第一次测量
0.3
0.2
0.5
第二次测量
0.9
0.6
1.5
第三次测量
1.2
0.8
0.4
表格所记录的数据中,第三次测量E处电流有明显错误的数据,从数据上分析,造成错误的原因可能是:
________。
【答案】
(1)C;
(2)电流表选用大量程却按小量程读数。
【解析】
(1)探究并联电路电流的规律时,需测量干路电流和各支路的电流,F为干路中的一点,C、D为同一条支路中的两点,因此C中的组合不合适,其他均符合题意。
故答案为:
C。
(2)由表格中的数据可知,第三次E点的电流为0.4A,根据并联电路电流特点可知,干路中的电流等于各支路电流的和,而E点的电流却比支路电流小,错误的原因是电流表选用大量程却按小量程读数,其正确值应该为2.0A。
练习4.(2020九上·延边期末)小明在探究并联电路电流规律的实验中,如图甲是实验的电路图。
(1)他先将电流表接a处,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是:
________。
(2)他在测量b处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是________。
(3)在解决了以上问题后,将电流表分别接入a、b、c三点处,闭合开关,测出了一组电流并记录在表格中,立即得出了并联电路的电流规律。
请你指出他们实验的改进方法应是________。
(4)实验结束后,小明又利用器材连接了如图丙所示的电路图,当开关S由断开到闭合时,电流表A2的示数________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】
(1)L1断路;
(2)正负接线柱接反;(3)换用不同规格小灯泡多测几次;(4)变大。
【解析】
(1)并联电路若某一支路发生断路,不会影响其他支路;若某一支路发生短路,则所有支路都不工作。
因L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,由此可以判断是L1所在支路断路。
(2)电流表指针反向偏转,说明电流表的正负接线柱接反。
(3)只有一组数据具有偶然性,不能得出普遍的结论,所以要进行多次测量。
(4)当开关S由断开到闭合时,相当于多了一条支路,所以干路电流变大。
练习5.(2020九上·河池期末)小张在“探究并联电路中电流规律”的实验中,设计的电路如图所示,把电流表分别接入到电路中的a、b、c处,测出a、b、c处的电流数据记录如表。
实验次数
a点/A
b点/A
c点/A
1
0.22
0.22
0.44
2
0.24
0.24
0.48
3
0.28
0.28
0.56
(1)在连接电路的过程中,开关应该处于________状态。
(2)在进行实验时,灯泡L1突然熄灭,L2仍发光,则电路故障可能是________(选填“L1短路”或“L1开路”)。
(3)小张根据如表实验数据断定“并联电路中各支路的电流一定相等”,你认为这一结论是________(选填“正确”或“错误”)的,造成这一现象的原因是两个小灯泡的规格________(选填“相同”或“不同”)。
【答案】
(1)断开;
(2)L1开路;(3)错误;相同。
【解析】
(1)在连接电路的过程中,为保护电路安全,开关应该处于断开状态。
(2)在进行实验时,两灯并联,若灯泡L1突然熄灭,L2仍发光,则电路故障可能是L1开路,并联电路各用电器工作互不影响。
(3)由于实验中两个小灯泡的规格相同,根据I=
可知两灯支路的电流相等,实验结果不具有普遍性,所以小张根据如表实验数据断定“并联电路中各支路的电流一定相等”这一结论是错误的。
练习6.(2020九上·江城期末)在探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”实验中,小云同学设计了如图甲所示的实验电路。
(1)在测量B点电流时,小云连接了如图乙所示的电路图,闭合开关前,他检查发现,若闭合开关,两只小灯泡________(选填“发光”或“不发光”),他发现这是该电路中,一根导线连接错误造成的。
请在这根导线上打“×”,然后画出正确的连接位置________;
(2)在连接实物电路时,开关应该________(选填“断开”或“闭合”);此时发现电流表的指针如图丙所示,产生这种现象的原因是:
________;
(3)下表是小云同学在实验中换用两盏规格相同的小灯泡测得的实验数据。
由实验数据小云同学得出的实验结论是:
在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等。
请指出小云的探究过程的两个不妥之处:
①________;②________。
L1的电流
L2的电流
干路电流
0.34A
0.34A
0.68A
【答案】
(1)不发光;如下图;
(2)断开;电流表没有调零;(3)使用两盏规格相同的小灯泡;做了一次实验,具有偶然性。
【解析】
(1)如图乙所示的电路图中,两灯短路了,若闭合开关,两只小灯泡不发光;两灯泡应并联,如图所示:
(2)在连接实物电路时,为保护电路,开关应该断开。
若某同学在实验前,没有闭合开关,发现电流表的指针如图丙所示,指针向左偏,此时电路中没有电流,产生这种现象的原因是:
电流表没有调零。
(3)①由表中数据可知,通过两个灯泡的电流相等,说明使用两盏规格相同的小灯泡,这样得出的结论具有偶然性。
②做了一次实验,具有偶然性,为了使实验结论具有普遍性,要换不同规格的灯泡多次测量。
练习7.(2021九上·大洼期末)在探究并联电路电流规律的实验中,图甲是实验的电路图。
(1)连接电路时开关应该是________的状态,电流表应________(选填“串联”或“并联”)在被测电路中。
若要测量灯L2中的电流,则电流表应接在甲图中的________点。
(2)小明同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是________;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为________A。
(3)在实验中,小强发现两个并联的小灯泡,L1很亮,L2发光微弱,造成这种现象的原因可能是___________。
A.两个灯泡两端的电压不同B.L2灯丝断了
C.L2灯泡的电阻过大D.L2灯泡被短路
【答案】
(1)断开;串联;B;
(2)正负接线柱接反;0.24;(3)C。
【解析】
(1)在连接电路时为了保护电路应该断开开关。
根据电流表的使用,电流表要和被测的用电器串联。
若要测量灯L2中的电流,电流表要和L2串联在一条支路上,所以电流表应该接在B点。
(2)测量A处的电流时,根据乙图可知,电流表指针反向偏转,说明电流表正负接线柱接反了。
由丙图可知,电流表选择的是0到0.6A的量程,分度值是0.02A,所以电流表的读数为0.24A。
(3)A.因为两个灯并联,所以电压相等,A不符合题意;
B.当L2灯丝断了,灯L2不亮,B不符合题意;
C.L2灯泡的电阻过大,电压一定,根据公式
的灯L2的实际功率很小,所以很暗,C符合题意;
D.当.L2灯泡被短路,电源被短路,L1和L2均不发光,D不符合题意。
故答案为:
C。
练习8.(2020九上·肃州期末)探究并联电路中电流的规律:
(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,原因是________;
(2)他先将电流表接A处,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是:
________;
(3)他在测量B处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是________;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为________A;
(4)在解决了以上问题后,将电流表分别接入A、B、C三点处,闭合开关,测出了一组电流并记录在表格中,立即得出了并联电路的电流规律。
请你指出他们实验应改进方法是________;
(5)实验结束后,小明又利用器材连接了如图丁所示的电路图,当开关S由断开到闭合时,电流表A1的示数________,电流表A2的示数________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】
(1)忘记断开开关;
(2)电流表或L1断路;(3)电流表正负接线柱接反了;0.24。
(4)换用不同规格的小灯泡多测量几次;(5)不变;变大。
【解析】
(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,他忘了断开开关。
(2)闭合开关后,发现L2亮,L1不亮,说明干路和L1支路完好,则该电路可能出现的故障是电流表或L1断路。
(3)电流表的指针反向偏转原因是:
电流表正负接线柱接反了。
图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.24A。
(3)只测量了一组数据得出的结论有偶然性,应改进方法是:
换用不同的灯泡测量多组数据。
(5)如图丁所示的电路图,开关S断开时,电路中只有L1灯,两电流表示数相等;S闭合时,两灯并联,电流表A2测干路电流,A1测灯L1的电流,因灯L1的电压不变(为电源电压),根据欧姆定律,通过L1的电流大小不变,所以电流表A1的示数不变;根据并联电路电流的规律,电流表A2的示数变大。
练习9:
甲、乙两位同学在探究串联和并联电路中电流的规律时,看到实验桌上的器材有:
学生电源一个,开关一个,小灯泡一个,弹簧测力计一个,导线若干,他们交流后决定:
(1)由甲同学向老师报告,要求增加的元件是,同时撤掉。
(2)甲同学率先探究串联电路中的电流规律,刚接好最后一根导线,表的指针迅速达到最右端,乙同学立即切断电源,经检查发现在连接电路时没有将;也没有。
(3)甲同学注意了上述问题,同时又调节了电源后,将电流表接在串联电路中,闭合开关发现表的指针向左偏转,乙同学发现了问题的原因是;调整后再次闭合开关发现只有一个小灯泡发光,电流表有读数,原因可能是。
(4)在乙同学的协助下,甲同学终于完成了探究串联电路电流规律的正确连接,甲同学读取电流表的示数后,感觉比其它实验小组的读数大一些,于是他断开开关又仔细观察发现电流表还有0.04A的读数,这时才意识到使用电流表之前还必须将。
(5)乙同学接着探究并联电路中电流的规律,正确选择量程后,刚闭合开关电流表的指针也迅速达到最右端,并且两灯泡都不亮,甲同学立即切断电源,经检查发现的问题是。
(6)故障排除后,乙同学很快完成了实验,并总结出并联电路中干路电流I总与支路电流I1及I2的关系是。
(7)甲同学按乙的方法重复了一遍,由于时间紧张,只测了干路电流和通过灯泡L1的电流,没有认真读数就整理了器材,只记得两次电流表指针偏转到的位置一样,都是12个小格,乙同学灵机一动帮助甲同学算出了通过灯泡L2的电流是A,通过灯泡L1的电流是A。
【答案】
(1)电流表、小灯泡;弹簧测力计;
(2)打开开关;没有选择好量程;(3)电流表正负接线柱接反;另一只小灯泡被短路或亮度太小不能被发现;(4)指针调零;(5)小灯泡被短路;(6)I总=I1+I2(7)0.96;0.24。
【解析】
(1)应增加的器材是:
小灯泡、电流表各一只,否则无法完成串并联电路,并且无法测量电流;撤掉弹簧测力计。
(2)甲同学率先探究串联电路中的电流规律,刚接好最后一根导线,电流表的指针迅速达到最右端,说明在接电路时,没有打开开关,也没有选择好量程。
(3)将电流表接在串联电路中,闭合开关发现表的指针向左偏转,说明电流表正负接线柱接反;只有一个小灯泡发光,电流表有读数,原因可能是另一只小灯泡被短路或亮度太小不能被发现。
(4)他断开开关又仔细观察发现电流表还有0.04A的读数,这说明使用电流表之前还必须将指针调零。
(5)正确选择量程后,刚闭合开关电流表的指针也迅速达到最右端,并且两灯泡都不亮可能的原因是小灯泡被短路。
(6)I总=I1+I2(7)干路电流大于各支路电流,所以I总=1.2A,而IL1=0.24A,则IL2=I总-IL1=1.2A-0.24A=0.96A。
真题演练
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