实验22 探究串并联电路电流规律的实验解析版.docx
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实验22探究串并联电路电流规律的实验解析版
实验二十二、探究串并联电路电流规律的实验
（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】
①根据电路图连接电路，并进行测量。
②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
…
③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】
①根据电路图连接电路，并进行测量。
②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
…
③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。
【创新母题】：
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。
练习1：
（2019•成都）在“探究串联电路的电流特点”的实验中,小虹同学选用两个不同的小灯泡组成了如图甲所示的串联电路,然后用一个电流表分别接在a、b、c三处去测量电流。
（1）她先把电流表接在a处，闭合开关后,发现两灯的亮度不稳定,电流表的指针也来回摆动。
故障的原因可能是。
A.某段导线断开B.某接线柱处接触不良C.某灯泡被短路D.电流表被烧坏
（2）她排除故障后,重新闭合开关.电流表的指针指示位置如图乙所示.则所测的电流值
为A。
（3）她测量了a、b、c三处的电流,又改变灯泡的规格进行了多次实验,其中-次实验的测量数据如下表,在分析数据时,她发现三处的测量值有差异。
下列分析正确的是。
Ia（A）
Ib（A）
Ic（A）
0.16
0.15
0.14
A.可能是因为测量误差造成的B.是因为没有对电流表调零造成的
C.串联电路中各处的电流本来就不等D.电流从电源正极流向负极的过程中,电流越来越小
【答案】
（1）B；
（2）0.22A；（3）A
【解析】
（1）A和D中故障会导致电路中都没有电流，灯也不亮。
C选项故障电流是稳定的，被短路的灯泡不亮，另一个灯泡亮度稳定。
在题干的描述中发现有电流，灯亮度不稳定，有两种情况：
一是电源电压不稳定，二是电路中就接触不良的接线柱，故此题只有B选项符合
（2）先看量筒量程，再注意分度值即可，难度较易。
（3）分析实验数据存在误差的原因，弄清楚实验误差和错误的区别。
C和D选项的说法都是错误的。
练习2：
（2019•大连）某同学在探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验中，所用的实验器材有两节干电池串联组成的电池组，电流表（量程分别为0～0.6A、0～3A）和开关各一个，定值电阻三个（阻值分别为5Ω.10Ω.15Ω），导线若干。
（1）该同学选用两个电阻连接并联电路，在连接电流表时需要选择电流表的量程，请简单描述如何进行实验操作，如何选择量程。
答:
.
（2）某次实验中，所用的两个电阻阻值分别为10Ω和15Ω，未连接完整的电路如图所示，请将电路连接完整，（要求：
电流表测量10Ω电阻所在支路的电流）
（3）该同学继续进行实验，记录的实验数据如表。
10Ω电阻所在支路的电流I1/A
15Ω电阻所在支路的电流I2/A
干路电流I/A
0.28
0.18
0.46
分析实验数据得出的探究结论是______。
（4）为了验证该探究结论是否具有普遍性，该同学使用5Ω电阻分别与10Ω，15Ω电阻组成并联电路，重复上述实验，比较（填“测量的数据”或“得出的结论”）是否一致。
【答案】
（1）将电流表的大量程分别与两个定值电阻串联接入各自所在的支路上，观察电流表的示数，若电流表示数小于0.6A，则应选用小量程，若其中有任意一次的电流超过0.6A，则选用大量程；
（2）如下图所示；
（3）并联电路的干路电流等于各支路电流之和；
（4）得出的结论。
【解析】
（1）将电流表的大量程分别与两个定值电阻串联接入各自所在的支路上，观察电流表的示数，若电流表示数小于0.6A，则应选用小量程，若其中有任意一次的电流超过0.6A，则选用大量程。
（2）电流表与10Ω的电阻串联，如下所示：
（3）0.46A=0.28A+0.18A，故分析实验数据得出的探究结论是：
并联电路的干路电流等于各支路电流之和。
（4）为了验证该探究结论是否具有普遍性，该同学使用5Ω电阻分别与10Ω，15Ω电阻组成并联电路，重复上述实验，比较得出的结论是否一致。
练习3：
（2019·淄博）在“探究并联电路中的电流关系”实验中。
（1）小明想测量干路电流，连接的电路如图甲所示，检查电路发现只有一根导线接错了，请在这根导线上打上“×”，并改正。
（2）连接正确的电路后，闭合开关，电流表的示数为0.46A，请在图乙中画出指针的位置。
（3）小明换用不同规格的灯泡，多次改变电表位置，将测量数据记录在下表中。
分析数据得出结论：
在并联电路中，。
（4）第1次实验发现，灯泡L1比L2亮，则灯泡L1的电阻灯泡L2的电阻；若两灯泡灯丝长度相同，的灯丝更细。
【答案】
（1）见下图；
（2）见下图；（3）并联电路中，干路电流等于各支路电流之和；（4）小于；L2。
【解析】
（1）原实物接线图中，电流从电源正极出发，经过开关、电流表，从电流表负接线柱直接经导线回到电源负极，电源被短路；改正后的接线图如上：
（2）电流表所选量程为0~0.6A，分度值为0.02A；0.46A应该从0.4A刻度处，再向右数出3个分度值的大小，如答案图所示：
（3）由图表中数据得三次实验的干路电流分别等于各次支路电流I1与I2的和，则可得：
并联电路中，干路电流等于各支路电流之和；
（4）因并联电路中，各支路两端的电压相等，则灯L1比L2亮，则L1的实际功率大于L2，由R=U2/P可知，在电压相等时，灯L1电阻比L2电阻小；
由于电阻与导体材料、长度、横截面积有关，灯丝长度，材料相同，则电阻大的灯丝细，即L2的灯丝更细。
练习4：
（2018•黄冈）在探究并联电路电流规律的实验中。
（1）为了防止损坏电流表，在不能事先估计电流大小的情况下，应先 ，以正确选择电流表或电流表的量程。
（2）小方连接的部分电路如图所示，请你将电路连接完整。
（3）小方将以上电路连接完后，闭合开关，调节滑动变阻器，发现灯泡L1和L2发光、电流表A1和A2有示数、电流表A示数为零。
则电路故障可能是 。
（4）排除故障，进行实验，小方记录了如下数据。
实验次数
L1电流I1/A
L2电流I2/A
干路电流I/A
1
0.1
0.1
0.2
2
0.3
0.3
0.6
3
0.4
0.4
0.8
分析以上实验数据，小方发现通过两条支路的电流总是相等。
为了探究这个发现是否具有普遍性，可以 ，再进行实验。
【答案】
（1）进行试触；
（2）如图；（3）电流表A短路；（4）更换不同规格的灯泡。
【分析】
（1）绝不允许不经过用电器而把电流表直接接到电源的两极上，否则因为电流过大而烧坏电流表。
另如不能估测被测电流情况下，可先用大量程进行试触；
（2）根据电流表的作用和电流表的连接方法连接电路；
（3）各支路都能正常工作，说明干路出现了短路现象，据此分析；
（4）为了使实验结论更具科学性，普遍性，应该通过改变电源电压或更换支路用电器的办法。
【解析】
（1）不能估测被测电流情况下，可先用大量程进行试触；
（2）电流从电流表的正接线柱流入，从负接线柱流出，如图：
（3）闭合开关，调节滑动变阻器，发现灯泡L1和L2发光、电流表A1和A2有示数，这说明支路中没有故障，干路中出现了短路现象，电流表A示数为零，则故障是电流表A短路；
（4）为了使实验结论更具科学性，普遍性，可以更换不同规格的灯泡进行实验。
练习5：
（2018·济宁）用如图所示的电路探究并联电路中的电流关系．
（1）闭合开关，发现L1亮，而L2不亮．小易认为L2不亮的原因是L2短路，你认为他的判断是________（填“正确”或“错误”）的．
（2）小易将电路中开关右侧的导线与电流表“0.6”接线柱相连的那一端改接到“－”接线柱上．其他都不动．这样连接的目的是测________（填“干路”或“L2”）的电流，请评价其可行性并说明理由：
.
（3）小易将实验数据记录在下表中．分析表中数据．可得出的结论是：
.
电流表的测量对象
电流表的示数I/A
L1所在的支路
0.30
L2所在的支路
0.20
干路
0.50
（4）根据上表信息，若灯泡L1的电阻大小为10Ω，则电路的总电阻为________Ω.
【答案】
（1）错误；L2；
（2）不可行，因为电流表的正负接线柱接反了；（3）并联电路中干路电流等于各支路电流的和；（4）6。
【解析】
（1）并联电路灯泡一个亮，一个不亮，不亮的灯泡一定不是短路，若短路，两个灯泡会同时短路，都不发光，故障为灯泡L2断路，故他的判断错误；
（2）当将电路右侧的导线与电流表“0.6”接线柱相连的那一端改接到“﹣”接线柱上，其他不动，这时电流表与灯泡L2串联，测量灯泡L2的电流，但这样做电流表的正负接线柱接反了，故不可行。
（3）由表中数据可知：
I=I1+I2，故可以得出：
并联电路中干路电流等于各支路电流的和。
（4）因为两个灯泡是并联，根据并联电路的特点，等压分流，所以可以算出总电压U=0.5A×10Ω=3v，根据欧姆定律变形可得R=U/I=3v/0.5A=6Ω。
练习6：
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。
练习7：
（2018•绥化）“智多星”学习小组对“串联电路中电流处处相等”这个知识表示怀疑，他们认为电流流过小灯泡，小灯泡发光了，电流应该会减小!
于是他们想通过实验来验证“串联电路中电流处处相等”这个结论是否正确。
请写出所需要的实验器材名称 ，并简要说明实验步骤① ；
②；
③ 。
【答案】
（1）需要的器材：
电源、开关、导线、小灯泡、电流表、滑动变阻器；
（2）实验步骤：
①把两个小灯泡与其它器材连接成串联电路；
②用电流表分别测量两小灯泡之间、小灯泡与电源正极之间、小灯泡与电源负极之间的电流，进行比较；
③再换用不同规格的小灯泡进行多次测量。
【解析】
用电流表分别测量两相小灯泡之间、小灯泡与电源正极之间、小灯泡与电源负极之间的电流，进行比较，为得出普遍性的结论要再换用不同规格的小灯泡进行多次测量，据此分析。
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