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实验13 探究串联电路与并联电路中电流的特点
一、串联电路的电流规律
1.实验：探究串联电路的电流规律
提出问题 串联电路中各处电流之间有什么关系
猜想与假设 测量电路中电流只有一条路径，所以各处电流可能相等； 从电源正极到负极，由于存在用电器，串联电路中电流可能越来越小； 从电源正极到负极，由于存在用电器，串联电路中电流可能越来越大
设计实验 将不同规格的小灯泡按照如图所示的方式接入电路，进行实验，分别把电流表接入图中A、B、C三点处，测出A、B、C三点的电流IA、IB、IC，记录数据并进行比较
进行实验 按照设计的电路图连接好实物图，并合理选择电流表量程； 把电流表接在电路中的A处，如图甲所示，经检查连接无误后，闭合开关，测出A处的电流值IA，并填入表格中； 把电流表先后改接在电路中的B、C处，如图乙丙所示，分别测出这两处的电流值IB、IC，并填入表格中； 换用不同规格的小灯泡，重复上述操作，并将每次的实验数据填入表格中； 比较测得的数据，总结串联电路电流的规律
实验数据 实验次数A点的电流IA/AA点的电流IB/AA点的电流IC/A10.20.20.220.240.240.2430.30.30.3…
分析论证 电路中ABC三点的电流相等，即IA=IB=IC
实验结论 串联电路中电流处处相等，即I=IA=IB=IC=…=In
2.交流与反思
（1）记录数据要真实，不得随意修改实验数据，在误差允许范围内得出结论；
（2）同一次实验过程中，每盏小灯泡的亮度可能不同，甚至有的小灯泡不亮，但这不能说明各处电流不相等，因为各小灯泡的规格不同。
3.实验操作中应注意的事项
（1）首先画好电路图，在根据电路图连接实物图；
（2）在连接实物图过程中，开关应属于断开位置；
（3）连接电流表时，要使电流从正接线柱流入，从负接线柱流出；
（4）根据估测的电流大小选择电流表的量程，若不能事先估计被测电流的大小，连接好电路，检查无误后，采用试触的方法来选择合适的量程；
（5）读数要客观、准确，视线与刻度盘垂直，且要正对刻度线，读数并记录完毕后断开开关，切断电源，整理好器材。
二、并联电路的电流规律
1.探究并联电路中的电流规律
提出问题 并联电路中干路电流与各支路电流之间什么关系
猜想与假设 干路电流可能等于各支路电流； 干路电流可能大于各支路电流； 干路电流可能等于各支路电流之和
设计实验 按照如图所示电路进行实验，用电流表分别测出干路（C点）电流和各支路（A点和B点）的电流，记录数据并进行分析，看看它们之间有什么关系； 换上另外两个规格不同的小灯泡，重复上述实验，根据所测实验数据总结出并联电路中干路电流和各支路电流之间的关系
进行实验 （1）按照右图乙所示电路图连接好实物图甲，并合理选择电流表的量程； （2）分别测出干路（C点）电流和各支路（A点和B点）电流，并将数据记录在表格中； （3）换用规格不同的小灯泡，重复上述实验步骤，并将实验数据记录表格中
实验数据 实验次数C点的电流IC/AA点的电流IA/AB点的电流IB/A10.40.20.220.440.240.230.460.160.3…
分析论证 通过分析数据可发现：IC=IA+IB
实验结论 并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，即I=I1+I2+…
2.交流与反思
（1）分析实验数据可知，并联电路中各支路电流不一定相等。当并联的两个小灯泡规格相同时，各支路电流相等；当并联的两个小灯泡规格不相同时，各支路电流不相等。
（2）并联电路中，干路电流等于各支路周六之和，即I=I1+I2+I3+…+In；当各支路用电器都相同时，I=nI1。
（2024 成都）在“探究并联电路中的电流特点”实验中，图甲是某小组同学设计的电路图。
（1）图乙是该小组连接的电路，闭合开关S，电流表测通过 的电流。
（2）该小组同学换用不同规格的小灯泡进行实验，用电流表多次测A、B、C三点电流，记录实验数据如下表。
实验次数 IA/A IB/A IC/A
第1次 0.30 0.22 0.50
第2次 0.22 0.28 0.50
第3次 0.24 0.22 0.46
第4次 0.28 0.30 0.28
分析表中数据，以下说法不合理的是 。
A.四次实验中电流表选用量程为0～0.6A
B.表中的数据均在误差范围内
C.此实验还可测量更多组数据
D.通过多次实验，可避免偶然性
（3）小成同学测量通过灯泡L1电流时，L1正常发光，L2忽亮忽灭，他接下来的操作应该是 。（写出一条即可）
【解答】解：（1）识别乙图，两个支路一条是L1单独接入，另一条支路是L2和电流表，所以电流表测量L2的电流。
（2）A、所有示数没有超过0.6A，故应选择小量程来提高数据的精确度，因此A选项说法合理；
B、第4次实验IC的电流与两个支路之和差距过大，不在误差允许范围内，因此B选项说法不合理；
C、此实验还可以继续换不同规格灯泡，或者换电源电压进行实验，测量更多数据，因此C选项说法合理；
D、本实验为探究实验，多次实验的目的是避免实验结论出现偶然性，因此D选项说法合理。
综上所述，故选B。
（3）L1与L2此时是并联关系，若L2忽亮忽灭，可能是L2所在支路接触不良导致，可以检查L2支路的接线柱是否连接好，或者检查L2是否拧紧。
故答案为：（1）L2；（2）B；（3）检查L2支路的接线柱是否连接好（或检查L2是否拧紧）。
（2024 辽宁模拟）在“探究串联电路的电流特点”的实验中，安安选用两只不同的小灯泡组成了图甲所示的串联电路，然后将一个电流表分别接在a、b、c三处来测量电流。
（1）按照图甲连接好电路以后，安安闭合开关，发现两只小灯泡均不亮，电流表没有示数，于是他将一根导线接在a、b两点之间，发现L2发光且很亮，由此判断电路存在的故障可能是 。
（2）他排除故障后，重新闭合开关，电流表指针的位置如图乙所示，则所测的电流值为 A。
（3）测完a、b、c三处的电流后，为了进一步探究串联电路的电流规律，他下一步的操作应该是 。
A.将电源正、负极对调，再次测量a、b、c三处的电流大小
B.改变开关S的位置，再次测量a、b、c三处的电流大小
C.将图甲中两只小灯泡的位置互换，再次测量a、b、c三处的电流大小
D.换用不同规格的小灯泡，再次测量a、b、c三处的电流大小
（4）通过实验，安安得到初步结论；在串联电路中，电流 。
（5）实验时，安安不慎将小灯泡L2的玻璃外壳碰碎了。他惊奇地发现L2几乎不发光，与其串联的小灯泡L1不仅没有熄灭，反而更亮。请解释出现上述现象的原因： 。
【解答】解：（1）按照图甲连接好电路以后，安安闭合开关，两灯串联，发现两只小灯泡均不亮，电流表没有示数，电路可能断路，于是他将一根导线接在a、b两点之间，发现L2发光且很亮，由此判断电路存在的故障可能是L1断路。
（2）他排除故障后，重新闭合开关，电流表指针的位置如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，则所测的电流值为0.22A。
（3）测完a、b、c三处的电流后，为了进一步探究串联电路的电流规律，避免实验的偶然性，他下一步的操作应该是换用不同规格的小灯泡，再次测量a、b、c三处的电流大小，故选：D；
（4）通过实验，安安得到初步结论；在串联电路中，电流处处相等。
（5）实验时，安安不慎将小灯泡L2的玻璃外壳碰碎了。他惊奇地发现L2几乎不发光，与其串联的小灯泡L1不仅没有熄灭，反而更亮。上述现象的原因：L2的玻璃外壳破碎，导致灯丝温度降低，灯丝电阻变小，L2两端的电压变小，实际功率变小，所以几乎不发光，而 L2的电阻变小导致电路中的电流变大，L1的实际功率变大，所以L1更亮。
故答案为：（1）L1断路；
（2）0.22；
（3）D；
（4）处处相等；
（5）L2的玻璃外壳破碎，导致灯丝温度降低，灯丝电阻变小，L2两端的电压变小，实际功率变小，所以几乎不发光，而 L2的电阻变小导致电路中的电流变大，L1的实际功率变大，所以L1更亮。
（2024 梧州模拟）学习小组在探究并联电路电流规律的实验中。
实验序号 IA/A IB/A IC/A
1 0.18 0.42
2 0.16 0.20 0.30
3 0.38 0.32 0.7
（1）小明用如图甲所示的电路来探究并联电路电流的特点，需要测量A、B、C三处的电流。
①实验时要注意：连接电路时，开关应处于 状态；
②连接好电路图后，测量A处的电流时如图乙所示，电流表示数是 A；
③实验中，小明通过 的方法实现了多次测量；
④将测量结果记录在表格中。分析表格中的数据，得出的结论是： 。
（2）小马想比较并联电路中各支路电流大小时在按照图丙所示的电路测量，只闭合S1测出L2中的电流，只闭合S2测出L1中的电流I2，比较I1和I2的大小。请你评估：他的方案是 （选填“可行”或“不可行”）的，理由是 。
（3）小明发现在图丙电路所用器材的基础上，减少一个开关，也可以测量各支路的电流大小。请你帮小明在丁图的虚线框中，设计出一个可测出各支路电流的电路图。
【解答】解：（1）①为了电路安全，连接电路时，开关应处于断开状态；
②由图乙知，电流表使用小量程，分度值0.02A，示数为0.26A；
③并联电路中各支路两端电压相等，等于电源电压，根据欧姆定律知，若通过换电源，则通过两灯的电流比值应是相等的，由表中数据知，三次实验两灯电流比不同，所以应该是通过更换灯泡来实现多次测量的；
④由表中数据知，每次实验中两灯电流和等于干路电流，得出的结论是：并联电路中，干路电流等于各支路电流之和；
（2）他的方案是不可行，由图知，只闭合S1和只闭合S2时通过电流表的电流方向相反，不符合电流表的使用规则；
（3）只有一个开关和电流表，根据并联电路的电流规律，为了能得到各支路电流大小，可将电流表放在干路上，开关放在其中一个灯泡的支路上，这样通过开关转换可测出一条支路和干路电流，从而得到另一支路的电流，电路图如图所示：
。
故答案为：（1）①断开；②0.26；③更换灯泡；④并联电路中，干路电流等于各支路电流之和；
（2）不可行；电流表的正负接线柱接反了
（3）见上图。
（2024 苏州）探究串联电路中电流的特点。
（1）猜想：由于用电器阻碍，电流流过用电器会减小；
（2）按图甲接好电路，闭合开关后发现灯不亮，为了找出原因，将电压表接在A、B两点间。闭合开关发现电压表有示数，说明L可能存在 故障；
（3）排除故障后，用电流表测出A点电流，如图乙所示，则IA＝ A，再测出B点电流，得到A、B两点电流相等。更换不同规格的灯泡，重复上述实验，都得到相同结论。由此判断猜想是 的；
（4）为进一步得出两个灯串联时电流的规律，小明按图丙连接电路，测量A、B、C三点的电流，得出IA＝IB＝IC；小华认为不需要再测量，在（3）结论的基础上，通过推理也可以得出相同结论，请写出小华的推理过程： 。
【解答】解：（2）接好电路，闭合开关后发现灯不亮，说明电路可能断路或灯泡短路，为了找出原因，将电压表接在A、B两点间。闭合开关发现电压表有示数，说明电压表与电源两极接通，且电压表没有被短路，则L可能存在断路故障；
（3）如图乙所示，则IA＝0.3A，再测出B点电流，得到A、B两点电流相等。更换不同规格的灯泡，重复上述实验，都得到相同结论。由此判断该猜想是错误的；
（4）在（3）结论的基础上，通过推理也可以得出相同结论，IA＝IB、IB＝IC、IA＝IB＝Ic。
故答案为：（2）断路；（3）0.3；错误；（3）IA＝IB、IB＝IC、IA＝IB＝Ic。
（2024 长春）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：
次数 IA/A IB/A IC/A
1 0.18 0.24 0.42
2 0.22 0.22 0.44
3 0.20 0.26 0.46
4 0.14
（1）请根据图甲中的电路图，用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整，使电流表测量流过小灯泡L1的电流。连接电路时应 开关。
（2）用电流表分别测量A、B、C三点的电流，更换灯泡多次测量，将实验数据记录在表格中，其中第4次实验中B点的电流如图丙所示，则IB＝ A；分析数据可知：并联电路中电流的特点是 。
（3）在第2次实验中测得A、B两点的电流相等，原因可能是 。
【解答】解：（1）使电流表测量流过小灯泡L1的电流，灯泡L2的电流不流经电流表，如图所示：
为了保护电路，连接电路时应断开开关；
（2）由图丙可知电流表的量程为“0﹣0.6A”，分度值为0.02A，所以电流表的读数为0.28A；
分析实验次数1的数据为：0.18A+0.24A＝0.42A；
分析实验次数2的数据为：0.22A+0.22A＝0.44A；
分析实验次数1的数据为：0.20A+0.26A＝0.46A；
所以并联电路中电流的普遍规律：干路电流等于各支路电流之和；
（3）第二次实验，并联电压相等，电流也相等，说明灯泡完全相同。
故答案为：（1）见解答；断开；（2）0.28；干路电流等于各支路电流之和；（3）所用灯泡规格相同。
（2024 武侯区校级模拟）在探究并联电路的电流特点时，某班各组同学从甲、乙、丙、丁四种规格的灯中，选取两个并联起来接在相同电源上，组成如图1所示的电路。
组别 L1规格 L2规格 I/A I/C I/B
1 甲 甲 0.12 0.12 0.22
2 乙 丙 0.16 0.20 0.34
3 甲 丁 0.14 0.14 0.26
4 甲 丁 0.16 0.18 0.32
（1）用电流表测出电路中三个位置的电流来寻找规律，以下取点不合适的是 ；
A.E、A、D
B.E、B、C
C.F、C、D
D.F、A、D
（2）小王组在连接电路时，刚接好最后一根导线，小灯泡就发光了，原因是 ；
（3）小明组连接了如图2的实物连接图，此时，电流表测的是通过 （选填“L1”“L2”、“干路”）的电流。若要测灯L2的电流，请你在图上只改动一根导线，完成电路的连接（在需改动的导线上打“×”，再画出重新连接后的导线）；
（4）测量的数据如表：对于测量数据的相关分析，以下说法正确的是 。
A.第1组数据没有测量误差
B.IA+IC总是略大于IB可能是电流表未调零引起的
C.选用多组实验数据，是为了减小误差
D.若测量E处电流，由于E处更接近电源负极，故会发现IE＞IF
【解答】解：（1）电流表与待测电路串联，探究并联电路中电流的特点，要用电流表分别测量各支路的电流和干路的电流，A、B、D选项均符合要求；
C选项中，取点F、C、D，即用电流表测干路的电流和通过L2的支路电流，没有测量通过L1的支路电流，故取点组合不合适的是C；
（2）刚接好最后一根导线，小灯泡就发光了，原因是连接电路时，开关没有断开；
（3）此时，两灯泡并联，电流表测的是通过干路的电流；若要测灯L2的电流，电流表与L2串联，如图所示：
（4）分析数据发现，IA+IC总是略大于IE，
B、若电流表使用前指针在零刻线偏右的位置，则每次测量值比真实值偏大，由并联电路电流的规律，
IA+IB总是略大于IC，A正确；
AC、选用多组实验数据，可避免实验的偶然性，使结论更具普遍性，也不可取平均值，BC错误；
D、串联部分的电路各处的电流相等，D错误；
故选：B；
故答案为：（1）C；（2）连接电路时，开关没有断开；（3）干路；见解答；（4）B。
（2024 辉县市模拟）在探究“并联电路的电流特点”的实验时，小明设计了如图甲所示的电路图。
（1）实验中，应该选择规格 （选填“相同”或“不相同”）的两个小灯泡，在连接电路时，开关应处于 状态。
（2）小明按照如图甲的电路连接的实物图如图乙所示，图中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并补画出正确的导线（导线之间不能交叉）。
（3）在实验过程中，一盏灯突然熄灭，电流表A2有示数，电流表A1无示数，若电路中只有一处故障，则可能是L1 （选填“短路”或“断路”）。
（4）排除故障后，继续实验，测出通过L1的电流如图丙所示，电流表的读数是 A，通过实验小明测得的数据如下表所示，通过表中的数据，小明得出结论：在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，你认为这样的结论 （选填“可靠”或“不可靠”），理由是 。
通过L1的电流I1 通过L2的电流I2 电路的总电流I总
0.2A 0.3A 0.5A
【解答】解：（1）为了使结论更具普遍性，应使用不相同规格的灯泡进行实验；
（2）为了保护电路，在连接电路时，开关应处于断开状态；由图甲电路图可知，小灯泡L1与电流表A1串联后与小灯泡L2并联，而实物电路中小灯泡L2被导线短路，将小灯泡L2右端到电流表A1“﹣”接线柱的导线由电流表A1“﹣”接线柱改接到小灯泡L1的左端，如下图所示：
；
（3）一盏灯突然熄灭，电流表A2有示数，电流表A1无示数，这说明该电流表A1所在支路出现了断路故障，所以故障是L1断路；
（4）电流表选用小量程，分度值为0.02A，则该处电流大小是0.2A；之所以得出各支路的电流相等，是因为选用的灯泡规格相同，选用的器材太特殊，实验次数太少，得出的结论有偶然性，为得出普遍性的结论，要换用不同规格的灯泡多次测量。
故答案为：（1）不相同；断开；（2）见解析；（3）断路；（4）0.2；不可靠；实验次数较少，结论具有偶然性，应换用不同规格的灯泡进行多次测量。
（2024 河西区模拟）物理学习小组的同学们做“探究并联电路中电流规律”的实验。请你完成下列内容：
（1）连接电路时，开关应 。
（2）图1是他们设计的电路图，实验时需要测量A、B、C三处的电流。图2是他们某次测量时连接的实验电路，此时电流表测量的是 （选“A”“B”或“C”）处的电流。
（3）①小金同学在某次测量时，闭合开关后，发现电流表指针如图3所示，原因是 。（选填字母）
A.电流表没有调零
B.电流表正、负接线柱接反了
②在排除故障后，电流表的示数如图4所示，则电流表的示数为 A。
（4）小明同学要测量通过L2的电流，只需将图2中导线 （选填“a”或“b”）的一端改接到电流表的负接线柱上。
（5）小薛同学测出一组A、B、C三处的电流，数据如表所示，由此他得出结论：①干路电流等于各支路电流之和。②各支路电流相等。
IA/A IB/A IC/A
0.2 0.2 0.4
小组内交流讨论后，一致认为小薛同学的结论不具普遍性，要得到并联电路中电流的规律，还应该选用规格 （选填“相同”或“不同”）的灯泡进行实验。
【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路的过程中开关必须断开；
（2）由图乙可知，电流表测量干路电流，所以测量的是C处电流；
（3）①在测量电流的过程中，闭合开关前电流表的指针出现了如图所示的情况，电流表指针没有与零刻度线对齐，说明电流表使用前没有调零，B；②根据此时电流表选用的小量程，所以分度值为0.02A，示数为0.24A；
（4）测量通过L2的电流时，电流表就要与L2串联，只需将图乙中导线a的一端移动到电流表的负接线柱上，此时电流表就和L2串联；
（5）要得到并联电路中电流的规律，应选用不同规格的小灯泡进行实验。
故答案为：（1）断开；（2）C；（3）①B；②0.24；（4）a；（5）不同。
（2024 东港区校级三模）小明用如图甲所示电路“探究并联电路的电流规律”，实验情况如下：
（1）小明先将电流表接在A处，闭合开关前，发现电流表的指针偏转如图乙所示，接下来他的操作是 。
（2）小明再将电流表接在B处，闭合开关后，观察到灯L1发光，但灯L2不发光，电流表的示数为零。若电路只存在一处故障，可能是 。
（3）小明更换规格不同的灯泡进行了三次实验，分别测出了A、B、C三处的电流，记录的数据如表所示。
实验次数 A点电流IA/A B点电流IB/A C点电流IC/A
1 0.24 0.20 0.44
2 0.40 0.16 0.56
3 0.30 0.20 0.50
通过分析可以得到的实验结论是：在并联电路中， 。
【解答】解：（1）小明先将电流表接在A处，闭合开关前，发现电流表的指针偏转如图乙所示，即电流表指针没有与零刻度线对齐，故接下来他的操作是调零；
（2）小明再将电流表接在B处，闭合开关后，观察到灯L1发光，但灯L2不发光，电流表的示数为零，说明灯L2这条支路可能断路，若电路只存在一处故障，可能是灯L2断路；
（3）由表中数据可知，
0.24A+0.20A＝0.44A，
0.40A+0.16A＝0.56A，
0.30A+0.20A＝0.5A，
故可以得到的实验结论是：在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。
故答案为：（1）调零；（2）灯L2断路；（3）干路电流等于各支路电流之和。
（2024 朝阳区校级模拟）为了探究并联电路的电流规律，小致同学选择了三节新干电池，一个“3.8V 0.2A”的小灯泡L1和一个“2.5V 0.3A”的小灯泡L2，一个开关，导线若干，设计了图甲所示的电路（忽略灯泡电阻的变化）。
（1）此电路设计存在一个严重问题需要纠正，请你提出一条改进措施 ；
（2）调整后，小致在闭合开关前观察到电流表的指针出现了如图乙所示的情况，则下一步他应该对电流表进行 的操作；
（3）图甲中，若要测量L2的电流，请你只改动一根导线的一端，在被改动的导线上画“×”，然后画出改动后的导线；
（4）为得到普遍规律，小致多次改变了某些元件的规格并完成实验，实验数据记录如表所示。分析数据可得到实验结论：在并联电路中， 。
实验次数 干路电流I/A L1电流I1/A L2电流I2/A
1 0.24 0.05 0.19
2 0.5 0.08 0.42
3 0.49 0.1 0.38
【解答】解：（1）电源为三节干电池串联，电源电压是4.5V，加在小灯泡两端的电压超过额定电压，因此电源改为二节干电池串联。
（2）电流表未接入电路时指针位置如图乙所示（指针在零刻度线的左侧），需要对电流表进行的操作是将电流表调零。
（3）电流表与待测电路串联，图甲中，若要测量L2的电流，则只需要调整图中的导线c右边所接位置，如图所示：
（4）根据表格中的数据有：
0.24A＝0.05A+0.19A
0.5A＝0.08A+0.42A
0.49A≈0.1A+0.38A
可得到结论：并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，即I1+I2＝I。
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