探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点
用电流表、电压表测量串联电路和并联电路中不同位置的电流和电压,找出它们之间的关系。
动手做实验 · Virtual Lab
点接线柱连导线,自己动手搭电路
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点一个接线柱,再点另一个接线柱,就连上了一根导线 · 点导线可以拆掉
第 1 步
串联电路中各处的电流
把电流表分别接在图中 A、B、C 三处,闭合开关,记录每一处的电流。灯泡 L₁ 的规格是「2.5 V 0.3 A」,L₂ 是「3.8 V 0.3 A」。
文字版:器材、步骤与结论适合备课、打印+
器材
- 电池组(两节干电池)
- 开关
- 规格不同的小灯泡 2 个(2.5 V、3.8 V)及灯座
- 电流表
- 电压表
- 导线若干
- 01
按电路图连接串联电路,把电流表依次接在 A、B、C 三处,闭合开关,记录电流 I_A、I_B、I_C。
要点每次改接电流表前,都要先断开开关。
- 02
用电压表分别测出 L₁ 两端的电压 U₁、L₂ 两端的电压 U₂,以及两灯两端的总电压 U。
要点电压表要并联在被测部分两端,正负接线柱不能接反。
- 03
把两个灯泡改接成并联电路,把电流表分别接在干路 A 处和两条支路的 B、C 处,记录 I、I₁、I₂。
要点干路电流比支路电流大,注意选择量程。
- 04
用电压表分别测出并联电路中 L₁、L₂ 两端和电源两端的电压。
- 05
换用不同规格的小灯泡,重复以上实验,比较数据,归纳结论。
要点只测一组数据,结论可能是偶然的。
现象
串联电路中 A、B、C 三处的电流相等,两灯两端的电压之和等于总电压;并联电路中干路电流等于两条支路的电流之和,两个灯泡两端的电压相等,都等于电源两端的电压。
结论
串联电路中各处的电流相等:I = I₁ = I₂;电源两端的电压等于各用电器两端电压之和:U = U₁ + U₂。并联电路中干路电流等于各支路电流之和:I = I₁ + I₂;各支路两端的电压相等:U = U₁ = U₂。
记忆口诀
串联分压不分流,并联分流不分压
串联电路中电流处处相等,总电压分配在各用电器上;并联电路中各支路两端的电压相等,干路电流分配到各条支路上。
01 — Principle
实验原理
串联电路中电流只有一条路径;并联电路中电流在分支处分开,在汇合处又合到一起。用电流表测出电路中不同位置的电流,用电压表测出各部分电路两端的电压,比较这些数据,就能找到规律。为了使结论具有普遍性,要换用不同规格的小灯泡多做几次。
02 — Pitfalls
易错点
Q1为什么要选用两个规格不同的小灯泡?+
如果两个灯泡规格相同,并联时两条支路的电流相等,串联时两灯分到的电压相等,容易得出「各支路电流相等」「各部分电压相等」这样的错误结论。
Q2串联电路中,灯 L₁ 比 L₂ 亮,通过 L₁ 的电流是否更大?+
不是。串联电路中电流处处相等,通过两个灯泡的电流一样大。灯泡亮度不同,是因为它们两端的电压不同,实际功率不同。
Q3测得 U₁ + U₂ 比 U 略大一点,是实验失败了吗?+
不是。电表的读数只能精确到分度值,读数有误差,在误差范围内可以认为 U = U₁ + U₂。
Q4为什么要换用不同规格的灯泡多做几次实验?+
只做一次实验得出的结论可能是偶然的。多次实验,几组数据都满足同样的关系,才能得出普遍规律。
03 — Practice
典型例题
例 1
两个灯泡串联在电路中,L₁ 比 L₂ 亮,通过它们的电流( )
例 2
并联电路中,干路电流为 0.5 A,通过 L₁ 的电流为 0.3 A,则通过 L₂ 的电流为( )
例 3
电源电压为 3 V,L₁、L₂ 串联,L₁ 两端的电压为 1.2 V,则 L₂ 两端的电压为( )
例 4
在探究并联电路电流规律的实验中,测出一组数据后,下一步应该( )
04 — In Life
生活中的应用
串联:I 处处相等
小彩灯
一串节日小彩灯常常是串联的,电源电压分配在每个小灯泡上,所以每个灯泡两端的电压都不高。
并联:U = 220 V
家用电器
家里的电灯、电视机、冰箱都是并联的,各自独立工作,两端的电压都是 220 V。
I = I₁ + I₂ + …
插线板
同时使用的用电器越多,干路的电流越大,所以不能在一个插线板上同时使用太多大功率用电器。
05 — Safety
安全提示
- 拆接电路、改接电表时都要先断开开关。
- 电流表不能直接接在电源两极上,连接后检查无误再闭合开关。
- 并联时干路电流较大,注意电流表的量程。
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