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初中物理微专题-串并联电路的电流、电压关系实验 学案
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这是一份初中物理微专题-串并联电路的电流、电压关系实验 学案，共8页。
串联电路各处电流相等，即 ，各用电器两端电压之和等于电源电压，即 。
并联电路干路电流等于各支路电流之和，即，各支路两端电压等于电源电压，即。
在设计实验时，选择合适的器材，先连接对应的串并联电路，然后分别用电压表与电流表测量对应位置或元件的电流和电压，对比试验数据即可总结出相应结论。
1.为得出普遍规律在器材选择时，应尽量选择不同规格的灯泡进行实验，并进行多次试验。
2.在探究电压规律实验时应测量电路中的电源电压，不可单独将电压表接在电源两侧进行测量。
单纯的串并联电路的电流、电压关系实验设计较少出现，往往以某些特定情境下的错误实验操作得出错误结论为引子，要求同学们设计实验加以验证。例如使用相同规格小灯泡进行实验室得出的错误结论，或仅根据灯泡亮度判断串联电路电流不相等等。
1．小红在做实验时，连好了如图所示的电路，闭合开关后发现小灯泡L2发光比L1发光暗，小红认为是因为灯泡L1距离电源正极更近，所以灯泡L1更亮。请你做实验证明小红的说法是错误的。
2．小东通过学习知道了“在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和”这个规律，于是他认为：并联电路的支路越多，通过每个支路的电流就越小。请你通过实验证明，小东的结论是错误的。所提供的实验器材如下：符合实验要求的稳压电源（即电源两端的电压保持不变）、开关、已调零的电流表各1个，灯泡3个、导线若干。请画出电路图，写出简要的实验步骤和实验现象。
3．小思同学在参加校外辅导培训班后，认为“灯泡发光的亮暗是由通过灯泡电流的大小决定的”．请你设计一个实验，说明小思同学的观点是错误的．简述实验过程及实验现象．
4．实验桌上有如下实验器材：满足实验要求的电源一个(电源电压不变)，已调零的电流表一块，开关一个，小灯泡两个，阻值已知的定值电阻一个，导线若干。请选用上述实验器材，设计一个实验，证明“在串联电路中电流处处相等”。
要求：(1)画出实验电路图 ；
(2)写出实验步骤 ；
(3)画出实验数据记录表 。
5．如图所示，在封闭盒子上表面有两个小灯泡和一个开关，电路的其他部分都在盒子内，无法看到．小明闭合开关S，观察到两个小灯泡都发光，他又用一块电压表分别测量两个小灯泡两端的电压，测量结果是两个小灯泡两端的电压相等．小明认为在一个电路中，若两个用电器两端电压相等，则这两个用电器就一定是并联关系．
请你选取需要的器材设计一个实验，证明小明的观点是错误的．
（1）请画出实验电路图；
（2）简述实验过程，根据实验现象简要说明小明的观点是错误的．
6．符合实验要求的可以变换输出电压的学生电源，多个阻值不同的定值电阻，一块已经调零的电压表，开关一个，导线若干．请你利用上述器材，设计实验证明“串联电路两端的总电压等于各个电阻两端电压之和”．要求：
（1）画出实验电路图；
（2）写出实验步骤；
（3）画出实验数据记录表．
7．小明发现物理实验室有一台老式电源，电压标识为12V，但老师告诉小明，实际提供的电压可能有20%以内的误差．小明想用电压表测量一下此电源的实际电压，但只找到了量程为3V的电压表．他又找到了一盒小灯泡，盒子上标有“3V，0.3A”字样．另外还有开关导线等其他电路连接辅助器材．请你设计一个实验方案，测量此电源的实际电压．要求：（1）画出电路图；（2）描述你的实验方法；（3）命名实验中需要测量的量并用测量量的字母表示出电源电压；（4）器材数量最简．
参考答案：
1．见解析
【详解】实验步骤：更换L1和L2的位置（或调换电源的正负极），再次接通电路，观察两灯的亮度；
现象：闭合开关后，发现仍然是小灯泡L1较亮，小灯泡L2较暗；
分析论证：按照小红的解释，闭合开关后，灯泡L1距离电源正极更近，所以灯泡L1更亮，这一推理与事实不符，从而证明小红的解释是错误的；造成两灯亮度不同的根本原因：电流相同，两灯的电阻不同，两灯的电功率不同。
2．见解析
【详解】电流表保证只测同一个灯泡的电流，可以通过电路改变并联的支路个数，观察电路的电流变化情况，当然结果是电流不变，因为并联支路电压相等等于电源电压
（1）把两灯泡并联在电源两端，电流表串联在灯L1的支路中，按如图所示电路图连接电路；闭合开关，读出并记录电流表示数I1；
（2）断开开关，将第三个灯泡与前两个灯泡并联，闭合开关，读出并记录电流表示数I2；
（3）比较I1与I2的大小关系，如果
则小东的结论是错误的；如果
小东的结论是正确的。
3．见解析
【详解】灯泡亮度由实际功率决定．只要设计一个实验，让两个灯泡的电流相同，但实际功率不同（即亮度不同），就可达到目的．两个阻值不同的灯泡串联起来接到电源上，闭合开关，通过两个灯泡的电流相同，根据P=I2R可知，实际功率不同，所以亮度不同，所以小思的观点是错误的。
4． 见解析
【详解】(1)[1]要验证串联电路中电流处处相等，可将两灯串联，用电流表分别测也电路中不同位置的电流，如图所示：
(2)[2]①断开开关，按上电路图连接电路，将电流表分别连在A、B、C处，闭合开关测出三处的电流，并所测电流启示表格中；②将其中一个灯泡换成电阻，重得①的实验。
(3[3])根据所测数据设计表格如下表：
5． 见解析 见解析
【详解】（1）[1]为了证明小明的观点是错误的，应该将电路图设计为串联电路，且实验中应选取两个相同的小灯泡做实验，然后分别测出两灯泡的电压，如图所示：
（2）[2]实验过程及分析如下：
①根据（1）选择两个完全相同的小灯泡，按照电路图接入串联电路中；
②将电压表分别接在两个小灯泡上，测出两个小灯泡两端的电压分别为U1、U2 ，则会出现的现象是：U1 =U2 ；说明当两个小灯泡串联时，两个小灯泡两端电压也可以相等，所以小明的观点是错误的。
6．见解析
【详解】（1）电路图如图所示：
（2）①根据电路图连接实物电路；②用电压表分别测出R1两端的电压U1、R2两端的电压U2、R1和R2两端的总电压U；③改变R1、R2的阻值，按照②的步骤再测出两组数据．
（3）实验记录表如下：
7．（1） （2）4个相同规格小灯泡串联后分别测各自的电压并求和（3）四个灯泡两端电压依次记作U1、U2、U3、U4，电源电压为U=U1+U2+U3+U4（4）4个小灯泡、一个开关、若干导线
【详解】(1)根据此电源的电压标识为12V，小灯泡盒子上标有“3V，0.3A”字样，可选择4个小灯泡串联起来，如图所示：
(2) 将4个相同规格“3V，0.3A”小灯泡串联，分别测每个小灯泡两端的电压并求和；
(3)按照上图连接电路，然后用电压表分别测出每个小灯泡两端的电压，记作U1、U2、U3、U4；根据串联电路的电压规律可得,电源电压为U=U1+U2+U3+U4；
(4)器材数量为4个小灯泡，一个开关和若干导线．
电流I/A
A
B
C
两灯串联时
灯与电阻串联
电流I/A
A
B
C
两灯串联时
灯与电阻串联
R1两端的电压U1/V
R2两端的电压U2/V
两电阻两端的总电压U/V
1
2
3
串联电路各处电流相等，即 ，各用电器两端电压之和等于电源电压，即 。
并联电路干路电流等于各支路电流之和，即，各支路两端电压等于电源电压，即。
在设计实验时，选择合适的器材，先连接对应的串并联电路，然后分别用电压表与电流表测量对应位置或元件的电流和电压，对比试验数据即可总结出相应结论。
1.为得出普遍规律在器材选择时，应尽量选择不同规格的灯泡进行实验，并进行多次试验。
2.在探究电压规律实验时应测量电路中的电源电压，不可单独将电压表接在电源两侧进行测量。
单纯的串并联电路的电流、电压关系实验设计较少出现，往往以某些特定情境下的错误实验操作得出错误结论为引子，要求同学们设计实验加以验证。例如使用相同规格小灯泡进行实验室得出的错误结论，或仅根据灯泡亮度判断串联电路电流不相等等。
1．小红在做实验时，连好了如图所示的电路，闭合开关后发现小灯泡L2发光比L1发光暗，小红认为是因为灯泡L1距离电源正极更近，所以灯泡L1更亮。请你做实验证明小红的说法是错误的。
2．小东通过学习知道了“在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和”这个规律，于是他认为：并联电路的支路越多，通过每个支路的电流就越小。请你通过实验证明，小东的结论是错误的。所提供的实验器材如下：符合实验要求的稳压电源（即电源两端的电压保持不变）、开关、已调零的电流表各1个，灯泡3个、导线若干。请画出电路图，写出简要的实验步骤和实验现象。
3．小思同学在参加校外辅导培训班后，认为“灯泡发光的亮暗是由通过灯泡电流的大小决定的”．请你设计一个实验，说明小思同学的观点是错误的．简述实验过程及实验现象．
4．实验桌上有如下实验器材：满足实验要求的电源一个(电源电压不变)，已调零的电流表一块，开关一个，小灯泡两个，阻值已知的定值电阻一个，导线若干。请选用上述实验器材，设计一个实验，证明“在串联电路中电流处处相等”。
要求：(1)画出实验电路图 ；
(2)写出实验步骤 ；
(3)画出实验数据记录表 。
5．如图所示，在封闭盒子上表面有两个小灯泡和一个开关，电路的其他部分都在盒子内，无法看到．小明闭合开关S，观察到两个小灯泡都发光，他又用一块电压表分别测量两个小灯泡两端的电压，测量结果是两个小灯泡两端的电压相等．小明认为在一个电路中，若两个用电器两端电压相等，则这两个用电器就一定是并联关系．
请你选取需要的器材设计一个实验，证明小明的观点是错误的．
（1）请画出实验电路图；
（2）简述实验过程，根据实验现象简要说明小明的观点是错误的．
6．符合实验要求的可以变换输出电压的学生电源，多个阻值不同的定值电阻，一块已经调零的电压表，开关一个，导线若干．请你利用上述器材，设计实验证明“串联电路两端的总电压等于各个电阻两端电压之和”．要求：
（1）画出实验电路图；
（2）写出实验步骤；
（3）画出实验数据记录表．
7．小明发现物理实验室有一台老式电源，电压标识为12V，但老师告诉小明，实际提供的电压可能有20%以内的误差．小明想用电压表测量一下此电源的实际电压，但只找到了量程为3V的电压表．他又找到了一盒小灯泡，盒子上标有“3V，0.3A”字样．另外还有开关导线等其他电路连接辅助器材．请你设计一个实验方案，测量此电源的实际电压．要求：（1）画出电路图；（2）描述你的实验方法；（3）命名实验中需要测量的量并用测量量的字母表示出电源电压；（4）器材数量最简．
参考答案：
1．见解析
【详解】实验步骤：更换L1和L2的位置（或调换电源的正负极），再次接通电路，观察两灯的亮度；
现象：闭合开关后，发现仍然是小灯泡L1较亮，小灯泡L2较暗；
分析论证：按照小红的解释，闭合开关后，灯泡L1距离电源正极更近，所以灯泡L1更亮，这一推理与事实不符，从而证明小红的解释是错误的；造成两灯亮度不同的根本原因：电流相同，两灯的电阻不同，两灯的电功率不同。
2．见解析
【详解】电流表保证只测同一个灯泡的电流，可以通过电路改变并联的支路个数，观察电路的电流变化情况，当然结果是电流不变，因为并联支路电压相等等于电源电压
（1）把两灯泡并联在电源两端，电流表串联在灯L1的支路中，按如图所示电路图连接电路；闭合开关，读出并记录电流表示数I1；
（2）断开开关，将第三个灯泡与前两个灯泡并联，闭合开关，读出并记录电流表示数I2；
（3）比较I1与I2的大小关系，如果
则小东的结论是错误的；如果
小东的结论是正确的。
3．见解析
【详解】灯泡亮度由实际功率决定．只要设计一个实验，让两个灯泡的电流相同，但实际功率不同（即亮度不同），就可达到目的．两个阻值不同的灯泡串联起来接到电源上，闭合开关，通过两个灯泡的电流相同，根据P=I2R可知，实际功率不同，所以亮度不同，所以小思的观点是错误的。
4． 见解析
【详解】(1)[1]要验证串联电路中电流处处相等，可将两灯串联，用电流表分别测也电路中不同位置的电流，如图所示：
(2)[2]①断开开关，按上电路图连接电路，将电流表分别连在A、B、C处，闭合开关测出三处的电流，并所测电流启示表格中；②将其中一个灯泡换成电阻，重得①的实验。
(3[3])根据所测数据设计表格如下表：
5． 见解析 见解析
【详解】（1）[1]为了证明小明的观点是错误的，应该将电路图设计为串联电路，且实验中应选取两个相同的小灯泡做实验，然后分别测出两灯泡的电压，如图所示：
（2）[2]实验过程及分析如下：
①根据（1）选择两个完全相同的小灯泡，按照电路图接入串联电路中；
②将电压表分别接在两个小灯泡上，测出两个小灯泡两端的电压分别为U1、U2 ，则会出现的现象是：U1 =U2 ；说明当两个小灯泡串联时，两个小灯泡两端电压也可以相等，所以小明的观点是错误的。
6．见解析
【详解】（1）电路图如图所示：
（2）①根据电路图连接实物电路；②用电压表分别测出R1两端的电压U1、R2两端的电压U2、R1和R2两端的总电压U；③改变R1、R2的阻值，按照②的步骤再测出两组数据．
（3）实验记录表如下：
7．（1） （2）4个相同规格小灯泡串联后分别测各自的电压并求和（3）四个灯泡两端电压依次记作U1、U2、U3、U4，电源电压为U=U1+U2+U3+U4（4）4个小灯泡、一个开关、若干导线
【详解】(1)根据此电源的电压标识为12V，小灯泡盒子上标有“3V，0.3A”字样，可选择4个小灯泡串联起来，如图所示：
(2) 将4个相同规格“3V，0.3A”小灯泡串联，分别测每个小灯泡两端的电压并求和；
(3)按照上图连接电路，然后用电压表分别测出每个小灯泡两端的电压，记作U1、U2、U3、U4；根据串联电路的电压规律可得,电源电压为U=U1+U2+U3+U4；
(4)器材数量为4个小灯泡，一个开关和若干导线．
电流I/A
A
B
C
两灯串联时
灯与电阻串联
电流I/A
A
B
C
两灯串联时
灯与电阻串联
R1两端的电压U1/V
R2两端的电压U2/V
两电阻两端的总电压U/V
1
2
3
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