串联电路与并联电路中电流、电压的规律与实验探究

2017-08-18 108 0

一、串并联电路中电流的规律与特性

串联电路特点:串联电路中电流处处相等,即 I = I1 = I2 = … = In。在串联电路中只要测出任何一个位置的电流,就知道了其他位置的电流。

并联电路电流规律:在并联电路中,干路电流等于各支路电流的和,即 I = I1 + I2 + … + In。式中 I 表示干路中的电流,I1 到 In 分别表示各支路中的电流。

1. 实验探究串联电路的电流规律

(1)实验电路如图 1 所示。

串联电路与并联电路中电流、电压的规律与实验探究

图 1 串联电路实验电路

(2)实验步骤:① 根据串联电路的电路图组装好实验装置;② 选用电流表的最大量程,并把电流表接在电路的 a 处;③ 合上开关,测出 a 处的电流值;④ 把电流表先后改接在电路中的 b、c 处,分别测出电流值,并对电路中 Ia、Ib、Ic 进行比较分析。

(3)结论:串联电路各处电流都相等,即 Ia = Ib = Ic。

2. 实验探究并联电路的电流规律

(1)实验电路如图 2 所示。

串联电路与并联电路中电流、电压的规律与实验探究

图 2 并联电路实验电路

(2)实验步骤:① 根据并联电路的电路图组装好实验装置;② 选用电流表的最大量程,并把电流表接在电路的 a 处;③ 合上开关,测出 a 处的电流值;④ 把电流表先后改接在电路中的 b、c 处,分别测出电流值,并对电路中 Ia、Ib、Ic 进行比较分析。

(3)结论:并联电路干路电流等于各支路电流之和,即 Ia = Ib + Ic。

3. 串、并联电路的比较

串联电路与并联电路中电流、电压的规律与实验探究

图 3 串、并联电路比较

4. 串联电路中短路的特殊作用

① 跟某个用电器并联的开关可起到控制电路的作用——闭合开关时,被控制的用电器因短路而停止工作;断开开关时,被控制的用电器可与其他用电器一起工作。② 报警电路用于防盗与防逃:用电线与电铃并联,线断后电铃发声。

5. 探究串、并联电路的电流规律时怎样使结果更有普遍性

探究串、并联电路的电流规律时,常用改变电源电压、换用不同规格灯泡、多次测量等方法使结论更具普遍性。利用如图 4 所示电路探究并联电路的电流规律时,也可能会得出结论:

串联电路与并联电路中电流、电压的规律与实验探究

图 4 并联电路测量

误认为各支路的电流相等。得出这一错误结论是因为实验时使用了两只完全相同的灯泡,所以结论比较特殊、不具备一般性;换用两只不同的灯泡重做实验,则

串联电路与并联电路中电流、电压的规律与实验探究

串联电路与并联电路中电流、电压的规律与实验探究

串联电路与并联电路中电流、电压的规律与实验探究

但仍有相同的规律。

二、串并联电路中电压的规律与特性

串联电路电压规律:在串联电路中,总电压等于各用电器两端的电压之和,即 U = U1 + U2 + … + Un。

并联电路电压规律:在并联电路中,各支路两端电压相等、都等于电源电压,即 U = U1 = U2 = … = Un。

1. 实验探究串联电路电压规律

(1)实验器材:电源、导线、开关、灯座、小灯泡、电压表。

(2)实验电路如图 8 所示。

串联电路与并联电路中电流、电压的规律与实验探究

图 8 串联电路电压测量

(3)实验步骤:① 按实验电路图连接好电路,连接电路过程中开关应处于断开状态;② 将电压表并联在灯 L1 两端,测出 L1 两端电压 U1——在不超过量程的前提下,电压表量程应首选“0~3 V”;③ 合上开关后,将电压表的示数记录在表中;④ 用电压表分别测出 L2 两端电压 U2、电路总电压 U总,记下电压表示数并填入表中。

(4)结论:串联电路中 U总 = U1 + U2。

2. 实验探究并联电路电压规律

(1)实验器材:电源、导线、开关、灯座、小灯泡、电压表。

(2)实验电路如图 9 所示。

串联电路与并联电路中电流、电压的规律与实验探究

图 9 并联电路电压测量

(3)实验步骤:① 按实验电路图连接好电路,连接电路过程中开关应处于断开状态;② 将电压表并联在灯 L1 两端,测出 L1 两端电压 U1——在不超过量程的前提下,电压表量程应首选“0~3 V”;③ 合上开关后,将电压表的示数记录在表中;④ 用电压表分别测出 L2 两端电压 U2、电路总电压 U总,记下电压表示数并填入表中。

(4)结论:并联电路中 U总 = U1 = U2。

3. 串、并联电路中电流和电压关系的比较

串联电路与并联电路中电流、电压的规律与实验探究

图 10 串、并联电路中电流和电压关系比较

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