第10练 电(磁)学实验专练——串、并联
电路的电流、电压规律
一、选择型实验专练
1. (多选)利用如图电路探究串联电路的规律, 下列做法正确的是( )
A.分别把开关改接到a、b、c 处, 可以探究开关位置的改变对用电器控制作用的影响 B.分别将电流表串联在a、b、c 处,可以探究电路中各处电流的关系
C.分别将电压表串联在a、b、c 处,可以探究电路中各用电器两端电压与电源两端电压的关系
D.为使探究结论更具普遍性,可更换不同的用电器或改变电源电压进行多次实验
【答案】ABD
【解析】A、在如图所示的电路图中,分别把开关改接到 a、b、c 处, 可以探究开关位置的改
变对用电器控制作用的影响,故A正确;B、在如图所示的电路图中,分别将电流表串联在 a、b、c 处,可以探究电路中各处电流的关系,故B正确;C、电压表应与被测电路并联,因此C
错误;D、为使探究结论更具普遍性,可更换不同的用电器或改变电源电压进行多次实验,故D
正确。
2.小华在做如图所示的实验时,闭合开关S,两灯均发光,过了一会儿,灯L1突然熄灭,他发现一个电表的示数变大,另一个电表的示数变小。他将灯L1、L2位置互换,再次闭合开关S,观察到两个电表指针均不动,若电路只有一处故障,则一定是( )
A.灯L1短路 【答案】B
【解析】由电路图知,两只灯泡串联,电压表测量灯泡L1两端的电压,电流表测量通过电路的电流; A、如果灯泡L1短路,L1不能发光,电流表示数增大,电压表示数减小;将两只灯泡互换位置后,
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B.灯L1断路 C.灯L2短路 D.灯L2断路
电流表指针偏转,电压表指针也偏转,故A不符合题意;
B、如果灯L1断路,两灯都不能发光,电流表示数减小为零,电压表示数增大;将灯L1、L2位置互换后,整个电路断路,所以电流表、电压表指针均不动,故B符合题意; C、如果灯泡L2短路,电流表、电压表示数都增大,故C不符合题意;
D、如果灯泡L2断路,整个电路断路,所以电流表、电压表指针均不动,故D不符合题意。 3.小明按如图甲所示电路图做实验,闭合开关,两表读数如图乙所示。L突然烧断,烧断后两表示数如图丙所示,定值电阻两端的电压为U,流经定值电阻的电流为I。与L烧断前相比,烧断后( )
甲 乙 丙
A.U变大,I变大 B.U变大,I变小 C.U不变,I变小 D.U不变,I不变 【答案】A
【解析】由图甲知,L与R并联,此时电压表测量L与R两端的电压,由图乙知,L烧断前,电压表示数为1.6V,即定值电阻R两端的电压为1.6V;L烧断后,电压表变成测量R两端的电压,由图丙知,电压表示数为2.4V,即此时定值电阻R两端的电压为2.4V;可见与L烧断前相比,烧断后,U
定值电阻R两端的电压U变大。根据欧姆定律I=得,R一定时,U增大,I增大,所以流经定值电
R阻R的电流I变大,故应选A。
二、填空型实验专练
4. 在研究并联电路电流特点时,按如图所示电路图连接好电路。闭合开关S和S1,观察电表示数,再闭合开关S2,示数保持不变的电流表是 (电源电压不变),同时小明观察到电流表A的示数如图乙所示,为了使测量更精确,断开开关后,接下来的操作是 。
【答案】A1 将“3 A”上的线头改接到“0.6 A”处 【解析】
(1)由图知,闭合开关S和S1时,电路为R1的简单电路,电流表A1和A均测R1的电流;
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再闭合开关S2,两只电阻并联,电流表A测量干路电流,A1仍然测R1的电流,A2测量R2支路电流,电流表A2的示数从0增大到一定数值;
由于干路电流大于各支路的电流,所以电流表A的示数变大; 由于并联电路各支路互不影响,所以电流表A1的示数保持不变。
(2)由图可知,电流表A的指针向右偏转幅度很小,说明干路电流较小,电流表选择的量程过大,所以需要改接小量程,也就是将“3A”上的线头改接到“0.6A”处。
5小芳用铅笔芯制作如图所示的“模拟调光灯”,闭合开关后,左右移动回形针,小灯泡始终不亮,为检查电路故障,小芳将电压表接到A、B两点,测得电压为3.0 V,则A、B 间 (选填“短路”或“断路”),这种故障可能的情况是 、 。
A
B 铅笔芯 回形针 右
左 【答案】断路 灯丝断了 灯泡与灯座接触不良
【解析】由图可知,使用的是两只干电池,则电源电压为3 V,闭合开关后,左右移动回形针,小灯泡始终不亮,A、B两点电压为3 V,即电压表测电源电压,说明A、B间断路,电压表相当于直接接到了电源两端,所以示数为3 V;A、B间是小灯泡,灯泡断路,可能是灯丝断了,或者灯泡与灯座之间接触不良。
6.如图所示,在探究串联电路电压关系的实验中,小磊同学先用电压表测量了电阻R1两端的电压为1V,然后保持电压表接A点不动,将接B点的那段导线改接到C点,电压表的示数为3V。已知R1=5Ω,则电阻R2两端的电压为 V,通过R2的电流为 A。如果他保持电压表接B点不动,将电压表接A点的那段导线改接到C点,这种接法是错误的,理由是 。
【答案】2 0.2 会导致电压表“+、-”接线柱接反 【解析】
解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,则电阻R1两端的电压U1=1V,保持电压表接A点不动,将接B点的那段导线改接到C点时,电压表测电源两端的电压,则U=3V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,
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所以,电阻R2两端的电压U2=U-U1=3V-1V=2V, 因串联电路中各处的电流相等,
U11V
所以,通过R2的电流I2=I1= = =0.2A;
R15Ω
如果他保持电压表接B点不动,将电压表接A点的那段导线改接到C点时,会导致电压表“+、-”接线柱接反,这种接法是错误的。
故答案为:2;0.2;会导致电压表“+、-”接线柱接反。
由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,保持电压表接A点不动,将接B点的那段导线改接到C点时,电压表测电源两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电阻R2两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出通过R2的电流;如果他保持电压表接B点不动,将电压表接A点的那段导线改接到C点时,根据电流表正确使用判断这种接法错误的原因。
三、实验探究题专练
7.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,其中一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 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)0.22 A (3)A
4
0.15 0.14
【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。 8.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0~0.6 A、0~3 A)和开关各一个,定值电阻三个(阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω),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。
(2)某次实验中,所用的两个电阻阻值分别为10 Ω和15 Ω,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10 Ω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。
10 Ω电阻所在支路的电流I1/A 0.28 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5 Ω电阻分别与10 Ω,15 Ω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0.6 A,则应选用小量程,若其中有任意一次的电流超过0.6 A,则选用大量程; (2)如图所示;(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0.6 A,则应选用小量程,若其中有任意一次的电流超过0.6 A,则选用大量程。
(2)电流表与10 Ω的电阻串联,如下所示:
15 Ω电阻所在支路的电流I2/A 0.18 干路电流I/A 0.46 5