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专题11初中物理探究实验(6)
——电学中的四个探究实验梳理
探究实验一、探究串、并联电路中电流规律
【猜想与假设】
1.在图1中,两个小灯泡L1、L2是串联在电路中的。流过A、B、C各点的电流可能存在什么关系?请做出猜想。
猜想1:流过A、B、C各点的电流可能相等.
猜想2:流过A、B、C各点的电流可能不相等,C处的电流最大,A处的电流最小.
猜想3:……
图1探究串联电路的电流规律
图1探究串联电路的电流规律图2探究并联电路的电流规律
2.在图2中,两个小灯泡L1、L2是并联在电路中的。流过A、B、C各点的电流可能存在什么关系?请做出猜想。
猜想1:流过A、B、C各点的电流可能相等.
猜想2:流过A、B、C各点的电流可能不相等,A处的电流等于B、C处的电流之和.
猜想3:……
【设计与进行实验】
1.使用电流表时的注意事项:
①使用电流表前应先校零;
②电流应从电流表的正接线柱流入,负接线柱流出;
③电流表应与被测对象串联;
④闭合开关,若电流表指针左偏,说明电流表正负接线柱接反了;
⑤闭合开关,若电流表指针偏转幅度较小,说明电流表所选量程较大.
2.连接电路时,开关应处于断开状态,目的是保护电路.
3.实验步骤:
①设计实验电路(串联电路).
②根据电路图连接电路,并进行测量。
③把测量数据记录在表格中,并把操作中出现的问题简明扼要地写下来。
④换上另外两个规格不同的小灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系。
A点电流IA/A
B点电流IB/A
C点电流IC/A
灯泡L1、L2串联
0.22
0.22
0.22
灯泡L3、L4串联
0.30
0.30
0.30
⑤设计实验电路(并联电路)。
⑥根据电路图连接电路,并进行测量。
⑦把测量数据记录在表格中,并把操作中出现的问题简明扼要地写下来。
⑧换上另外两个规格不同的小灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系。
A点电流IA/A
B点电流IB/A
C点电流IC/A
灯泡L1、L2并联
0.52
0.22
0.30
灯泡L3、L4并联
0.46
0.24
0.22
4.本实验要换用不同规格的小灯泡或改变电源电压,多测几组数据,寻找普遍规律,只测一组数据,得出的结论具有偶然性.
【交流与反思】
1.探究串联电路的电流规律时,为了简化操作,可以在A、B、C三点各接一个电流表.
2.探究并联电路的电流规律时,为了简化操作,还可以在A、B两点各接一个开关,把电流表接在C点,如图所示.并联电路中各支路独立工作,互不影响,故只闭合S、S1时,电流表测通过L1的电流;只闭合S、S2时,电流表测通过L2的电流;三个开关都闭合时,电流表测干路电流.
【分析与论证】
实验结论:①串联电路中的电流处处相等.②并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和.
【例题1】为了验证并联电路的电流特点,小薇设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)在连接电路时,开关应处于______状态,此时电流表的指针如图乙所示,根据你的分析,你认为原因是___________;
(2)小薇先将电流表接在L1所在的支路上,闭合开关后,观察到灯L2发光,但L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是___________;
(3)排除故障后,她测出了通过L1的电流为I1=1.6A,她又测出了L2支路和干路上的电流分别为I2和I,两次电流表指针均如图丙所示,则I2=_____A,I=______;
(4)她接下来的操作应该是___________,这样操作的好处是__________;
(5)根据测量结果,你认为并联电路中干路电流和各支路电流的关系是:_________(写出关系式即可)。
【答案】(1)断开,电流表没有调零;(2)L1或电流表开路;(3)0.4,2?;(4)换用不同规格的灯泡多次测量,得出普遍规律;(5)I=I1+I2.
【解析】(1)为保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态,此时电流表的指针如图乙所示,即电流表指针没有正对零刻线,原因是电流表没有调零。
(2)两灯并联,L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,说明L1支路不可能短路(若L1短路,则灯L2也不发光),只能是断路,即电路可能存在的故障是L1或电流表开路。
(3)排除故障后,她测出了L2支路和干路上的电流分别为I2和I,两次电流表示数均如图丙所示,因并联电路干路电流等于各支路电流之和,测灯L2的电流时,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为I2=0.4A;测干路电流时电流表选用大量程,分度值为0.1A,电流为I=2A
(4)根据一组数据得出的结论有偶然性,她接下来的操作应该是换用不同规格的灯泡多次测量;这样操作的好处是得出普遍性的规律。
(5)根据测量结果可知,并
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