备战2021 中考物理专题复习 专题23 串并联电路电流、电压特点的实验中考问题

专题23 串并联电路电流、电压特点的实验问题

知识点1：探究串并联电路电流规律的实验

1.串联电路中各处的电流相等。表达式：I=I1=U2=U3 

2.并联电路的干路总电流等于各支路电流之和。表达式：I=I1+I2+I3

3.要把握连接电路以及电路元件使用的注意事项。

4.电路故障分析，电流表的读数，实验数据的处理。

知识点2：探究串并联电路电压规律的实验

1.串联电路电压的规律

（1）在串联电路中，总电压等于各导体两端电压之和。

（2）表达式：U=U1+U2+U3

2.并联电路电压的规律

（1）并联电路中，各支路两端的电压相等且等于电源电压。

（2）表达式：U=U1=U2=U3 

知识点3：串并联电路电流、电压特点的应用

【例题1】（2020南京模拟）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-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          。

1. 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）0.22A（3）A

【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。

【对点练习】在“探究串联电路中电流大小的关系”实验中，某同学用电流表分别测出如图A、B、C三处的电流大小。为了进一步探究A、B、C三处的电流大小的关系，总结普遍规律。他下一步的操作应该是（   ）

A．将电源两极对调，再次测量A、B、C三处的电流    

B．改变开关S的位置，再次测量A、B、C三处的电流

C．将图中两只灯泡位置对调，再次测量A、B、C三处的电流

D．换用不同规格的灯泡，再次测量A、B、C三处的电流

【答案】D

【解析】先用两个相同规格的灯泡实验，看看能够得出的结论。

再换用不同规格的灯泡，再次测量A、B、C三处的电流，看看得出的结论。这样在看看两种情况下得出的结论是否有共性。共性就是实验结论。

【例题2】（2020兰州模拟）在探究并联电路电流规律的实验中。

（1）为了防止损坏电流表，在不能事先估计电流大小的情况下，应先进行　　，以正确选择电流表或电流表的量程。

（2）小方连接的部分电路如图所示，请你将电路连接完整。

（3）小方将以上电路连接完后，闭合开关，调节滑动变阻器，发现灯泡L1和L2发光、电流表A1和A2有示数、电流表A示数为零。则电路故障可能是　　。

（4）排除故障，进行实验，小方记录了如下数据。

分析以上实验数据，小方发现通过两条支路的电流总是相等。为了探究这个发现是否具有普遍性，可以　     　，再进行实验。

【答案】（1）试触（2）如图（3）电流表A短路（4）更换不同规格的灯泡。

【解析】（1）不能估测被测电流情况下，可先用大量程进行试触；

（2）电流从电流表的正接线柱流入，从负接线柱流出，如图：

（3）闭合开关，调节滑动变阻器，发现灯泡L1和L2发光、电流表A1和A2有示数，这说明支路中没有故障，干路中出现了短路现象，电流表A示数为零，则故障是电流表A短路；

（4）为了使实验结论更具科学性，普遍性，可以更换不同规格的灯泡进行实验。

【对点练习】同学们在探究“并联电路中干路的电流跟支路电流的关系”时，小岩所在小组的同学选用了两个“2.5V 0.3A”的小灯泡，按如图的电路做了两次实验，记录的数据如表一所示。

在对数据进行分析和论证时，小岩认为该实验应有如下结论：①并联电路中各支路电流都相等；②干路电流与支路电流的关系为I干=nI支。(n为支路条数)

由于本组其他同学对小岩得出的结论有异议，于是他们又选用了一个“3.8V 0.3A”和一个“2.5V 0.3A”的小灯泡，重新做了两次实验，得到的数据如表二所示。

表二

⑴在重新实验，拆接电路时，开关必须________。

⑵如果你是组内成员，根据表二数据，你如何评价小岩的观点?

⑶结合本次实验对你的启发，谈谈在探究物理规律时应该注意什么?（写出一条即可）

【答案】⑴断开  ⑵小岩的结论是在特殊情况下得出的，根据表二中的数据可知：IA≠IB，I干≠nI支，所以小岩的观点不具有普遍性。  ⑶分析实验数据总结规律的时候，不能只看到特殊情况，要注意寻找普遍规律等。

【解析】（1）做电学实验，为了安全， 实验前需要断开开关。在拆接电路时也要断开开关。

 ⑵小岩的结论是在特殊情况下 (两个支路灯泡相同)得出的，根据表二中的数据可知：IA≠IB，I干≠nI支，所以小岩的观点不具有普遍性。

（3）分析实验数据总结规律的时候，不能只看到特殊情况，要注意寻找普遍规律；注意进行多次实验，根据多组数据归纳得出结论；注意依据实验要求合理选择实验器材；注意与别人交流，思考别人的意见，改进自己的探究方案等。写出一条即可。

【例题3】（2020云南模拟）“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示。

（1）为了使探究得出的结论具有普遍意义， L1、 L2应该选择　    （选填“相同”或“不同”）的小灯泡。

（2）小明根据图甲连接好电路，闭合开关，电压表示数如图乙所示，为了使实验结果更准确，接下来他应该　     　 。

（3）测出L1两端的电压后，小明断开开关，准备拆下电压表，改接在B、C之间。小聪认为小明的操作太麻烦，只需将与A点相连的导线改接到C点即可。小聪的办法是否正确？

答：　     　。

（4）测量完成后，进行小组交流讨论。下表选录了四个小组的数据，你认为这些数据是否合理，请说明理由。答：　                     　 。

【答案】（1）不相同（2）换用小量程，重做实验（3）错误（或不正确）（4）因为实验存在误差，所以四组数据都合理

【解析】（1）两灯泡串联，要实相同的灯泡，两端电压相同，串联总电压等于一个灯泡两端电压的2倍。选择不同的灯泡，得出的结论是总电压等于两个灯泡两端电压之和，这样的结论有普遍意义。（2）电压表有两个量程，在灯泡两端电压不超过量程时，可以换用另一个小量程做实验，这样指针偏转明显，便于读数，结果更准确。（3）电压表接入电路中，必须让它的正接线柱与电源正极方向相接，负接线柱与电源负极方向相接。（4）实验中测量的数据都是有误差的，只要电路正确、操作正确，按照要求真确读数，测量结果都是合理的。

【点拨】在解决“探究串联电路的电压关系”的实验时，主要把握电压表使用与读数；会根据实验表格归纳总结结论。对误差概念要正确认识。

【对点练习】如图所示，在探究“串联电路电压的关系”时，闭合开关S后，电压表V1的示数是2.5V，V2的示数是3.8V，则电压表V3的示数是（  ）

A．1.3V  B．2.5V  C．3.8V    D．6.3V

【答案】D

【解析】由电路图可知，两灯泡串联，电压表V1测L1两端的电压，电压表V2测L2两端的电压，电压表V3测电源的电压，

因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电压表V3的示数即电源的电压为：U3=U1+U2=2.5V+3.8V=6.3V。

一、选择题

1.如图所示，当开关S闭合时，电压表V1、V2、V3的示数分别为U1、U2、U3，电流表A1、A2的示数分别为I1、I2（五块电表的读数均不为零），那么下列关系式正确的是（　　）

A．U2＝U1═U3  I1＝I2     B．U2＝U1+U3   I1＝I2 

C．U3＝U1+U2   I1＝I2     D．U3＝U1+U2   I1＞I2

【答案】B

【解析】根据电流的路径判断电路的串并联，只有一条路径的是串联，否则为并联；

根据电压表与被测用电器并联、电流表与被测用电器串联判断电表测量的电路元件，根据串联电路的特点得出电表之间的关系。

由电路图可知，电流从电源的正极出发，依次经电流表A1、下面的电阻、上面的电阻、电流表A2回到电源的负极，即电路只有一条路径，两电阻串联，且两电流表均测电路中的电流；根据电压表与被测电路元件并联可知，电压表V1测下边电阻两端的电压，电压表V2测电源的电压，电压表V3测上面电阻两端的电压；根据串联电路中各处的电流相等可知，两电流表的示数关系：I1＝I2，故D错误，因串联电路中总电压等于各分电压之和可，

所以三电压表的示数关系为：U2＝U1+U3，故AC错误，B正确。

2.如图甲所示的电路中，开关闭合后，在没有观察电流表A1和电流表A2的两个接线柱的接法的情况下，发现指针指在如图乙所示的同一位置。则下列结论正确的是 （   ）

A．L1灯的电流为2A

B．L2灯的电流为2．5A

C．两灯电阻之比为 R1：R2=1：2

D．两灯电阻之比为 R1：R2=4：1

【答案】A

【解析】由电路图可以知道，L1与L2两灯泡并联，电流表A2测量的是干路电流，电流表A1测量的是L2支路的电流，根据并联电路中，干路电流等于各个支路电流之和，可以判断出来两电流表的量程，根据分度值读出示数，进一步求出通过L1的电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出两灯泡的电阻之比．

因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且两个电流表的指针在如图乙所示的同一位置，所以，电流表A2的量程大于电流表A1的量程。所以电流表A2的量程为0～3A，电流表A1的量程为0～0.6A。

所以电流表A2的分度值为0.1A，读数时要在表盘上方的刻度读取，干路电流I=2.5A，

电流表A1的分度值为0.02A，读数时要在表盘下方的刻度读取，通过L2的电流I2=0.5A，

则通过L1的电流I1=I﹣I2=2.5A﹣0.5A=2A，所以选项A正确；

由于电流表A1测量的是L2支路的电流，通过L2的电流I2=0.5A，所以选项B错误；

因并联电路中各支路两端的电压相等，即U1=U2

所以，由欧姆定律公式I=U/R可得，U1=I1R1   U2=I2R2

所以I1R1=I2R2

灯泡的电阻之比：R1：R2= I2：I1=0.5A /2A =1：4

表明选项CD均错误。

通过以上解析，答案自然就知道了。

3.在如图甲所示的电路中，电源电压为6 V保持不变，滑动变阻器R1标有“50Ω 2 A”字样，电阻R2的阻值为10Ω。闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P，使两个电流表指针偏离零刻度的角度恰好相同。图乙是电流表表盘示意图。则（    ）

甲                            乙

A.此时电流表A1的示数为0.15A ；

B.此时电流表A2的示数为0.75A；

C.此时R1接入电路的阻值是10Ω；

D.电路消耗的功率4.5W。

【答案】ABD

【解析】由题意可知，电流表A2在干路上测总电流，电流表A1在滑动变阻器的支路上，

当两个电流表指针所指的位置相同时，电流表A1与电流表A2的示数之比为1︰5

通电电阻R2的电流为I2=U/R2=0.6A，

I=5I1   I1+I2= I    I1+I2=5I1

所以I1= I2/4=0.6A/4=0.15A

I=5I1=0.75A

此时R1接入电路的阻值是R1=U/I1=0.6V/0.15A=4Ω

此时电路消耗的功率为P=UI=6V×0.75A=4.5W

解题指导：抓住“滑动变阻器的滑片P，使两个电流表指针偏离零刻度的角度恰好相同。”这句话可以大做文章，这句话也是解决本题的切入点，是本题一个难点，如何突破是解决问题成功与否的标志。题中给出的图乙就是让大家认真观察两个电流表指针在一个位置是，选择不同量程时，读数有5倍的关系。这个关系的得出是解决本题关键点。

二、填空题

4.如图，当开关S1闭合，S2断开时，电流表A的示数为0.24 A，则通过灯L1的电流是_____，通过灯L2的电流是________；当S1和S2都闭合时，电流表的示数为0.56 A，则此时通过灯L1电流为_______，通过灯L2的电流为_______。

【答案】0.24 A  0.24 A   0.56 A   0 A

【解析】由图可知，当S1闭合，S2断开时，电流从电源的正极出发，经过L2、L1、A、S1

回到电源的负极，只有一条通路，所以L1与L2串联，又因为串联电路的电流处处相等，所以通过灯L1和L2的电流与通过A的电流相等，都为0.24 A。当S1和S2都闭合时，电流从电源的正极出发，经过S2、L1、A、S1，回到电源的负极，可知电路中只有L1，故通过L1的电流与此时电流表的示数相等，为0.56 A。

5.如图所示电路中，当闭合开关后，两个电压表的指针均为图乙所示，则电阻R1和R2两端得到电压分别为　　V和　     　V．

【答案】4.8；1.2．

【解析】本题重点考查了电压表的读数方法，串联电路的电压关系

因为电阻R1和R2串联，而电压表V1测量的是电源电压，电压表V2测量的是R2电压，所以电压表V1的示数比电压表V2的示数大；故电压表V1选的是0﹣15V的量程分度值为0.5V，根据指针位置，电压表读数为6V；电压表V2选的是0﹣3V的量程，分度值为0.1V，根据指针位置，电压表读数为1.2V；

根据串联电路的电压关系U1=U﹣U2=6V﹣1.2V=4.8V．

三、实验探究题

6.（2020四川成都）在“连接并联电路”的实验中，小红同学用两个不同的小灯泡组成了如图所示的电路。

(1)连接电路时，开关S应该处于__________状态；

(2)她将所有开关闭合，发现S1支路的灯不亮，S2支路的灯发光。于是她断开所有开关，交换两灯位置后，再闭合所有开关，发现仍然是S1支路的灯不亮，S2支路的灯发光。故障的原因可能是_________；

A.某个灯泡的灯丝断路

B.干路上某根导线断路

C.S1支路某根导线断路

D.S2支路某根导线断路

(3)她排除故障后，继续进行实验。为了探究开关S1的作用，在观察灯泡发光情况时，她应该_________。

A.同时观察两个支路上的灯泡

B.只观察S1所在支路上的灯泡

C.只观察S2所在支路上的灯泡

【答案】 (1) 断开  (2) C  (3) A

【解析】(1)为了电学元件的安全，在连接电路时，开关应该断开，所以开关S应该处于断开状态。

(2)如图所示，闭合所有开关后电路为并联电路，将所有开关闭合，发现S1支路的灯不亮，S2支路的灯发光，说明干路和开关S2所在支路没有问题，故BD不符合题意；交换两灯位置后，再闭合所有开关，发现仍然是S1支路的灯不亮，S2支路的灯发光，说明灯泡没有问题，只能是开关S1所在支路某根导线断路，故A不符合题意，C符合题意。

故选C。

(3)为了探究开关S1的作用，在其他两个开关闭合或者断开的情况下，通过操作开关S1，同时观察观察支路上两个灯泡的亮暗情况来判断开关S1的作用；故应该选A。

7.下列是某实验中的三个电路图，请仔细观察后回答．

(1) 该实验探究的问题是________________________________；

(2) 你的结论是________________________________________；

(3)小明同学探究出的结论是：在并联电路中，干路电流大于任何一条支路的电流。小宁的结论是：在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。请你评估一下，谁得出的结论更加确切?为什么?

【答案】见解析：

【解析】（1）并联电路中干路总电流与各支路电流的关系；

（2）并联电路干路总电流等于各支路电流的和等；

（3）小宁同学的结论更加确切，他总结出了干路电流与支路电流之间的量的关系，它含有小明同学的结论。

8.在探究并联电路电流规律的实验中，如图甲是实验的电路图。

(1)电流表应    （选填“串联”或“并联”）在被测电路中。若要测量干路电流，则电流表应接在甲图中的  点。

(2)小明同学在测量A处的电流时，闭合开关前，发现电流表指针位置如图乙所示，原因是      ；纠正该错误后，闭合开关，发现电流表的指针偏转又如图乙所示，原因是      ；排除故障后，电流表的示数如图丙所示，则电流表的示数为  A。

(3)上表是另一组的小亮同学在实验中用两盏规格相同的灯泡测出的数据，由此得出的实验结论是：在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，且各支路的电流相等。请指出小亮的探究过程的两点不妥之处：

①           ；

②           。

【答案】见解析。

【解析】(1)电流表应串联在被测电路中。若要测量干路电流，电流表应接在甲图中的C点。

(2)小明同学在测量A处的电流时，闭合开关前，发现电流表指针位置如图乙所示，原因是电流表指针没有调零；纠正该错误后，闭合开关，发现电流表的指针偏转又如图乙所示，原因是电流表正负接线柱接反了；排除故障后，电流表的示数如图丙所示，则电流表的示数为0.24A。

(3)上表是另一组的小亮同学在实验中用两盏规格相同的灯泡测出的数据，由此得出的实验结论是：在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，且各支路的电流相等。请指出小亮的探究过程的两点不妥之处：①用两盏规格相同的灯泡得出的结论不具有普遍性；② 通过一组数据得出的结论无意义。

9.为了探究并联电路中干路的电流与支路的电流有什么关系，小明同学选择的实验器材是：3节干电池串联作电源、两个标有2.5V（正常工作时的电压）字样规格相同的小灯泡、一只电流表、一个开关、导线若干。他的实验设想是：首先将实验器材连成如图所示的电路，然后用电流表选择恰当的量程分别测出A、B、C三点的电流，分析这一次测量中三点电流的数据，就得出干路与支路的电流的关系。请你分析说明小明同学这一实验方案中存在哪些不足（写出两点即可）。

（1）                 ；

（2）                 。

【答案】见解析。

【解析】①用两盏规格相同的灯泡得出的结论不具有普遍性；

② 通过一组数据得出的结论无意义。

10.在“研究串联电路电压的特点”实验中，小阳同学设计并连接了如图所示的电路，其中小灯泡L的额定电压为10V，电压表、电流表均选择了合适的量程且能正常使用。

（1）闭合开关S后，小阳发现电压表V2的示数为0V，而电压表V1、V3的示数均为12V，电流表也有示数。你认为出现这种情况的原因可能是        。

（2）恢复正常后，闭合开关并移动滑动变阻器滑片，依次记录了以下几组数据。

分析以上实验数据，可以得出的结论是        。

（3）完成并记录了第3次实验数据后，小阳想测量一下小灯泡的额定功率，结合题目信息，以下操作可以达到目的的是        。

A．向左移动滑动变阻器滑片，使V1的示数为10V，同时读出电流表示数

B．向右移动滑动变阻器滑片，使V1的示数为10V，同时读出电流表示数

C．向左移动滑动变阻器滑片，使V2的示数为2V，同时读出电流表示数

D．向右移动滑动变阻器滑片，使V2的示数为2V，同时读出电流表示数

【答案】见解析。

【解析】（1）滑动变阻器短路（或R短路；电压表V2被短路；滑动变阻器的滑片滑在最左端；接线连在金属杆两端等）；（2）串联电路两端总电压等于各串联导体两端电压之和；（3）A

11.在探究热电偶电路中电流的大小与哪些因素有关的实验中，老师先给出阅读信息学习材料，再按照要求完成探究任务。

把两种不同材料的导线（如铁丝和铜丝）组成图所示的闭合电路，当AB两端存在

温度差时（B端加热、A端放在冰水混合物中），电路中就会有电流通过，这就是塞贝克

效应，这种电路叫热电偶。实验表明：热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属

丝的材料有关；跟接点A和B间的温度差的大小有关，温度差越大，电路中的电流越大。

（1）请您猜想：若其他条件不变，将图中的铁丝换成铜丝，则电路中电流将_________；猜想的依据是_________。

（2）请您继续猜想：若其他条件不变，将图杯中的冰水混合物换为沸水，则电路中电流将_________；猜想的依据是_________。

（3）推理：图中的热电偶实际上是一个电源，它的电能是由_________转化而来的。推理的依据是_________。

（4）实际应用：热电偶信号可以把温度信号转换成电信号，利用这种性质可以把热电偶做成___________。（写出它的一种应用）

【答案】（1）变为零；热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关。

（2）变小；跟接点A和B间的温度差的大小有关，温度差越大，电路中的电流越大。

（3）内能；（4）温度计。

【解析】（1）热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关，材料不相同，闭合电路有电流。材料相同，闭合电路没有电流。

（2）跟接点A和B间的温度差的大小有关，温度差越大，电路中的电流越大。当温度差减小时，电路中的电流减小。

（3）电源是提供电能的装置，这个电能是由于接点A和B间的温度差不同而得到的，温度变化内能改变，所以电能是由内能转化的。

（4）接点A和B间的温度差不同，电流表读数不同，通过观察电流表读数就可以知道接点A和B间的温度差变化情况，所以利用这个装置原理可以制作温度计。

12.按照课本要求探究并联电路中电流的关系，他们设计的电路如图所示。把电流表分别接入到电路中的A、B、C处，测出它们的电流，填入下表：

⑴通过对上面数据的分析,可以得出的结论是:                         ；

⑵测量三次的目的是：        ，在实验中我们可以采用                  的方法改变电流的大小从而进行三次实验；

⑶结合你用一个电流表做实验时的体会，提出一条对本实验的改进意见：         。

【答案】（1）并联电路干路中的电流等于各支路电流之和      

（2）使结论更具有普遍性、可靠性     更换不同规格的小灯泡等（只要答案合理均给分）

（3）使用三个电流表同时接入到电路中的A、B、C处，测出它们的电流

【解析】（1）发现每次实验都有两个支路电流之和等于干路电流，所以得出的结论是并联电路干路中的电流等于各支路电流之和。

（2）多次测量得出的结论更可靠，结论更具有普遍性。更换不同规格的灯泡或者更换电源。

（3）使用一个电流表做这个实验比较麻烦，如果使用三个电流表同时接入到电路中的A、B、C处，分别测出它们的电流，再比较干路电流和支路电流关系更方便。

13.为探究并联电路中电压的规律，实验室提供的器材有：干电池组（电压为3V）、电压表、多个小灯泡、开关、导线若干。

（1）请用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整，要求电压表测量灯L1两端的电压。

（2）电路连接正确后进行实验，某小组分别测出灯L1、L2两端的电压和并联电路的总电压，电压表示数相同，如图乙所示，其值为     V。根据这组数据，该小组得出并联电路中电压的规律．你认为实验的疏漏之处是             。

（3）小华发现，实验中电压表示数明显小于电源电压，他认为产生这一现象的原因是导线有电阻．为了验证猜想是否正确，闭合开关后，小华又测出了电池组两端的电压为2.65V．由此可以判断，导线有电阻     （选填“是”或“不是”）电压表示数明显小于电源电压的主要原因，理由是                            。

【答案】（1）如图所示

（2）2.6   应更换灯泡，多次实验   （3）不是   闭合电路后，电池组两端的电压和并联电路的总电压相差很小

【解析】（1）两个灯泡的灯座右端两个接线柱用一根导线连接上。电压表带3的接线柱与下面L1、所在灯座做短接线柱连接。

（2）电压表示数为2.6V。实验中应该更换灯泡，多次实验。 

（3）导线有电阻不是电压表示数明显小于电源电压的主要原因，理由是闭合电路后，电池组两端的电压和并联电路的总电压相差很小。