初中物理串、并联电路的设计实验题

某兴趣小组在研究“串联电路特点”的活动中，将一个阻值约为10欧的普通小灯泡L和一个LED灯串联后接入电路，电源由两节新的干电池组成（如图甲）。
闭合开关S₁，发现LED灯亮而小灯泡L不亮。针对这种现象，同学们提出了以下猜想：
猜想一：小灯泡L处发生短路
猜想二：LED灯电阻很大导致电路电流很小

为了验证猜想，小组同学进行如下实验：
实验一：将一根导线并联在图甲电路中LED灯的两端，根据观察到的现象否定了猜想一。
实验二：利用电流表和电压表，按图乙所示的电路对LED灯的电阻进行测量。闭合开关，
依次移动滑动变阻器的滑片，获得多组数据如下表。经分析，结果支持猜想二。

实验次数	电压（伏）	电流（毫安）	电阻（欧）
1	1.4	12	116.7
2	1.6	14	114.3
3	1.8	16	112.5
…	…	…	…

(1)实验一中观察到的现象是  _____________________  。
(2)实验二中，某次测量时电压表示数如图丙所示，此时电压表读数为    伏。
(3)在实验二测定LED灯电阻的过程中，滑动变阻器的滑片向    端移动。

某中学物理兴趣小组同学们设计了一个测量小灯泡电流的实验，并完成下列实验步骤:

A．画出电路图，并按照电路图连接实物
B．记录数据，整理器材
C．合上开关试触，发现电流表的指针偏转较小
D．电流表量程选“(0～3)A”接入电路
E．电流表量程选“(0～0.6)A”接入电路
（1）请将上述实验步骤按正确的顺序排列：______________.
（2）据图甲可知，小灯泡中的电流为_________A。
（3）用笔画线代替导线将图乙中的实物连接好。
（4）在测并联电路的电流时，若先在图丙中的A处测电路中的电流是0.5A，然后在B 处测得的电流是0.3A，则在C处测得的电流应为________A。

以下是某班开展“制作模拟调光灯”综合实践活动的片断．根据题意回答或解决有关问题．
实验器材：学生电源（恒为6V）、规格为 “2.5V 0.25A"的小灯泡、规格为“20Ω  2A”
的滑动变阻器、电流表（量程0－0.6A）、电压表（量程0－3V）、开关和若干导线，另有各种规格的定值电阻可供任意选用（均标注电阻值和允许通过的最大电流值）．
制作要求：亮度可连续调节；在调光的整个过程中，灯两端的电压不超过2.5V．
思考与制作：（略）
交流与评价：

（1）小明实验桌上的情景如图（a）．不少同学认为，该调光灯不符合制作要求．请你指出不符合要求之处：                                            ；
（2）小华同学认为：可在小明的电路中再串联一只规格合适的定值电阻R₀（如图b）就能符合要求．根据题意和有关计算，可确定R₀的规格：                      ；
（3）小丽同学认为：可将电压表并联在灯泡两端，在调光过程中，当观察到          时，在变阻器上做标记或安装限位装置，以限定滑动变阻器滑片移动的范围；
（4）当灯泡都正常发光时，相同时间内，小明的电路消耗的电能为W₁，小华的电路消耗的电能为W₂，则W₁       W₂．（选填“＝”、“＜”或“＞”）

“探究串联电路特点”时，小明连接的电路如图甲所示。

(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义，L₁、L₂应该选择        （相同/不同）的小灯泡
(2)闭合开关S后，发现灯L₁发光，L₂不发光。同学们有以下几种猜想：①L₂灯丝断了；②L₂短路；③灯L₂也工作，但L₂中电流比L₁中电流小。以上猜想中正确有     （填序号）
（3）为了寻找“串联电路的电流关系”，分别把图中A、B、C各点断开，把      接入，闭合开关前，发现其中一个电表指针如图乙所示，出现这种现象的原因是      。
（4）在寻找“串联电路的电压关系”时，小明将电压表并联在L₁两端，闭合开关，电压表示数如图丙所示，为了使实验结果更准确，接下来他应该       。
（5）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。小聪的办法是否可以吗？说出你判断的依据        （先判断再写理由）
（6）正确实验操作后，测得A、B、C三处的电流记I_A、I_B、I_C，测得AB、BC、AC两点间的电压U_AB、U_BC、U_AC。下列说法正确的是        
A．I_A＞I_B＞I_C               B．I_A＜I_B＜I_C
C．U_AB=U_BC=U_AC            D．U_AC=U_AB+U_BC
（7）为了使结论更有普遍性，可采用的方法是：           。
（8）利用图甲的电路和提供的电表，还可以做探究         实验

小丽和小敏同学做“探究并联电路的规律”实验，她们探究了并联电路各电阻两端的电压，得出它们都等于电源电压（6伏）。接着她们继续按图所示的电路图正确连接电路。在实验中保持电阻R₁（10欧）不变，四次改变电阻R_x的阻值，闭合电键后观察并记录电流表的示数，如下表所示。

①小丽同学分析表格中的第3列数据、相关条件及欧姆定律，得出电阻R_X的阻值分别为______________________欧。
②小敏同学在分析实验序号1（或2或3或4）中的__________列数据及相关条件时，得出的初步结论是：并联电路的总电流等于通过各电阻的电流之和。
③为了研究并联电路中的总电阻，小丽同学分析表格中的第_________列数据、相关条件及欧姆定律，又得出该电路的总电阻分别为__________________欧。最后，为了研究总电阻和各电阻的关系，小丽和小敏两位同学先将总电阻和__________________阻值大小进行比较，然后再继续实验得出结论。

给你下列器材：一只红灯泡、一只绿灯泡、一只电铃、一个电池组、两只开关 S₁和S₂、若干条导线；请按要求设计一个报警器的电路．要求是：合上开关S₁时，绿灯亮，表示平安；合上开关S₂时，电铃响同时红灯亮，表示有情况．请你根据上述要求在下边方框中画电路图．

小明和小亮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：

实验 次数	A处电流 IA／A	B处电流 IB／A	C处电流 IC／A
1	0.10	0.12	0.22
2	0.20	0.24	0.44
3	0.25	0.30	0.55

 
过对上面数据的分析,可以得出是:                                        ；
⑵测量三次的目的是：                                    ，在实验中我们可以采用                                    方法改变电流的大小从而进行三次实验；

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：


（1）通过对上面数据的分析,可以得出是:             ；
（2）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；
（3）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：       。
（4）若两只灯泡的规格相同，则通过的电流______(选填“相等”或“不相等)

（一）如图是“探究串联电路电流特点”的实验电路图：

（1）在拆接电路时，开关必须      ；
（2）实验中，选择两个小灯泡的规格应该是的      （填“相同”或“不相同”）。
（3）下表是某同学实验中的一组数据：

电流表的位置	A	B	C
电流I／A	0.3	0.3	0.5

指出上述表格所记录的数据中，明显错误的数值是      A，
（4）如果用电压表测得AB、BC、AC间电压分别为U₁、U₂、U₃ ，则三者之间的关系式为：   。
（二）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）如果上面三个图中电流表的示数分别为I₁、I₂、I₃ ，请你写出正确的结论表达式：

小明探究“并联电路中电流的关系”，设计了如图甲所示电路．

（1）小明首先测量C点的电流，当刚正确连接完所有的导线，两个灯泡立即发光，电流表指针偏向零刻度线左方，其原因是      和      ．
（2）改进后，小明测出了C点的电流．接下来，小明准备测量A点的电流．请你在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接．（已知L₁的电流约0.3A）
（3）实验结束后小明记录A、B、C各点的电流值如表所示：
A点电流I_A/A    B点电流I_B/A    C点电流I_C/A
0.26    0.26    0.52
根据表中数据，小明得出以下两个结论：
①并联电路各支路电流相等；②      ．
（4）请你对上述实验的不足之处进行评价，写出两点评价意见：
①      ；   ②      ．

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，发现电流表的指针偏转如图乙所示，
原因是      ；在排除故障后，电流表的示数如图丙所示，则电流表的示数为      ．
（3）下表是小亮同学在实验中用两盏规格相同的灯泡得出的实验结论是：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：
A点电流I_A（A）    B点电流I_B（A）    C点电流I_C（A）
0.16    0.16    0.16
①      ．
②      ．

某小组同学为了“研究串联电路的特点”连接了如图所示电路。他们实验操作步骤正确，电路元件完好，在闭合电键后，发现无论怎样移动滑片，两个电流表的指针偏离零刻度线的角度都不相同，小明认为串联电路中各处的电流是相等的，出现上述现象的原因可能是       （写出一种即可）。他们解决问题后继续实验，移动滑片将数据记录在下表实验序号1、2、3中，然后又改变电源电压后继续实验，将数据记录在下表实验序号4、5、6中。
       
（1）小强分析比较表中每次实验中各电压表示数及相关条件，可得出串联电路的电压特点：在串联电路中两端的总电压等于                     。
（2）小红分析了表中电流表A₁的示数与电压表V₁的示数及相关条件，发现这个实验也可验证欧姆定律，她得出的结论是：对同一电阻而言，                           。

为了探究并联电路的电流关系，小芳设计了如图所示的实验电路，其中R₁是定值电阻，R₂是电阻箱。实验时改变电阻箱接入电路中的电阻值，在下表中记录了各次实验中电流表A₁的示数I₁与电流表A₂的示数I₂。根据表中实验数据，可归纳出I₁与I₂的关系式为：        。
 

在学习了串联电路的特点后，小明、小华和小红通过实验继续探究并联电路的特点，他们的电路图如图所示。

①探究电压的特点时，应用电压表分别测出电源电压、AC和________两点的电压（选填“AB”、“CD”或“BD”）。
② 他们首先探究了并联电路电压的特点，得出并联电路中各支路两端的电压都相等的结论。接着他们采用相同的电源分别进行实验，探究并联电路电流的特点，并记录了各自实验中两小灯的亮暗情况，实验现象及数据如下表所示。

（a）分析比较小明、小华或小红的实验数据可得出结论：并联电路中，干路电__________________________。
（b）分析比较___________的实验数据可知通过两导体电流相等时，两导体不一定是串联连接（选填“小明”、“小华”或“小红”）。
（c）分析比较小明、小华的实验数据和小灯的亮暗程度，可得出小灯的亮暗程度与通过小灯的电流、小灯两端电压的关系是：____________________________。
③ 小红回顾了串联电路电阻关系的推导过程：根据U＝IR、U₁＝I₁R₁、U₂＝I₂R₂，由U_总＝U₁＋U₂，得到IR_总＝I₁R₁＋I₂R₂，又因I＝I₁＝I₂，故R_总＝R₁＋R₂。
请类比此方法，利用欧姆定律及并联电路中电流、电压的规律，推导出并联电路电阻的规律。________

在探究串、并联电路规律的实验中，小明同学进行了如下操作：
（1）把两个标有“2.5V、0.3A”字样的小灯泡L₁和L₂串联起来接到电源上，使灯泡发光（如图所示），然后分三次接入电压表，分别测定AB、BC、AC之间的电压并记入表1中。
（2）把上述两个灯泡改接成并联后，接到同一个电源上，使灯泡发光（如图所示），然后分三次接入电流表，分别测定A、B、C三处的电流并记入表2中。

表一                                      表二

	LAB	LBC	LAC
电压（V）	1.25	1.25	1.50

	IA	IB	IC
电压（V）	0.30	0.29	0.58

请你评估：
（1）表1中测量结果有一个量是错误的。错误的是           ，判断的依据是                   。
（2）表2的测量结果是否可能？谈谈你的观点。