5. 小明用如图(a)所示的电路研究并联电路特点,闭合开关后,发现灯泡$\mathrm{L}_1$较亮,灯泡$\mathrm{L}_2$较暗。他对这一现象的解释是:离电源较近的灯泡两端电压较高,因此灯泡$\mathrm{L}_1$较亮。小芳认为小明的解释是错误的,她利用图中的器材设计了一个实验,并根据实验现象说明小明的解释是错误的。请你回答下列问题:

(1) 在图(b)虚线框中,画出小芳所设计的实验电路图。
(2) 根据实验现象简要说明小明的解释是错误的。
答案:解:
(1) 电路图设计:保持电源、开关的位置不变,将原并联电路中L₁和L₂的位置互换,两灯仍为并联关系,靠近电源的支路接入L₂,远离电源的支路接入L₁,干路结构与图(a)一致。
(虚线框内绘制:左下为电源,右下为开关S,两条并联支路,下方支路标注灯泡L₂,上方支路标注灯泡L₁)
(2) 闭合开关后,可观察到灯泡L₁仍然较亮,灯泡L₂仍然较暗。此时离电源更近的是L₂,若小明的解释成立,离电源更近的L₂两端电压更高,亮度应该比L₁更大,该推论与实际实验现象矛盾,因此小明的解释是错误的。
解析:
【分析】
小明的错误在于认为灯泡亮度与离电源的远近有关,实际并联电路中各支路电压相等,灯泡亮度由实际功率决定。要反驳该观点,需保持两灯并联(保证电压相同),仅互换两灯的支路位置,让原暗的L₂靠近电源,原亮的L₁远离电源,观察亮度是否变化,若亮度不变,即可证明小明的观点错误。
【解析】
(1) 实验电路图设计:干路为电源和开关,两条并联支路,下方支路接L₂,上方支路接L₁(即原电路中两灯的支路位置互换,保持并联关系),绘制在图(b)虚线框内。
(2) 闭合开关后,观察到L₁仍然较亮,L₂仍然较暗。此时L₂离电源更近,若小明的解释成立,离电源更近的L₂两端电压应更高,亮度应大于L₁,但实际实验现象与该推论矛盾,因此小明的解释是错误的。
【答案】
(1) 电路图:虚线框内,左下为电源,右下为开关S,两条并联支路,下方支路为L₂,上方支路为L₁;
(2) 闭合开关后,L₁仍较亮,L₂仍较暗,此时离电源更近的L₂亮度更暗,说明小明“离电源较近的灯泡两端电压较高所以更亮”的解释错误。
【知识点】
并联电路电压特点;电路设计;实验探究方法
【点评】
本题通过设计对比实验反驳错误观点,考查学生对并联电路电压规律的理解及实验设计能力,需控制变量保证两灯电压相同,逻辑清晰。
【难度系数】
0.5
6. 小红家有一台电视机、一台洗衣机、两盏照明灯,它们工作时的电流分别为200 mA、1 A、300 mA和250 mA。当这些用电器同时工作时,干路中的电流是
A。
答案:$\boldsymbol{1.75}$
解析:
【分析】首先明确家庭电路中各用电器的连接方式为并联,根据并联电路的电流规律:干路电流等于各支路电流之和,需先统一电流单位(将mA转换为A),再将各用电器工作时的电流相加,即可得到干路电流。
【解析】家庭电路中各用电器为并联连接,并联电路干路电流等于各支路电流之和。先统一电流单位:200 mA = 0.2 A,300 mA = 0.3 A,250 mA = 0.25 A。则干路电流I = 0.2 A + 1 A + 0.3 A + 0.25 A = 1.75 A。
【答案】1.75
【知识点】并联电路电流规律、电流单位换算
【点评】本题考查并联电路电流规律及电流单位换算,属于基础题,解题关键是掌握并联电路电流特点并正确进行单位转换。
【难度系数】0.8
7. 如图(a)所示,电流表Ⓐ₁、Ⓐ₂的指针位置如图(b)所示,电流表Ⓐ₁使用的量程是
A,示数是
A;电流表Ⓐ₂使用的量程是
A,示数是
A;通过L₂的电流是
A。

答案:解:
由图(a)可知,L₁与L₂并联,电流表A₁测量干路总电流,电流表A₂测量通过L₁的支路电流。
根据并联电路的电流特点,干路电流大于任意支路电流,因此:
电流表A₁使用的量程是0~3A,该量程分度值为0.1A,示数是0.7A;
电流表A₂使用的量程是0~0.6A,该量程分度值为0.02A,示数是0.24A;
根据并联电路电流规律,通过L₂的电流:
$I_2 = I_{A1} - I_{A2} = 0.7\ \mathrm{A} - 0.24\ \mathrm{A} = 0.46\ \mathrm{A}$。
答案依次为:0~3;0.7;0~0.6;0.24;0.46。
解析:
【分析】首先分析图(a)的电路,L₁与L₂并联,电流表A₁测干路总电流,电流表A₂测L₁支路的电流。根据并联电路“干路电流等于各支路电流之和”的特点,干路电流大于任意支路电流,因此A₁的示数更大,应使用大量程0~3A;A₂的示数更小,使用小量程0~0.6A。再根据电流表的量程和分度值读取示数,最后通过干路电流减去L₁的电流得到通过L₂的电流。
【解析】1. 确定电路与电流表测量对象:由图(a)可知,L₁、L₂并联,A₁在干路,测总电流;A₂与L₁串联,测L₁的电流。
2. 判断量程:并联电路中干路电流大于支路电流,所以A₁的示数大于A₂的示数,因此A₁用0~3A量程,A₂用0~0.6A量程。
3. 读取电流表示数:A₁量程0~3A,分度值0.1A,指针位置对应示数为0.7A;A₂量程0~0.6A,分度值0.02A,指针位置对应示数为0.24A。
4. 计算通过L₂的电流:根据并联电路电流规律,$I_2 = I_{A1} - I_{A2} = 0.7\ \mathrm{A} - 0.24\ \mathrm{A} = 0.46\ \mathrm{A}$。
【答案】0~3;0.7;0~0.6;0.24;0.46
【知识点】并联电路电流规律、电流表的读数
【点评】本题结合并联电路特点考查电流表的使用与读数,关键是先明确电流表测量的电路部分,再根据电流大小判断量程,最后利用电流规律计算,属于基础题型,需注意电流表分度值的读取。
【难度系数】0.5
8. 在如图所示的电路中,闭合开关S,电流表

测量的是灯泡
中的电流,Ⓐ₂测量的是灯泡
中的电流。若电流表Ⓐ₁和Ⓐ₂的示数分别为0.9 A和0.5 A,则L₁中的电流为
A。

答案:解:
由电路分析可知,灯泡L₁、L₂、L₃并联:
电流表A₃与灯泡L₃串联,测量的是灯泡$\mathrm{L}_3$中的电流;
电流表A₂串联在L₂、L₃的公共支路上,测量的是灯泡$\mathrm{L}_2$和$\mathrm{L}_3$中的总电流;
电流表A₁测量干路总电流,即L₁、L₂、L₃的电流之和。
根据并联电路的电流规律:干路电流等于各支路电流之和,可得L₁中的电流:
$I_1 = I_{A_1} - I_{A_2} = 0.9\ \mathrm{A} - 0.5\ \mathrm{A} = 0.4\ \mathrm{A}$
答案依次为:$\mathrm{L}_3$;$\mathrm{L}_2$和$\mathrm{L}_3$;$0.4$。
解析:
【分析】
要解决这道题,首先需判断电路中灯泡的连接方式为并联,再根据“电流表与被测用电器串联”的特点,分析每个电流表的测量对象,最后利用并联电路“干路电流等于各支路电流之和”的规律计算L₁的电流。
【解析】
1. 分析电路:由图可知,灯泡L₁、L₂、L₃为并联连接。
2. 判断电流表测量对象:电流表A₃与灯泡L₃串联,测量L₃的电流;电流表A₂串联在L₂和L₃的公共支路上,测量L₂和L₃的总电流;电流表A₁在干路,测量L₁、L₂、L₃的总电流。
3. 计算L₁的电流:根据并联电路电流规律,干路电流等于各支路电流之和,因此L₁的电流 = A₁的示数 - A₂的示数 = 0.9A - 0.5A = 0.4A。
【答案】
L₃;L₂和L₃;0.4
【知识点】
并联电路电流规律;电流表的使用
【点评】
本题考查并联电路中电流表的测量对象判断及电流规律的应用,解题关键是明确电路连接方式和电流表的位置,结合电流规律计算,属于基础题型,需掌握电流表的使用规则和并联电路电流特点。
【难度系数】
0.6
9. 两盏灯与电源、开关组成一个电路,闭合开关后,若用电流表测得两盏灯中的电流相等,则两盏灯的连接方式为(
)
A.一定是串联
B.一定是并联
C.可能是串联,也可能是并联
D.不可能是并联
答案:C
解析:
【分析】首先回忆串联和并联电路的电流规律:串联电路中电流处处相等;并联电路中各支路电流大小由支路电阻决定(并联时各支路电压相等,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电流与电阻成反比)。解题时需全面考虑两种电路的情况,不能仅局限于串联的电流特点。
【解析】串联电路的电流特点是电流处处相等,因此两灯串联时,通过两灯的电流一定相等;并联电路中,若两盏灯的规格相同(电阻相等),由于并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,通过两灯的电流也会相等。综上,两灯的连接方式可能是串联,也可能是并联。
【答案】C
【知识点】串联电路电流特点、并联电路电流特点
【点评】本题考查串并联电路的电流规律,易错点是忽略并联电路中规格相同的用电器电流也相等的情况,需全面分析两种电路的可能性。
【难度系数】0.6