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4.3 串联电路电流规律(L2)

电路、电流及串并联电路 · 初三
讲清楚它是什么

定义 串联电路中,电流处处相等,即 $I = I_1 = I_2 = \dots = I_n$。

从哪来 基于电荷守恒定律及电流的定义(单位时间内通过导体横截面的电荷量)。

为什么 在串联电路中,电荷没有分支路径,只能沿单一回路流动。根据电荷守恒,单位时间内流过电路中任意一个截面的电荷量必须相同,否则电荷会在某处堆积或耗尽,这与稳恒电流的定义矛盾。因此,无论电阻大小如何,各处的电流强度必然一致。

水流模型类比法**。 将电路比作水管,电流比作水流。串联电路就像一根粗细不一但连通的水管,水在管内流动时,流进某一段的水量必然等于流出该段的水量,否则水会溢出或断流。因此,无论管子哪里粗哪里细,同一时刻流过各处的水量(电流)是相等的。 **适合
形象思维强、对抽象物理量理解困难、喜欢生活化类比的学生。
电荷守恒逻辑推导法**。 强调“电荷不消失也不产生”。在闭合串联回路中,电子只能沿着导线单向移动。如果在某一点电流大,在另一点电流小,意味着电子在某处“堆积”或“凭空消失”,这违反了电荷守恒定律。因此,为了维持电路的持续稳定工作,电流必须处处相等。 **适合
逻辑思维强、喜欢从基本原理出发、对因果关系敏感的学生。
实验探究归纳法**。 设计实验:将两个不同规格的小灯泡串联,分别在A、B、C三点接入电流表。让学生观察并记录三次读数。通过数据对比发现 $I_A = I_B = I_C$,从而归纳出规律。强调“实验事实”是物理规律的来源,避免死记硬背。 **适合
动手能力强、通过操作获得成就感、对纯理论推导感到枯燥的学生。
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练一道
基础题
如图所示,将两个小灯泡 $L_1$ 和 $L_2$ 串联接入电路。闭合开关后,测得通过 $L_1$ 的电流为 $0.3\text{A}$。求通过 $L_2$ 的电流以及干路电流。
变式
某同学用两只电流表分别测量串联电路中不同位置的电流,发现 $I_A = 0.5\text{A}$,$I_B = 0.48\text{A}$。他认为“串联电路电流不相等,越靠近电源负极电流越小”。请分析他的结论是否正确,并说明造成读数差异的可能原因。
试试手自己判
检测题
在如图所示的串联电路中,电源电压为 $6\text{V}$,$R_1 = 10\Omega$,$R_2 = 20\Omega$。 (1) 求电路中的电流 $I$。 (2) 若将电流表接在 $R_1$ 与 $R_2$ 之间,示数是多少? (3) 若 $R_1$ 短路,电流将如何变化?(定性回答)
看答案和判分标准
答案:(1) $I = \frac{U}{R_1 + R_2} = \frac{6\text{V}}{30\Omega} = 0.2\text{A}$。 (2) 示数为 $0.2\text{A}$。 (3) 电流变大。
判对标准:
- 第(1)问:正确应用串联总电阻公式和欧姆定律,计算结果正确得满分。
- 第(2)问:明确指出串联电路电流处处相等,数值与(1)问一致得满分。若回答“小于0.2A”或“大于0.2A”均不得分。
- 第(3)问:正确判断电阻减小导致电流增大得满分。若回答“不变”或“变小”不得分。
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