资源简介

第4节　欧姆定律在串、并联电路中的应用
教学目标
知识与技能
1.理解欧姆定律,并能利用欧姆定律进行简单的计算.
2.能根据串联电路中电压及电流的规律,利用欧姆定律得到串联电路中电阻的规律.
过程与方法
1.根据实验现象体会等效电阻的含义.
2.了解等效电阻的研究方法.
情感态度与价值观
通过师生的双边教学活动,激发学生努力学习的积极性和勇于为科学献身的热情.
教学重难点
【重点】　理解欧姆定律及其应用.
【难点】　欧姆定律在计算中的灵活运用.
教学准备
【教师准备】　实物投影仪、电路示教板、多媒体课件等.
【学生准备】　电源、定值电阻两个、小灯泡两个、开关、导线等.
教学过程
新课导入
导入一:问题导入
问题1:欧姆定律的内容是什么
回答1:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比.
问题2:欧姆定律的字母公式是什么
回答2:I=.
问题3:欧姆定律公式中对单位的要求有哪些
回答3:U的单位是伏特(V),R的单位是欧姆(Ω),I的单位是安培(A).
导入二:研究方法导入
研究方法分析:研究平面镜成像时,用玻璃板代替平面镜,这种“等效替代”的思想,在电学中同样存在.如果一个电阻的效果和几个电阻在同一电路中的效果相同,可以认为这个电阻是几个电阻的等效电阻.这里的“等效”可以理解为在同一个电路中,电源电压相同,电阻对电流的阻碍作用相同,电路中的电流大小相同.
问题:比如我们需要一个10 Ω的电阻,而我们手头上的电阻只有5 Ω的或20 Ω的,那该怎么办呢
构建新知
一、串、并联电路中电阻的特点
思路一
1.对于串联电路来说:
电压规律:U=U1+U2;电流规律:I=I1=I2;欧姆定律:I=.欧姆定律I=适用于单个的用电器和由几个用电器组成的一段电路,所以对R1来说:I1=;对R2来说:I2=,将以上三式变形后得U1=I1R1,U2=I2R2,U=IR,根据串联电路的电压规律得:U=U1+U2,则IR=I1R1+I2R2.由于串联电路电流相等,即I=I1=I2,所以R=R1+R2.即串联电路的总电阻等于各串联电阻之和.
2.对于并联电路来说:
并联电路的电流规律:I=I1+I2;电压规律:U=U1=U2;欧姆定律:I=.
对于R1来说:I1=;对R2来说:I2=.根据I=I1+I2,则,由于电压相等,所以.即并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和.
【拓展延伸】　把几个导体串联起来,相当于增加了导体的长度,其总电阻一定比每一个导体的电阻大.由R总=R1+R2+…+Rn可推出,n个阻值均为R的电阻串联,其总电阻为R总=nR.把几个导体并联起来,相当于增加了导体的横截面积,其总电阻一定比每一个导体的电阻小.
思路二
串、并联电路电阻的关系
(1)串联电路:
师:在图甲和图乙中,如果电源电压相同,电流表示数相同,可以认为R是R1和R2串联后的等效电阻,也称总电阻.那么,总电阻与R1和R2有什么关系呢
学生推导:在图甲中,因为R1和R2串联,因此通过它们的电流相同,设R1两端电压为U1,R2两端电压为U2,则有U=U1+U2,即U=IR1+IR2.图乙中有:U=IR.综合以上推导有:R=R1+R2,因此可以得到串联电路总电阻和分电阻的关系:R=R1+R2.
推论:串联电路的总电阻比任何一个分电阻都大.
(2)并联电路:
师:并联电路中同样也可以得到R与R1,R2的关系,请同学们尝试自己推导出来.
学生推导:在图甲中,因为R1和R2并联,因此它们两端的电压相同,设R1两端电压为U1,R2两端电压为U2,则有U1=U2.电流规律:I=I1+I2,即I=.图乙中有:I=.综合以上推导有:,因此可以得到并联电路总电阻和分电阻的关系:.即并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和.
推论:并联电路的总电阻比任何一个分电阻都小.
【拓展延伸】　几个导体并联起来,相当于增加了导体的横截面积,总电阻变小,并且比任何一个分电阻都小.设有N个电阻并联,电阻分别为R1,R2,R3,…,RN,总电阻为R,则有+…+.设这N个电阻当中,电阻最小的为R1,则+…+,得到,进而R二、欧姆定律在串、并联电路中的应用
师:请同学们自主学习教材P83~84,例题1和例题2,不懂的地方互相之间讨论交流.
课堂小结
串联电路中:U=U1+U2IR=IR1+IR2R=R1+R2
并联电路中:I=I1+I2
板书设计
串联电路中:R=R1+R2
并联电路中:
作业
课后作业
题例经典
　如图所示,电源电压U=6 V,电阻R1=4 Ω,R2=6 Ω,闭合开关S.求:
(1)电路总电阻多大.
(2)电路中电流多大.
(3)电阻R2两端的电压多大.
解:已知R1=4 Ω,R2=6 Ω,U=6 V.
(1)电路总电阻:R=R1+R2=4 Ω+6 Ω=10 Ω.　(2)电路中电流:I==0.6 A.　(3)电阻R2两端的电压:U2=IR2=0.6 A×6 Ω=3.6 V.
　在如图所示电路中,R1=10 Ω,R2=20 Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.3 A.
(1)电阻R1两端的电压是多少
(2)通过R2的电流是多少
解:已知R1=10 Ω,R2=20 Ω,I=0.3 A.
(1)电阻R1两端的电压:U=IR1=0.3 A×10 Ω=3 V.　(2)因为R1与R2并联,所以它们两端电压相等,所以通过R2的电流是I2==0.15 A.
【拓展延伸】　串并联电路中电流、电阻、电压的特点.
1.串联电路:电流:I=I1=I2;电阻:R=R1+R2;电压:U=U1+U2.
2.并联电路:电流:I=I1+I2;电阻:;电压:U=U1=U2.
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