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第四章 电路探秘
浙教版八年级上册
第7节 电路分析与应用（1）
－－－串联电路
教学目标
科学观念：理解串联电路中电流、电压的特点；能用串联电路的电流、
电压特点分析计算分压问题；
科学思维：通过对实验现象的观察和数据的的，发展观察、分析、归
纳、概括等能力；能综合运用电学知识解决问题；
探究实践：通过设计并进行实验，发展实验设计能力和动手操作能力；
态度责任：体验实验方法对科学学习的重要性并对科学探究产生一种
积极向上的欲望；并在动手实验中体验到探究的乐趣；保持对科
学的强烈的好奇心。
新知导入
复 习：
1、串联电路的电流特点是什么？
2、串联电路的电压特点是怎样的？
3、欧姆定律的内容和公式是怎样的？
串联电路中电流处处相等。I总=I1=I2
串联电路中各用电器两端电压之和等于总电压。U总=U1+ U2
欧姆定律的内容：通过导体的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。
数学表达式：I=U/R
思考讨论
如果图 4-63 中：
（1）打开开关S，哪个灯不会发光？
（2）取下灯泡 L1，另一个灯泡 L2会亮吗？
以上现象说明了什么？
（1）打开开关S，两个灯都不会发光
（2）取下灯泡 L1，灯泡 L2是不会亮的。
说明：
①串联电路中，电流的路径中只有一条；
②串联电路中的开关控制着全部用电器；
③串联电路各用电器相互影响。
活动：
串联电路中电阻有什么规律？你能用已学的知识推导一下吗？
因为串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和，U总=U1+U2……①，且欧姆定律的变形公式U=IR……②,若将②代入①中，有I总R总＝I1R1+ I2R2，其中串联电路中电流处处相等。
I总=I1=I2，所以可得 R总＝R1+ R2。即串联电路中，总电阻等于各电阻之和。
你能用类比方法解释下列问题吗？
（1）为什么串联电路中各处电流都相等？
（2）为什么两个电阻串联后的总电阻比任何一个分电阻大？
讨论交流
电流在某种程度上与水流是相似的，那么电路就可以看做水管。串联电路没有支路，也就是说只有一条回路。试想水流只沿着一条路流动而没有分流，那水流大小就是处处相等的，同理可得，串联电路中电流处处相等。
两个电阻串联起来，相当于增加了导体的长度，导体越长对电流的阻碍作用越大，所以总电阻比任何一个分电阻都大。
活动：
你能根据串联电路中的电流规律、电压规律、电阻规律及欧姆定律来推导一下串联电路中电压与电阻的比例关系吗？
串联电路中：
I总=I1=I2
U总=U1+U2
R总=R1 +R2
因为串联电路中串联电路中电流处处相等：I1=I2 ……①，且欧姆定律的公式I=U/R……②,若将②代入①，可得U1/R1=U2/R2,即U1/U2=R1/R2。即串联电路中，各用电器两端的电压与其电阻成正比。
也就是说，串联电路具有等流分压的特点。
归纳：
一、串联电路的规律
1）串联电路的电流只有一条通路。
2）串联电路的开关控制整个电路的通断。
3）串联电路中各用电器之间相互影响。
4）串联电路电流处处相等：I总=I1=I2
5）串联电路总电压等于各处电压之和：U总=U1+U2
6）串联电路的等效电阻等于各电阻之和：R总=R1+R2
7）串联电路具有等流分压特点（电压与电阻成正比）：U1/U2=R1/R2
视频：
串联电路的特点
（点击图片播放）
例题讲解
二、串联电路的分析与应用举例
例题1、
一个小灯泡正常发光时两端的电压是 2.5 伏，通过的电流为 0.2安。现用一个电压为 4.5伏的电源对其供电，为了使小灯泡能正常发光，需要串联一个多大的电阻？
解：
供电电压高于用电器正常工作电压，则需串联一个电阻来分担一部分电压，使用电器获得正常工作电压。
已知正常工作时灯泡两端的电压和通过它的电流为：U１=2.5V，I=0.2A;电阻R分担的电压应该是：U２= U-U１
= 4.5V-2.5V=2V; 根据欧姆定律，电阻R=U2/I=2V/0.2A
=10Ω。
答 ：串联的电阻 R 的阻值是 10Ω。
例题讲解
例题2、
电阻之比为1：2的两灯串联，则通过灯的电流之比和灯两端的电压之比分别为( )
A．1:2 1:2
B．1:1 1:2
C．1:1 1:1
D．1:2 1:1
解析：
两个电阻串联，因为串联电路中各处电流都相等，所以通过它们的电流大小相等，即电流之比是1:1；在串联电路中，电阻两端的电压与电阻成正比，即：U1/U2=R1/R2，故A、C、D选项错误，B选项正确。
B
例题讲解
例题3、
有两个导体，电阻分别为 10Ω和30Ω。把它们串联后通过10Ω电阻的电流是0.5A，则电源的电压是多少？两个电阻上的电压分别是多少？
解： 设电阻R1=10Ω、R2=30Ω，则串联电路中电流处处相等，所以I1=I2=0.5A；
串联电路的总电压等于各电阻两端电压之和及欧姆定律： U总=I(R1+R2)=0.5A×(10Ω+30Ω)=20V
U1=IR1=0.5A×10Ω=5V; U2=IR2=0.5A×30Ω=15V
答：电源电压20V，10Ω和Ω电阻两端电压分别为5V、15V。
＝10Ω
＝30Ω
I1＝0.5A
I2＝0.5A
例题讲解
例题4、
R1=12欧，将它与R2串联后接到8伏的电源上，已知R2两端的电压是2伏。求R2的阻值。
解：已知电源电压和R2两端电压为：
U总=8V U2=2V
则R1两端电压：U1=U总-U2=8V-2V=6V
则电路中电流：I=U1/R1=6V/12Ω=0.5A
R2阻值为：R2=U2/I2=2V/0.5A=4Ω
答：R2阻值为4 。
＝12Ω
U＝8V
U2＝2V
＝
例题讲解
例题5、
小金制作了一个利用电压表测物体重力的小作品，它能在电压表盘上读出所放物体重力的大小，如图所示。
（1）当秤盘不放任何重物时，滑片P恰好处于a点。
闭合开关，当秤盘上所放钩码个数增多时，电压表示
数将________ (填 “增大”、“减小”或“不变”);
（2）一段时间后，在秤盘放2牛重的钩码时，表盘
读数比2牛大，换不同重的钩码反复试验，每次读数都不同且大于钩码的重力。产生这一现象是由于______引起的(填字母)
A.R1短路 B.R1断路 C.R2短路 D.R2断路
增大
A
解释
解析：
（1）根据图片可知，定值电阻R1与变阻器R2串联，
由于滑片上连接的是电压表，因此无论滑片怎样移动，
变阻器接入的都是全部阻值，即通过电路的电流不变。当秤盘上砝码的个数增多时，滑片向下移动，与电压表并联的电阻变大，根据U=IR可知，电压表的示数增大。
（2）电压表的示数偏大，根据U=IR可知，应该是通过电路的电流增大了，由于总电压不变，那么总电阻变小了。如果R2短路，那么电压表的示数变成0；如果R1短路，那么总电阻变小，而总电流变大，故A正确，B、C、D错误。故选A。
课堂练习
1、抗击新冠肺炎期间，医务人员进入病房必须要穿戴好防护服、口罩、护目镜等。为了减少医务人员与病人接触，小华设计了一种输液提示器，能在护士站观察到药液量的变化。当袋中药液量减少时，为使电压表示数随之减小，符合要求的电路图是（　　）
C
课堂练习
2、两个规格相同的学生电流表A1和A2连入如图所示的电路中。当闭合开关S后，电阻R1与R2均有电流通过，且两只电流表的指针偏转角度相同，则R1与R2的阻值之比是（　　）
A．4：1 B．1：4
C．1：5 D．5：1
A
课堂练习
3、在2022北京冬奥会开幕式上，400名演员挥动发光杆，发光杆一会发出绿光代表绿草，随后又发出白光组成蒲公英。据悉，杆上有两个开关：一个是总开关，另一个用来控制发出白光和绿光。下面电路设计最能实现这一效果（　　）
D
课堂练习
4、如图所示，电源电压恒定，R1＝20Ω．闭合开关S，断开开关S1，电流表示数是0.3A；若再闭合S1，发现电流表示数变为0.5A，则电源电压为　　V，R2的阻值为　 　Ω。
6
30
课堂练习
5、如图，R1＝5 Ω，R2＝10 Ω，闭合开关，电流表示数为 0.2 A，则：
（1）R1两端的电压为______；
（2）通过R2的电流为__________；
（3）电源两端的电压为______；
（4）电路的总电阻为________。
1V
0.2A
3V
15Ω
课堂练习
6、如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R是滑动变阻器，它的金属滑片连在滑杆的右端，从电流表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度。当油面上升时，电流表的示数____，定值电阻R0两端的电压____（均选填“变大”“变小”或“不变”）。
变大
变大
课堂练习
7、在“研究串联电路电压特点”的实验中，某同学进行了如下探究：
[实验步骤]
①连接好如图所示电路，闭合开关观察两灯发光情况；
②分别用电压表测灯L1，L2和电源两端电压，并将读数记录在表内。
请你在答题卷中用笔画线代替导线，将电压表接入电路中，测出电源电压。
[得出结论]比较表中数据可知：串联电路的总电压等于各分电压之和。
[反思交流]要使上述结论更具普遍性，同学们讨论了以下三种方案：
方案甲：反复断开，闭合开关，测出各电压值；
方案乙：更换不同规格的灯泡，测出各电压值；
方案丙：增加电池节数，测出各电压值。
以上三种方案，你认为不可行的是　 。　
方案甲
解释
解释：
（1）电源有三节干电池，电压为1.5V×3＝4.5V，所以电压表选择0～15V的量程；电压表并联在电源两端；如下图所示：
（2）方案乙和方案丙：换用不同的规格的小灯泡，或者增加电池的节数，改变电源电压，测出电源电压和灯泡L1、L2两端的电压，可以得到串联电路电压关系的普遍性的规律；而方案甲中反复断开，闭合开关，测出各电压值，得出的结论不具备普遍性，不可行。
故答案为：如上图；方案甲。
课堂练习
8、如图甲是某电子秤的原理示意图，R1＝100Ω，托盘下方的电阻R2为压敏电阻，其电阻大小与托盘内所放物体质量m大小关系如图乙所示，已知电源电压为6V保持不变。
（1）该电子秤的最大称量不得超过 g。
（2）若托盘内不放物体，求此时电流表的示数I1。
（3）若放入某物体后，电流表示数为I2＝0.03A，求该物体的质量大小。
1000
0.01A
800g
解释：
解释：
(1)由图表可知，最大称量值为质量1000g；
(2)若托盘内不放物体，则物体质量为 0，根据图像可知R2的电阻为 500Ω；根据串联电路的特点可得电路的总电阻：R＝R1＋R2＝100Ω＋500Ω＝600Ω；则电流表示数为I=U/R=6V/600Ω=0.01A。
(3)解：若放入某物体后，电流表示数为I2＝0.03 A，则由I=U/R可得此时电路的总电阻：R总＝U/I＝6V/0.03A=200Ω，则压敏电阻：R2'＝R'－R1＝200Ω－100Ω＝100Ω；由图像可知，此时物体质量为 800g。
课堂总结
串联电路的特点：
1、串联电路的电流只有一条通路。
2、串联电路的开关控制整个电路的通断。
3、串联电路中各用电器之间相互影响。
4、串联电路电流处处相等：I总=I1=I2
5、串联电路总电压等于各处电压之和：U总=U1+U2
6、串联电阻的等效电阻等于各电阻之和：R总=R1+R2
7、串联电路具有等流分压特点（电压与电阻成正比）：
U1/U2=R1/R2
板书设计
等流
、
分压
作业布置
1、复习本课时内容；
2、完成作业本中相应练习；
3、完成学案中“课后巩固”；
4、预习“并联电路”相关内容。
谢谢
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