资源简介

(共33张PPT)
第4节 欧姆定律在串、并联
电路中的应用
九年级全
物理观念
能运用欧姆定律公式进行简单的串、并联电路计算.
科学思维
能基于欧姆定律和串、并联电路电阻特点，通过计算，进行逻辑推理和分析，发展科学思维能力.
科学探究
通过观察串、并联电路中总电阻与各分电阻的关系实验，发展收集证据、处理信息的能力.
科学态度与责任
通过分析敏感电阻相关实际问题，感受物理与生活和社会的密切联系.
重点：利用欧姆定律公式解决实际问题.
学习目标
小明在修理某电子仪器时，检查后发现有一个200 Ω的电阻烧坏了，需要更换.但是手边只有2个400 Ω、2个100 Ω和几个50 Ω的电阻，能否用它们组合起来，使组合的电阻相当于一个200 Ω的电阻呢？
新课引入
在右图的红色虚线框内换上一个定值电阻R ，使得
一、欧姆定律在串联电路中的应用
(1)R两端的电压和R1与R2两端的总电压相等；
(2)通过R的电流与通过R1与R2的电流也相同.
那么R产生的效果与R1与R2是等效的，我们把
电阻R叫作R1和R2的等效电阻，也叫作总电阻.
R1
I
R2
U
R
串联电路中的等效电阻
那么串联电路中总电阻R与R1、R2之间有什么定量关系呢？
点击播放视频
R1
I
R2
U
R
理论推导
R1
I
R2
U
R
U1
U2
串联电路中电阻的关系
U=IR
R=R1+R2
串联电路电流规律：I=I1=I2
串联电路电压规律：U =U1+U2
IR=I1R1+I2R2
串联电路的总电阻等于各分电阻之和.
欧姆定律：
串联电路中电阻的分压作用
串联电路中各部分电路两端的电压与其电阻成正比.
理解：
(1)串联分压，电压比等于电阻比；
(2)串联分压，电阻大的分压大.
I=I1=I2
知识拓展
R1
I
R2
U
R
U1
U2
要点梳理
③串联电阻的总电阻比任何一个分电阻都大.
①若电路中有多个电阻串联，则R=R1+R2+…；
②若n个电阻都为R0的电阻串联，总电阻R=nR0；
电阻串联相当于增大了导体的长度；
＋
＝
串联电路中电阻的关系
1. 串联电路的总电阻等于各电阻之和.
2. 串联电路中各部分电路两端的电压与其电阻成正比 .
解：(1)从图乙可知，电阻为R1的电阻器两端的电压U'为19 V时，通过它的电流I'为0.95 A.
由欧姆定律可得
例 为开展科技活动，某同学设计了一个用开关S2控制电阻为R1的电阻器两端电压的工作电路，如图甲所示，电源电压为18 V.已知通过电阻为R1的电阻器的电流与其两端电压的关系如图乙所示.
(1)电阻R1是多少？
U/V
I/A
0.95
19
0
甲乙
闭合开关S1、断开S2，R1与R2串联
闭合开关S1、S2，只有R1接入电路
R1
R2
S1
S2
A
(2)闭合开关S1，要使开关S2断开时电阻为R1的电阻器两端的电压变为16 V，另一个电阻器的电阻R2应为多少？
U/V
I/A
0.95
19
0
甲乙
(2)S2断开后，电阻为R1的电阻器两端的电压U1为16 V.根据欧姆定律，此时通过电阻为R1的电阻器的电流
由于S2断开时电阻为R1的电阻器和电阻为R2的电阻器是串联的，因此它们两端的电压之和等于电源电压U.
此时电阻为R2的电阻器两端的电压
U2=U－U1=18 V－16 V=2 V
R1
R2
S1
S2
A
(2)闭合开关S1，要使开关S2断开时电阻为R1的电阻器两端的电压变为16 V，另一个电阻器的电阻R2应为多少？
U/V
I/A
0.95
19
0
甲乙
(接上)
因为串联电路中各处的电流相等，所以此时通过电阻为R2的电阻器的电流I2=I1=0.8 A
由欧姆定律可得
R1
R2
S1
S2
A
把电阻并联起来，它们的等效电阻还等于各电阻之和吗？
思考
R1
R2
U
I1
I2
在右图的红色虚线框内换上一个定值电阻R，如果
(1)R 两端的电压和 R1 与 R2两端的电压相等；
(2)通过R 的电流与通过R1与R2的总电流也相同.
那么R产生的效果与R1与R2是等效的，我们把电阻R叫作R1和R2的等效电阻，也叫作总电阻.
二、欧姆定律在并联电路中的应用
R1
R2
U
I1
I2
R
I
并联电路中的等效电阻
那么并联电路中总电阻R与R1、R2之间有什么定量关系呢？
点击播放视频
R1
R2
U
I1
I2
R
I
理论推导
并联电路中电阻的关系
并联电路总电阻的倒数，等于各分电阻的倒数之和.
并联电路电流规律：I=I1+I2
并联电路电压规律：U =U1=U2
欧姆定律：
R1
R2
U
I1
I2
R
I
并联电路中电阻的分流作用
并联电路中各支路的电流与其电阻成反比.
理解：
(1)并联分流，电流比等于电阻的反比；
(2)并联分流，电阻大的分流小.
U1=I1R1
U2=I2R2
U=U1=U2
I1R1=I2R2
知识拓展
R1
R2
U
I1
I2
R
I
要点梳理
并联电路中电阻的关系
③并联电阻的总电阻比任何一个分电阻都小.
1. 并联电路总电阻的倒数，等于各电阻倒数之和.
电阻并联相当于增加了电阻的横截面积
2. 并联电路中各支路的电流与其电阻成反比 .
②当有n个电阻并联在电路中时: ；
①当只有两个电阻并联时：
即： ；
解：(1)开关S1闭合、S2断开时，电流表的示数等于通过电阻为R1的电阻器的电流I1.
由欧姆定律可得此时电阻为R1的电阻器两端的电压
U1=I1R1=1.2 A×10 Ω=12 V
R1
S1
S2
A
R2
例 如图所示，一个电阻器的电阻R1为10 Ω，开关S1闭合、S2断开时，电流表的示数为1.2 A，再把S2闭合后，电流表的示数变为1.5 A.
(1)开关S1闭合、S2断开时，电阻为R1的电阻器两端的电压是多少？
闭合开关S1、断开S2，只有R1接入电路
闭合开关S1、S2，R1与R2并联
例 如图所示，一个电阻器的电阻R1为10 Ω，开关S1闭合、S2断开时，电流表的示数为1.2 A，再把S2闭合后，电流表的示数变为1.5 A.
(2)另一个电阻器的电阻R2是多少？
(2)由于两个电阻器是并联的，它们两端的电压相等，即U2=U1=12 V，且电流表的示数等于通过两个支路的电流之和I，因此S2闭合后通过电阻为R2的电阻器的电流
I2=I－I1=1.5 A－1.2 A=0.3 A
由欧姆定律可得
R1
S1
S2
A
R2
要点梳理
1. 欧姆定律的同一性 ：电压、电流、电阻是对同一个研究对象而言的，三者要一一对应.
2. 解题思路 ：
通过串并联关系求得答案
选择某个导体为研究对象
用欧姆定律求解I或U
通过串并联关系求得通过某一个导体的I或U
以该导体为研究对象
用欧姆定律求解答案
释疑
结合本节知识，你能帮小明将手边2个100 Ω、5个50 Ω和2个400 Ω的电阻进行组合，代替损坏的200 Ω电阻吗？
方案1：将2个100 Ω的电阻串联即可；
方案2：将4个50 Ω的电阻串联即可；
方案3：将2个400 Ω的电阻并联即可；
想一想
你还有其他方案吗？
敏感电阻
拓展
热敏电阻
光敏电阻
磁敏电阻
力敏电阻
气敏电阻
湿敏电阻
如何利用力敏电阻设计一个电梯超载报警电路？
思考
资料卡
该力敏电阻的电阻随压力的关系如图所示.
F/N
O
R/Ω
R力敏
R
力敏电阻的电阻随压力的增大而减小.
力敏电阻
R滑
R
电源两端电压恒定U不变，当滑片向左移动时，电路中的I、U1、U2如何变化？
思考
滑片向左移动：
R滑↓
R总↓
I↑
U1↑
U2↓
U不变
U=IR
U2=U－U1
为什么不先判断滑动变阻器两端电压的变化呢？
思考
局部
整体
局部
R滑↓
R总↓
I↑
U2无法判断
U不变
U=IR
R力敏
R
压力增大时
滑片向左移
I
U
U2
U1
电梯超载报警电路是如何工作的呢？
思考
电梯内压力增大：
R力敏↓
R总↓
I↑
U1↑
U2↓
U不变
U=IR
U2=U－U1
局部
整体
局部
R力敏
R
I
U
U2
U1
该力敏电阻的阻值随压力的增大而减小.
欧姆定律在串、并联电路中的应用
欧姆定律
在串联电路
中的应用
欧姆定律
在并联电路
中的应用
表达式：______________________.
规律：串联电路中，等效电阻
等于各串联电阻之____.
规律：并联电路中，等效电阻的
倒数等于各并联电阻的
_____之和.
和
倒数
表达式：_______________________.
课堂小结
R1
I
R2
U
R
U1
U2
R1
R2
U
I1
I2
R
I
1. 如图所示，电源电压为3 V，R1＝5 Ω，R2＝10 Ω.闭合开关S，下列说法中正确的是(　　)
A. 图甲通过电阻R1与R2的电流之比为1:2B. 图甲电阻R1与R2两端的电压之比为2:1C. 图乙电阻R1与R2两端的电压之比为1:2D. 图乙通过电阻R1与R2的电流之比为2:1
串联：U1：U2=R1：R2
串联：I1=I2
并联：U1=U2
并联：I1：I2=R2：R1
×
×
×
√
D
R1
R2
R1
R2
甲
乙
2. (教材P107练习与应用第3题改编)有一个电阻是40 Ω的电阻器，允许通过的最大电流是0.2 A.若将它接在20 V的电源上，它_____(选填“能”或“不能”)正常工作；为使它正常工作，应串联一个电阻是_____Ω的电阻器.
根据欧姆定律，总电阻
不能
根据串联电路特点，R1=R－R0=100 Ω－40 Ω=60 Ω
60
R0
R1
A
B
报警器
S
3. (教材复习与提高第4题改编)图甲所示的是一种家用天然气泄漏检测仪，其内部简化电路图如图乙所示，工作电压为6 V，定值电阻的电阻R1为100 Ω；当报警器两端的电压达到4.5 V时报警，则此时通过天然气气敏电阻的电流是_____A，天然气气敏电阻的电阻R0是_____Ω.
甲乙
根据欧姆定律可得，电路中电流
根据串联电路特点，电阻R两端的电压为
U1=U－U0=6 V－4.5 V=1.5 V
则气敏电阻
0.015
300
4. 如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关，电压表示数为3 V，电流表示数为0.5 A，已知R2的电阻为12 Ω，求：(1)电源电压；(2)通过R2的电流；
解：(1)由图可知，闭合开关后，R1与R2并联接入电路，电压表测电源电压，则电源电压为U＝3 V
(2)根据欧姆定律 可知，通过R2的电流
闭合开关S，R1与R2并联
电流表测干路电流
电压表测各支路两端的电压
A
V
S
R2
R1
(3)根据并联电路的电流规律可知，通过R1的电流
I1＝I－I2＝0.5 A－0.25 A＝0.25 A
则R1的电阻
并联电路电流规律：I=I1+I2
4. 如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关，电压表示数为3 V，电流表示数为0.5 A，已知R2的电阻为12 Ω，求：(3)R1的电阻.
闭合开关S，R1与R2并联
电流表测干路电流
电压表测各支路两端的电压
A
V
S
R2
R1
5. 如图所示，电源电压为6 V恒定不变，R0的电阻为6 Ω，当滑动变阻器的滑片移至最右端时，电流表的示数为0.25 A，电流表接入电路的测量范围为0～0.6 A，求：(1)此时滑动变阻器R的电阻是多少？
(2)在保证电路安全的情况下，R接入电路的最小电阻是多少？
解：(1)由欧姆定律，可得
根据串联电路的特点可知，此时滑动变阻器的电阻
R＝R总－R0＝24 Ω－6 Ω＝18 Ω
5. 如图所示，电源电压为6 V恒定不变，R0的电阻为6 Ω，当滑动变阻器的滑片移至最右端时，电流表的示数为0.25 A，电流表接入电路的测量范围为0～0.6 A，求：(1)此时滑动变阻器R的电阻是多少？
(2)在保证电路安全的情况下，R接入电路的最小电阻是多少？
(2)在保证电路安全的情况下，电路中电流最大为0.6 A
由欧姆定律，可得此时
根据串联电路的特点可知，滑动变阻器的最小电阻
R'＝R总'－R0＝10 Ω－6 Ω＝4 Ω

展开更多......

收起↑