17.4 欧姆定律在串、并联电路中的应用（教学设计）-2024-2025学年人教版九年级物理全一册

第十七章 欧姆定律 *第4节　欧姆定律在串、并联电路中的应用 【方式一】 小明在修理某电子仪器，检查后发现有一个200 Ω的电阻烧坏了，需要更换.但是手边又只有一个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？ 【方式二】 在串联电路中，各部分电路相互影响，当一个电阻的阻值发生改变，电路中的电流和各用电器两端的电压均会发生改变.那么在串联电路中各电阻之间有什么关系呢？ 详见本节电子资源包 培养学生分析问题、解决问题的能力的同时，注意教给学生解题思路、规范解题. 课题 *第4节　欧姆定律在串、并联电路中的应用 授课人 教学目标 知识与技能 1.理解欧姆定律的内容，记住欧姆定律的公式，并能利用欧姆定律进行简单的计算. 2.能根据欧姆定律以及电路的特点，导出串、并联电路中电阻的关系. 过程与方法 1.通过本节的计算，学会解答计算题的一般方法，培养学生的逻辑思维能力. 2.了解等效电阻的含义，了解等效的研究方法. 情感、态度 与价值观 1.激发学生认识串、并联电路中电阻关系的兴趣. 2.通过对欧姆生平的介绍，学习科学家献身科学，勇于探求真理的精神，激发学生学习的积极性和探索未知世界的热情. 教学重点 欧姆定律的内容和公式. 教学难点 正确理解欧姆定律的内容；弄清变形公式的含义. 教学步骤 师生活动 设计意图 新课导入 【教师PPT展示】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.但是手边又只有一个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？ 创设情境，提出疑问，激发学生的学习兴趣 新课教学 教师板书课题并展示教学目标. 一、电阻的串联 复习欧姆定律的公式和变形式 【知识回顾】在串联电路中的电流规律是：串联电路电流处处相等，即I＝I1＝I2，串联电路中的电压规律是：串联总电压等于各部分电路两端的电压之和，即U＝U1＋U2. 【教师提问】在串联电路中的电阻有什么规律呢？ 活动1：让学生讨论、交流如何设计出实验验证出两个电阻串联后的总电阻与各个电阻的关系？设计出实验电路图. 设计思路：我们先根据欧姆定律，用伏安法测量出每一个电阻的阻值，再测量出串联电路的总电阻.电路图如下： 活动2：学生进行实验： （1）连接实物，检查无误后，闭合开关，读出此时电流表的示数为I. （2）把电阻R1、R2去掉，换上一个电阻箱，闭合开关，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数也为I，读出电阻箱的阻值为R. （3）此时电阻箱的阻值R的数值就等于R1R2串联后的总电阻. （4）换用不同阻值的定值电阻进行多次实验，把实验数据填入表格中. 实验总结：串联电路的总电阻等于各部分串联电阻之和.表达式为：R＝R1＋R2 让学生交流讨论，在串联电路中为什么总电阻要大于任何一个分电阻？在串联电路中电阻与它两端的电压分配有什么关系？ 【教师引导学生总结】（1）几个电阻串联起来，相当于增大了导体的长度，故总电阻会比任何一个分电阻都大. （2）根据欧姆定律变形公式：U＝IR，代入电压规律得：IR＝I1R1＋I2R2.由于I＝I1＝I2，所以R＝R1＋R2. （3）在串联电路中，各电阻具有分压作用，因I1＝I2，则＝⇒＝，即U1∶U2＝R1∶R2，当串联电路中的一个电阻改变时，电路中的电流及另一个电阻两端的电压都会随之改变. 【PPT展示小结（板书）】 电阻的串联 1.在串联电路中：R串＝R1＋R2 2.在串联电路中：U1∶U2＝R1∶R2 从旧知引入新知 采用由特殊到一般的探究方法，帮助学生突破难点 新课教学 【例题】　如图所示，电阻R1为12 Ω，将它与R2串联后接到8 V的电源上，已知R2两端的电压是2 V.请求出电路的总电阻. 解：由R1与R2串联在电路中，得出R1两端的电压： U1＝U－U2＝8 V－2 V＝6 V 电路中电流处处相等，即I＝I2＝I1＝＝＝0.5 A R2的电阻：R2＝＝＝4 Ω 电路的总电阻：R＝R1＋R2＝12 Ω＋4 Ω＝16 Ω 二、电阻的并联 【过渡语】既然我们已经知道串联电路中电阻的关系，那么并联电路中的电阻的规律是什么？ 活动1：让学生在探究串联电路电阻特点的基础上猜想，并联电路中总电阻和各个支路电阻之间可能存在什么关系？说出猜想的依据. 【教师引导学生总结】总电阻小于任何一个分电阻，因为将电阻并联，相当于增大了导体的横截面积，横截面积越大，其电阻越小. 活动2：根据猜想，设计出电路图. 【教师提问】这个电路图有什么缺点？应该怎么改进？ 【教师引导学生回答】该图只可做一次实验，实验结论不具有普遍性，改进实验图： 活动3：根据设计的电路图，学生连接实物图，进行实验验证. （1）先闭合开关S、S1，把电阻R1接入电路中，记录电压表和电流表的示数； （2）再闭合开关S、S2，把R2接入电路中，记录电压表和电流表的示数； （3）最后把三个开关都闭合，两个电阻并联接入电路中，记录电压表和电流表的示数； （4）移动滑片，再重复上述实验. 新课教学 活动4：根据实验，小组之间交流、讨论并联电阻的特点. 【教师引导学生总结】 （1）在并联电路中，总电阻小于任何一个分电阻，因为并联相当于增大了导体的横截面积，横截面积越大，电阻越小. （2）在并联电路中，电流规律：I＝I1＋I2，则有＝＋，又由于电压相等，所以＝＋ （3）并联电路具有分流作用，因U1＝U2，则I1R1＝I2R2⇒＝，即I1∶I2＝R2∶R1. （4）当并联电路中的一个支路的电阻改变时，这个支路的电流会变化，干路电流也会变化，但另一个支路的电流和电压不变. 【PPT展示小结（板书）】 二、电阻的并联 1.在并联电路中：＝＋ 2.在并联电路中：I1∶I2＝R2∶R1 【例题】　如图所示，R2＝30 Ω，电流表的示数为0.6 A，电压表的示数为12 V.求：（1）R1的阻值；（2）并联电路总电流I；（3）并联电路总电阻R. 解：因R1、R2并联，则U1＝U2＝U＝12 V （1）R1的阻值：R1＝＝＝20 Ω （2）通过R2的电流：I2＝＝＝0.4 A 电路中总电流：I＝I1＋I2＝0.6 A＋0.4 A＝1 A （3）电路的总电阻：R＝＝＝12 Ω 新课教学 【PPT展示小结（板书）】 二、欧姆定律的简单计算 1.欧姆定律及其变形公式：I＝、U＝IR、U＝IR 2.欧姆定律的做题规范： ①要画好电路图，在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号.②要有必要的文字说明，物理公式，然后再代入数值计算，答题叙述要完整. 课堂小结 课堂检测 1. 把5Ω的电阻R1跟15Ω的电阻R2和一个电流表串联起来，接在电源上，电流表的读数是0.3A，电源的电压是多少？ R1 、R2串联，通过的电流相等，电路的总电阻R=R1 +R2 = 20 Ω +20 Ω= 20 Ω电源电压U=IR=0.3 A× 20 Ω=6V 答：电源的电压为6V。 2. 电阻R1与R2并联后接入电路，两端所加电压为24 V，如果R1为80Ω，通过R2 的电流为0.2 A，电路中的总电流是多少？电阻R2的阻值是多少？ （1）由于电阻R1与R2并联，所以 R1与R2两端电压相等为24V，则通过 R1的电流 I1= U/ R1=24 V/ 80Ω=0.3A 干路电流为各支路电流之和，则电路中的总电流I= I1+I2= 0.3A+ 0.2A= 0.5A （2）R2的阻值 R2= U/ I2=24V/ 0.2A =120Ω 3. 有一个 40 Ω 的电阻，允许通过的最大电流是0.2 A。若将它接在20 V的电源上，该电阻能正常工作吗？为使其正常工作，应串联一个多大的电阻？ 流过该电阻的电流是I= U/ R=20 V/ 40Ω=0.5A＞0.2A 所以该电阻不能正常工作；为使其正常工作，应串联一个阻值为R0 的电阻，则电路中电流I0=U/R+ R0= 20V/40Ω+R0=0.2A解得R0 =60Ω ，所以为使其正常工作，至少应串联一个阻值大小是60Ω 的电阻。 4. 如何用一个电流表和一个已知电阻来测量某未知电阻的阻值？小林设计了图所示的电路。实验时，已知R1为20 Ω，在闭合S的情况下，断开S1时电流表的读数是0.15 A，闭合S1时电流表读数是0.21 A。整个实验过程中电池的电压不变，求被测电阻R2的阻值。 由电路图可知，开关闭合前，电路为R1的简单电路，电流表测通过R1的电流，开关闭合后，R1与R2并联，电流表测干路电流；因为并联电路中各支路独立工作、互不影响，故开关S闭合前后，通过R1的电流不变，由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，通过R2的电流为I2=I-I1=0.21A-0.15A=0.06A并联电路中各支路两端的电压相等，根据根据欧姆定律可得，有U=U1=U2=I1R1=I2R2=0.15A×20Ω=3V则R2的阻值。 5．两个电阻串联，若其中一个电阻增大，则总电阻____变大____；两个电阻并联，若其中一个电阻增大，则总电阻____变大____（选填“变大”“变小”或“不变”）。 两个电阻串联，总电阻等于两个电阻之和，故其中一个电阻增大，则总电阻变大。 两个电阻并联，总电阻的倒数等于各个电阻的倒数之和，故其中一个电阻增大，则总电阻变大。 6．下列说法错误的是（　B　） A．串联电路中，任何一个分电阻总小于串联的总电阻 B．并联电路中，并联的总电阻等于各分电阻的倒数之和 C．串联电路中，电阻越大，它两端的电压就越高 D．并联电路中，电阻越大，通过它的电流就越小 A．由于串联电路总电阻等于各串联电阻之和，则串联电路中任何一个电阻小于串联总电阻，故A正确，不符合题意；B．并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，故B错误。 C．由于串联电路中电流相等，电阻越大，根据U=IR可知它两端的电压就越大，故C正确，不符合题意；D．由于并联电路中电压相等，电阻越大，根据I=U/R 可知通过它的电流就越小，故D正确，不符合题意。 课后作业 板书设计 教学反思 学科网（北京）股份有限公司 $$