15.4电阻的串联和并联课件- 2024-2025学年沪科版物理九年级全册

第十五章　探究电路 第四节　电阻的串联和并联 九年级全一册•沪科版 学习目标 1.知道串联电路电阻的规律。 2.知道并联电路电阻的规律。 3.会利用欧姆定律及串联电阻的特点分析有关问题。 4.会利用欧姆定律及并联电阻的特点分析有关问题。 学习导入 聪明的仔仔在修理电器时，检查后发现有一个10Ω的电阻烧坏了，需要更换。但是手边又只有几个5Ω的电阻，能否将它们串联或者并联连接起来，代替原来10Ω的电阻呢？ 如果用一个电阻R代替多个电阻接入电路后，电路的状态不变，R就是这几个分电阻的总电阻。 等效替代法 U S R2 R1 U S R 相当于增加导体长度 一、欧姆定律在串联电路中的应用 1.电阻的串联 两个电阻串联后,材料、横截面积都 ，只是长度 ，所以总电阻变 了。 不变 变长 大 学习探究 2.串联电路的总电阻与分电阻的关系 由欧姆定律变形公式可得：U1=IR1 U2=IR2 U总=IR总 串联电路中：U总=U1+U2 即：IR总=IR1+IR2 R总=R1+R2 结论：串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。 n个阻值相同的电阻R0串联，总电阻 R串=nR0 总结： 1.串联电路中通过某个电阻的电流或串联电路的电流，等于电源两端电压除以各分电阻之和。 2.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。 思考：若串联的个数增加，总电阻将变 。 思考：若串联的其中一个电阻增大，则总电阻变 。 大 大 把10Ω 的电阻和20Ω 的电阻串联起来，接在6V的电源上，求这个电路中的电流？ 解： =10Ω+20Ω R=R1+R2 ＝30Ω U S R2 R1 相当于增加导体横截面积 二、欧姆定律在并联电路中的应用 两个电阻并联后,材料、长度都 ，只是横截面 积 了，所以总电阻变 了。 不变 变大 小 1.电阻的并联 2.并联电路的总电阻与分电阻的关系 由欧姆定律可得： 并联电路中：I总=I1+I2 即 结论：并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和。 R1 U I1＝ R2 U I2＝ R总 U I总＝ R总 U R1 U ＝ R2 U + R总 1 R1 1 ＝ R2 1 + n 个阻值相同的电阻 R0并联，总电阻 R0 R并= n 总结： 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。 思考：若并联的个数增加，总电阻将变 。 小 思考：并联的个数不变，其中一个电阻增大，总电阻变 。 大 已知：R1＝20Ω，R2＝60Ω，求R1和R2并联时的总电阻是多大？ 解： 得 代入数据得 结论：串联电路中各电阻两端的电压与它们电阻的大小成正比 因为 I1=I2 由欧姆定律可知：U1=I1R1 U2=I2R2 所以 = __ U2 U1 __ R2 R1 一、欧姆定律在串联电路中的应用 1.串联分压 U1 U2 I2 U S R2 R1 I1 生活中常把一节电池的负极和另一节电池的正极连在一起组成电池组。用这样的办法可以把三节或更多的电池串联起来使用。 分别测量每节电池两端的电压，然后测量这个电池组两端的电压。它们之间有什么关系？ 正极 负极 2. 干电池的串联 结论：串联电池组两端的电压等于每节电池两端电压之和 U＝U1＋U2＋U3 ＋… 动态电路就是指电路中的电流、电压或电阻发生了变化，一般情况下，都是反映在电流表与电压表示数的变化。 （1）电路中的电流、电压或电阻发生了变化，一般情况下，都是下列几种情况下引起的： ①滑动变阻器的滑片P的位置变化引起； ②开关的断开或闭合引起； ③电路出现的故障（短路和断路）引起。 3. 动态电路分析 A V R R' S P （2）分析动态电路用到的知识： ①欧姆定律； ②串联电路中电流、电压及电阻的关系； ③滑动变阻器的使用知识； ④电流表、电压表的使用知识； ⑤短路与断路知识。 如图所示，电阻R1为10Ω，电源两端电压为 6V。开关S闭合后，求： （1）当滑动变阻器R 接入电路的电阻R2为 50Ω时，通过电阻R1的电流I； （2）当滑动变阻器R 接入电路的电阻R3为 20Ω时，通过电阻R1的电流I′。 解:（1）根据串联电路电流的规律 R1两端的电压U1=IR1 R2两端的电压U2=IR2 根据串联电路电压的规律U=U1+U2，有 U=IR1+IR2=I(R1+R2) （2）同（1）的分析一样 并联电路各支路两端的电压相等， U1=U2 因为 U1= I1R1 U2= I2R2 即 I1R1= I2R2 所以 1. 并联电路的分流特点 R1 R2 I I1 I2 结论：并联电路中，各支路的电流与支路电阻的大小成反比 __ __ R1 R2 = I1 I2 二、欧姆定律在并联电路中的应用 并联电路中电流表与电压表示数的变化主要由以下三个方面引起： ①滑动变阻器的滑片P的位置变化引起； ②开关的断开或闭合引起； ③电路出现断路故障引起。 2. 并联电路动态分析 R2 S R1 A1 A V P 如图所示，电阻R1为10Ω，电源两端电压为12V。开关S闭合后，求： （1）当滑动变阻器R接入电路的电阻R2为40Ω时，通过电阻R1的电流I1和电路的总电流I； （2）当滑动变阻器R接入电路的电阻R3为20Ω时，通过电阻R1的电流I1′和电路的总电流I ′。 解:（1）根据并联电路电压的特点 U1=U2=U=12V 由欧姆定律得 总电流 I=I1+I2=1.2A+0.3A=1.5A （2）同理可求得 总电流 课堂小结 串联电路 电流 电压 电阻 串联电路两端的总电压等于各串联用电器两端的电压之和。 串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。 串联电路中电流处处相等。 并联电路 电流 电压 电阻 并联电路干路中的电流等于各支路的电流之和。 并联电路中各支路两端的电压都相等。 并联电路总电阻的倒数，等于各并联电阻的倒数之和。 课堂练习 1、两个电阻串联，若其中一个电阻增大，则总电阻_____ ；两个电阻并联，若其中一个电阻增大，则总电阻_______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 变大 变大 2、一个10Ω的电阻和一个1000Ω的电阻并联起来使用，其等效电阻的大小是（　　）A．小于10Ω B．大于1000Ω C．大于10Ω小于1000Ω D．无法判断 A 3、现有3个相同的电阻，如果将它们串联总电阻为R1；如果将它们并联，总电阻为R2；则R1：R2等于（ ） A．2：1 B．4：1 C．6：1 D．9：1 D 4、现有两个电阻R1、R2，且R1>R2，则将如图部分电路分别接到同一电源上，电流表示数最大的是（　　） B A B C D 5、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？ 解：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 = =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。 6、如图所示，已知I=4.5A，I2=0.9A，电源电压为36V，那么灯L1的电阻R1多大？ 解：因为灯L1和灯L2并联 所以I=I1 +I2 I1 =I-I2 =4.5A -0.9A =3.6A 而U1 =U2 =U=36 V L2 I2 I 36 V L1 I1 所以R1=　 =　　 =10Ω U1 I1 36V 3.6A 7、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：（1） 　　 I=I1+I2=0.6A+0.4A=1A 　　（3） R1 =　　=　　　=20Ω U I1 12 V 0.6 A （2）I2 =　　=　　　=0.4A U R2 12 V 30Ω R=　 =　　 =12Ω U I 12 V 1 A 8、如图所示电阻 为定值电阻，另一电阻的阻值随电流的增加而 ，当将甲、乙串联接入电压为3V的电路时，电流为 A，当将甲、乙并联接入电压为2V的电路时，电路总电流为 A 甲 减小 0.2 0.6 9、如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片从右端向左移动的过程中、下列说法正确的是（　 ） A．电流表A1示数不变，电流表A2示数变大 B．电流表A1示数变小，电压表V示数不变 C．电压表V示数与电流表A2示数的比值变大 D．电流表A2示数变大，电压表V示数不变， 灯泡变亮 A $$