第四节 电阻的串联与并联（教学课件）物理鲁科版（五四学制）2024九年级上册

物理九年级上册 •鲁科版(五四学制) 第4节 电阻的串联 与并联 （本课件包含PPT34张；图片：19张；动图视频：2个；教学视频：3个） 第十五章 欧姆定律 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 能运用欧姆定律解决简单的串、并联电路问题。 02 科学思维 通过计算，学会解答电学计算题的一般方法。 03 科学探究 通过分析论证，欧姆定律在串并联电路中的应用。 04 科学态度与责任 培养学生逻辑思维能力，培养学生解答电学问题的良好习惯。 教学重难点 教学重点 教学难点 能运用欧姆定律解决简单的串、并联电路问题。 串并联电路电阻的规律。 课堂引入 本节课将我们一起来探究相关问题。 某迷你小风扇上连接的一个10欧姆定值电阻坏了，而手头只有3Ω、5Ω、7Ω、20Ω的电阻若干个？你有什么办法来替换这个10Ω 的电阻？ 探究新知 【学习任务一】电阻的串联 1. 串联电路中的电流、电压规律： （1）串联电路中各处电流相等；（I=I1=I2=…=In） （2）串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压之和。 U=U1+U2+…+Un 【学习任务一】电阻的串联 探究新知 2. 观察与实验：电阻的串联 【实验方法】将一个定值电阻接在如图电路中，闭合开关，观察灯泡的亮度。将两个同样阻值的电阻串联起来，接在原电路中，观察灯泡亮度的变化。将更多的定值电阻串联起来，接在原电路中，观察灯泡亮度的变化。 【学习任务一】电阻的串联 探究新知 2. 观察与实验：电阻的串联 【实验现象】 在电压相同的情况下，电路中接入一个电阻时，灯泡亮些；而串联两个电阻时，灯泡暗些； 串联更多的电阻时，灯泡更暗。灯泡变暗，说明通过灯泡的电流变小，即电路中的电阻变大。 【学习任务一】电阻的串联 探究新知 2. 观察与实验：电阻的串联 【实验结论】 串联电路的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。 想一想：串联电路的总电阻为什么会变大？ R1 R2 R 等效 因为电阻串联相当于增大了导体的长度。 【学习任务一】电阻的串联 探究新知 3. 用欧姆定律论证：电阻的串联 U1 U2 I2 U S R2 R1 I1 由欧姆定律可知： U1=IR1 U2=IR2 U=IR 因为在串联电路中： U=U1+ U2 I=I1=I2 所以 R=R1+R2 结论：串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。 【学习任务一】电阻的串联 探究新知 4. 分压原理： U1 U2 I2 U S R2 R1 I1 因为 I1=I2 由欧姆定律可知： U1=I1R1 U2=I2R2 所以 U1/U2=R1/R2 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. 【学习任务一】电阻的串联 探究新知 4. 分压原理视频： 【学习任务一】电阻的串联 探究新知 5. 案例与问题： 一个小灯泡正常发光时两端电压为2.5V，通过它的电流为0.25A，如果接到6V电源上，要使其正常发光，应该串联多大的电阻？ 【分析】根据题意画出电路图，要想求R的电阻，需知道通过R的电流和它两端电压。由串联电路的电流规律可知，通过R的电流等于小灯泡正常发光时的电流，由串联电路电压规律。计算出R两端的电压。 【学习任务一】电阻的串联 探究新知 5. 案例与问题： 【解答】因为L与R串联，所以通过R的电流I=0.25A R两端的电压UR= U-UL =6V-2.5V=3.5V 由欧姆定律I=U/R得 R=U/I=3.5V/0.25A=14Ω 【学习任务一】电阻的串联 探究新知 5. 案例与问题： 【反思】欧姆定律中的电流、电压、电阻是描述同一个研究对象的三个物理量。根据题目给出的条件，你还可以用其他方法解答吗？ （1）应用串联的分压原理解决。 （2）应用串联的电阻规律解决：RL=R总- R 探究新知 【课堂小练】 1．小华修电脑时，发现其中一个100Ω的电阻烧坏了，需要更换。但是他店里暂时没有100Ω的电阻，只有20Ω、50Ω、30Ω的电阻各一个。你现在知道该怎样连接得到100Ω的电阻了吧？ 【答案】见解析 【详解】把20Ω、50Ω、30Ω的电阻串联在一起，则总电阻为 R=R1+R2+R3 = 100Ω 探究新知 【课堂小练】 2． 在如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S由断开到闭合时（　　） A．电流表A示数不变 B．电压表V示数变小 C．电压表V示数变大 D．电路的总电阻变小 【答案】D 【详解】AD．由图可知，当开关S断开时，该电路为串联电路，电压表测量的是电源电压，电流表测量电路中的电流；当开关S闭合时，R2被短路，该电路为只有R1的简单电路，电压表测量的是电源电压，电流表测量电路中的电流；电源电压不变，电路的总电阻减小，根据I=U/R可知，电路中的电流会变大，即电流表示数变大，故A不符合题意，D符合题意； BC．由于电源电压不变，所以电压表示数不变，故BC不符合题意。 探究新知 【课堂小练】 3． 汽车油量表的工作原理图如图所示。R0是定值电阻，R是滑动变阻器，它的金属滑片连在杠杆的一端，根据由_____表改装而成的油量表指针所指刻度就可以知道油箱内油面的高度。 当油箱内油量下降，R接入电路的电阻值_____， 油量表的示数______。（选填“变大”或“变小”） 【答案】见解析。 【详解】R0与油量表串联在电路中，所以油量表即电流表。 当汽车行驶时，油箱内油量减少，浮标下降，变阻器滑片P上升，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻 R总=R+R0变大，由I=U/（R+R0）可知，电路中的电流变小，油量表的示数变小。 探究新知 【学习任务二】电阻的并联 1. 并联电路中的电流、电压规律： （1）并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和。I=I1+I2+…+In （2）并联电路中电源两端电压与各支路用电器两端的电压相等 U=U1=U2=…=Un 【学习任务二】电阻的并联 探究新知 2. 观察与实验：电阻的并联 【实验方法】将两个同样阻值的定值电阻并联起来，接入电路中。闭合开关，观察灯泡的亮度。并与接入一个定值电阻时灯泡亮度比较。 【学习任务二】电阻的并联 探究新知 2. 观察与实验：电阻的并联 【实验现象】在电压相同的情况下，接入并联电阻时，比接入一个定值电阻时灯泡要亮些。 【实验结论】 电阻并联后总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值小。 因为电阻并联后相当于增加了导体的横截面积。 R1 R2 等效 R 【学习任务二】电阻的并联 探究新知 3. 用欧姆定律论证：电阻的并联 R1 R2 I I1 I2 由欧姆定律知： I1=U1/R1 I2=U2/R2 I=U/R 在并联电路中： I=I1+I2 U=U1=U2 __ __ 1 R1 = 1 R R2 1 + 结论：并联电路总电阻的倒数，等于各并联电阻的倒数之和。 【学习任务二】电阻的并联 探究新知 4. 分流原理： R1 R2 I I1 I2 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 __ __ R1 R2 = 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. 【学习任务二】电阻的并联 探究新知 4. 分流原理视频： 探究新知 【课堂小练】 1．教室里，电风扇与电灯是___________联的（选填“串”或“并”），实验室中使用的用电器越少，电路中的总电流越___________（选填“大”或“小”）。 【答案】并，小。 【详解】电风扇和电灯工作时互不影响，所以它们之间是并联的。实验室里同时工作的并联的用电器越少，电路中的总电阻越大，电路中的总电流越小。 探究新知 【课堂小练】 2． 下列说法错误的是（　　） 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 【答案】B 【详解】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。 探究新知 【课堂小练】 3． 如图所示，电源两端的电压恒定．闭合开关S1，小灯泡发光，再闭合开关S2，则（　） A．小灯泡变亮 B．电流表示数变小 C．电压表示数不变 D．电路的总电阻变大 【答案】C 【详解】A．由于并联各支路之间互不影响，且电源电压不变，所以当开关S1、S2都闭合时，小灯泡亮度不会受影响，故A错误； B．当开关S1、S2都闭合时，电阻R会通过电流，而电流表测量干路电流，所以电流表示数变大，故B错误； C．当开关S1、S2都闭合时，为并联电路，但并联两端的电压即电源电压不变，所以电压表示数不变，故C正确； D．当开关S1、S2都闭合时，电阻R和灯并联，导体并联时，相当于增加了导体的横截面积，所以电阻会变小，故D错误． 课堂小结 课堂小结 课内知识通关 1.一只灯泡的额定电压是6V，额定电流是0.4A，若将该灯泡接在10V的电源上，为使其正常发光，应_____联一个_____Ω的定值电阻。 考点：欧姆定律在串联电路中的应用。 【答案】串，，10。 【详解】因为电源电压大于灯泡的额定电压，则需要串联一个电阻分担电压。 电阻两端的电压为U1=U-UL=10V-6V-4V 此时灯泡正常发光，电流等于灯泡的额定电流为0.4A，故电阻阻值为 R＝=10Ω 课内知识通关 2.接入同一电路中的两只电阻，若一只电阻的阻值增大，其电路总电阻（ ） A．增大 B．减小 C．不变 D．无法判定 考点：串并联电路的电阻规律。 【答案】A 【详解】两个电阻不论是并联还是串联，当其中一只电阻的阻值增大，其电路总电阻变大。 课内知识通关 3．如图是地磅工作原理示意图，秤台连在竖直弹簧上，电路与恒压电源连接。未称量时，滑动变阻器R的滑片P在最上端，称量时，滑片P向下滑动。闭合开关S，车辆总质量越大时（　　） A. 电压表的示数越大 B. 电压表的示数越小 C. 电流表的示数越大 D. 电流表的示数越小 考点：欧姆定律在串联电路中的应用。 【答案】A 【解析】由题图可知，两电阻串联，电流表测的是电路电流，电压表测的是变阻器滑片P上部分的两端电压。闭合开关S，车辆总质量越大时，滑片P向下滑动，变阻器连入电路的电阻不变，电路的总电阻不变，根据欧姆定律，电路电流不变，因此电流表示数不变；跟电压表并联的那部分电阻变大，根据欧姆定律，跟电压表并联的那部分电阻的两端电压变大，电压表示数变大，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 课内知识通关 4．小文设计并连接了如图的电路，电源两端电压和小灯泡的电阻都不变。闭合开关S，保证电路安全的前提下，滑动变阻器的滑片从右向左滑动的过程中（　　） A．滑动变阻器接入电路的电阻变大，灯泡变暗 B．电流表示数变大，电压表示数变小 C．电压表示数与电流表示数的比值变小 D．可以将滑动变阻器滑片滑到最左端 考点：欧姆定律在并联电路中的应用。 【答案】C 【解析】A．如图所示，滑动变阻器和灯泡并联，滑动变阻器的滑片从右向左滑动的过程中，滑动变阻器的电阻在减小，滑动变阻器所在支路的电流变大，因为并联，小灯泡的电流、电压都不变，灯泡亮度不变，故A错误； B．滑动变阻器和灯泡并联，电压表测电源电压，则电压表示数始终不变，滑动变阻器的电阻在减小，滑动变阻器所在支路的电流变大，则总电流变大，故B错误； C．电压表示数始终不变，总电流变大，电流表示数变大，电压表示数与电流表示数的比值变小，故C正确； D．将滑动变阻器滑片滑到最左端，会造成电路短路，所以不能将滑动变阻器滑片滑到最左端，故D错误。 作业布置 1.基础性作业：完成课本P131中的1-5小题。 2.拓展性作业：课本P137中的第8小题。 谢谢聆听 谢谢聆听 $$