第4节 电阻的串联和并联（教学课件）物理沪科版（五四学制）2024九年级上册

沪科版（五·四学制） 九年级上册 第12章 欧姆定理 第4节 电阻的串联和并联 01 02 03 04 05 CONTENTS 两个电阻的串联 并联电路的等效电阻与各电阻之间的关系 学习目标 1. 两个串联电阻的等效电阻，两个并联电阻的等效电阻； 2. 学习电阻的串联和并联的特点； 3. 知道串联电路的分压作用，并联电路的分流作用； 4. 掌握欧姆定律的在电阻的串联和并联的应用； 5. 学会从理论和实验分析电阻的串联和并联的特点； 6. 了解等效替代法的在电学中应用。 重点难点 教学重点： 1.等效电阻； 2.电阻的串联和并联的特点； 3.串联电路的分压作用，并联电路的分流的作用。 1.电阻的串联和并联的应用； 2.公式的灵活运用；等效思想的灵活运用。 教学难点： 情景引入 实际电路中往往有多个电阻，如图12-4-1所示，这些电阻在电路板上通过铜箔进行连接， 它们有的串联，有的并联，形成错综复杂的电路。我们可以利用串联电路或并联电路中电流、 电压的特点进行电路分析，也可以利用电阻串联或并联时对电流的阻碍作用先将电路简化后再进行分析。那么，应该如何简化电路呢？ PART ONE 两个电阻的串联 我们知道，电阻是表示导体对电流阻碍作用的物理量。如果两个电阻串联接入电路中，能否用一个电阻替换这两个电阻，且替换前后电路中导体对电流的阻碍作用相同，即电阻替换前后通过该电路的电流保持不变？ 探究新知 对电流的阻碍作用相同 自主活动 如图12-4-2所示，将 5 Ω 的电阻 R1和15 Ω的电阻R2串联，闭合开关，记录电流表的示数。 分别将不同阻值的电阻R接入原电路，替换串联连接的电阻 R1和 R2 。闭合开关，分别记录每次替换后电流表的示数，直至替换前后电流表的示数相等，记录此时电阻 R 的阻值。 图 12-4-2 实验电路图 在上述实验中，当用20Ω的电阻替换串联连接的5Ω和 15Ω 两个电阻时，替换前后电流表的示数相同。这说明5Ω 和15Ω 的两个电阻串联接入电路可以被一个20Ω的电阻等效替代。 用一个电阻R替换串联连接的两个电阻 R1和R2 ，若替换前后通过电路中的电流相同，则电阻R叫做电阻R1、R2 串联的等效电阻。 等效电阻 在图 12-4-2 中，设电阻R1两端的电压为 U1 ，电阻R2两端的电压为U2 ，通过电阻R1 、R2 的电流分别为 I1和 I2。 根据串联电路中电压的特点：U = U1 + U2 可得 IR = I1R1+ I2R2 再根据串联电路中的电流特点：I = I1= I2 所以 R = R1+R2 这一结论可推广至多个电阻的串联，即 串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和。 串联电路的等效电阻 根据欧姆定律可得 ： I1= I2 = 又因为 I1= I2 所以 = 即 = 当电阻 R1和R2串联时， R1和R2两端的电压与其电阻大小成正比。 串联电路具有分压作用。如图 12-4-3所示， 在两个电阻串联的电路中，阻值越大的电阻分配到的电压就越大，反之亦然。 串联电路具有分压作用 图 12-4-3 串联电路的分压作用 因此，上一页ppt中的结论我们也可以简称为串联电路中，分压比等于电阻比。 示例1 某用电器正常工作的电压为3 V， 通过它的电流为 0.2 A。将此用电器接入电压为 5 V的电源，要使该用电器正常工作，需要串联 一个多大的电阻？ 解：设需要串联的电阻 R 两端的电压为 U2， 已知电源电压 U = 5 V，用电器两端电压 U1 = 3 V， 则U2 = U - U1 = 5 V - 3 V = 2 V 由欧姆定律可得 R= Ω 即需要串联一个10 Ω 的电阻。 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个阻值都为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 ＋ ＝ 归纳 串联电路中电阻的关系 1. 串联电路中，等效电阻等于各串联电阻之和 2. 串联电路中各部分电路两端的电压与其电阻成正比 = 归纳小结 PART TWO 并联电路的等效电阻与各电阻之间的关系 并联电阻的等效电阻 在并联电路中，也可以用一个电阻R等效替换并联的两个电阻R1 和R2 ，电阻R就叫做两个并联电阻的等效电阻。那么，R 与 R1 、R2 之间又存在怎样的关系呢？ 等效电阻 自主活动 根据欧姆定律和并联电路中电流、电压的特点，推导图12-4-4中 R 与 R1 、R2 之间的关系。 图 12-4-4 两电阻并联的等效电路图 理论推导: 等效于 U I R U I R2 R1 I1 I2 由欧姆定律可知： I = U R I1= U R1 I2= U R2 由I=I1+I2, 得： 1 R 1 R1 1 R2 = + U R U R1 U R2 = + 即 通过理论推导得出的结论，能否在实验中得到验证呢？ ① 现有阻值分别为 10 Ω 和15 Ω 的电阻 R1 、R2 ，计算其并联时的等效电阻 R。 ② 将电阻 R1 、R2 按图 12-4-4（a）连接，闭合开关，记录电流表的示数。 ③ 用电阻R 替换电阻R1、R2 接入原电路中，如图12-4-4（b）所示。 闭合开关，观察替换前后电流表的示数是否相同。 自主活动 图 12-4-4 两电阻并联的等效电路图 上述理论推导和实验都得到了相同的结论。 这一结论同样可推广至多个电阻的并联，即 并联电路等效电阻的倒数，等于各并联电阻的倒数之和。 在图12-4-4 中，设电阻 R1 两端的电压为 U1 ，电阻 R2 两端的电压为U2 ，通过电阻 R1 、R2的电流分别为 I1 和 I2。 根据欧姆定律可得：U1 = I1R1 、U2 = I2R2。 又因为U1 = U2 所以I1R1 = I2R2 = 当电阻R1和R2并联时，因为各支路两端的电压相等，通过R1和R2的电流与电阻大小成反比。 即 并联电路具有分流作用。并联电路的分流作用可类比道路中两条宽窄不同的支路，如图 12-4-5 所示，宽的支路（阻值小的电阻），分到的车多（分到的电流大）；窄的支路（阻值大的电阻），分到的车少（分到的电流小）。 并联电路具有分流作用 图 12-4-5 车辆的分流示意图 因此，上一页ppt中的结论我们也可以简称为并联电路中，分流比等于电阻的反比（或电阻比的倒数）。 示例2 某电路中的总电流为1A 保持不变。 现有一阻值为10 Ω 的用电器，正常工作电流为0.6 A，如何设计电路才能使该用电器正常工作？ 解：已知电路的总电流 I = 1A，通过用电器 R1的电流 I1＝ 0.6 A，所以应并联一个电阻 R2。 根据并联电路中电流的特点可得 I2 = I - I1 = 1A - 0.6 A = 0.4 A 由欧姆定律和并联电路中电压的特点可得 U2 = U1 = I1R1 = 0.6 A × 10 Ω = 6 V R2= Ω 即需要与该用电器并联一个15Ω的电阻。 生产生活中的实际电路往往比较复杂，我们也可以用等效替代的方法对复杂电路进行简化处理。 结论： 两个并联电阻的总电阻的倒数，等于两分电阻的倒数之和。 1.假设有n个电阻并联，则 2.如果n个相同阻值电阻（R）并联，则 公式： = + + +…+ R2 1 R3 1 Rn 1 R1 1 公式: R总= n R 公式： 1 R 1 R1 1 R2 = + R= R1+R2 R1×R2 或 1 R 3.并联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻都小. 归纳小结 　　求解电路计算题的步骤 　（1）根据题意分析各电路状态下电阻之间的连接方式，画出等效电路图。 　（2）通过审题，明确题目给出的已知条件和未知量，并将已知量的符号、数值和单位，未知量的符号，在电路图上标明。 　（3）每一步求解过程必须包括三步： 写公式——代入数值和单位——得出结果。 串、并联电路电流、电压、电阻的特点总结： 串联电路 并联电路 电流 I＝I1＝I2 I＝I1＋I2 电压 U＝U1＋U2 U＝U1＝U2 电阻 R总＝R1＋R2 分压或 分流 1 ．现有两个电阻 R1 、R2 ，且 R1>R2 ，如图所示电路中等效电阻最大的是 ( ) B． D． A． C． A 课堂练习 2 ．关于3Ω和6Ω的两个电阻说法正确的是 ( ) A ．3Ω和 6Ω的两个电阻，并联后相当于增加了导体长度，等效电阻为 9Ω B ．3Ω和6Ω的两个电阻，并联后相当于增加了导体横截面积，等效电阻为 2Ω C ．3Ω和6Ω的两个电阻，串联后相当于增加了导体长度，等效电阻为 2Ω D ．3Ω和 6Ω的两个电阻，串联后相当于增加了导体横截面积，等效电阻为 2Ω B 3 ．将一只阻值为数千欧的电阻 R1 和一只阻值为千分之几欧的电阻 R2 并联起来，则总电阻( ) A ．很接近 R1 而略大于 R1 B ．很接近 R1 而略小于 R1 C ．很接近 R2 而略大于 R2 D ．很接近 R2 而略小于 R2 D 4 ．如图所示的电路中，已知 R1=6Ω , R2=3Ω , R3=4Ω , 则 R1 ，R2 ，R3 三个电阻的等效电阻值为 Ω。 6 5 ．如图所示， R1 和R2 串联在电路中，闭合开关 S 发现两电压表的指针偏转情况完全一样，则R1 : R2 = 。 1:4 6 ．如图所示，开关 S 闭合后， 电流表 A1 、A2 两只电流表的指针偏转到了同一位置，则通过 L1的电流 A ，L1 、L2 两盏灯的电阻之比 R1 ：R2= 。 0.3 4:1 课堂小结 1 ．有两个电阻，R1=4Ω , R2= 12Ω 。若将 R1 、R2 并联起来，它们的等效电阻是 Ω , 它们两端的电压之比 U1︰ U2= 。 3 1:1 布置作业 2 ．如图所示， 电源电压为 3V 且保持不变，闭合开关 S ，电压表的示数为 2V ，则 R1 与 R2的电阻之比为 ；当开关 S 断开时， 电压表的示数将 （选填“变大” 、 “变小”或“不变”）。 2:1 变大 3．如图所示，两段材料和长度相同但粗细不同的金属导体 AB 与 BC 连在一起，将 AC 两端接入电路中，则通过 AB 的电流 IAB ，加在它两端的电压 UAB 和通过 BC 的电流 IBC 、加在它两端的电压 UBC 的大小关系是 ( ) A ．IAB>IBC UAB>UBC B ．IAB<IBC UAB<UBC C ．IAB=IBC UAB<UBC D ．IAB=IBC UAB>UBC D 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING $$