第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用（教学课件）物理人教版2024九年级全一册

该初中物理课件聚焦欧姆定律在串并联电路中的应用，课堂导入先复习串并联电流电压规律及欧姆定律，再通过“用10Ω电阻凑20Ω”情境问题，搭建旧知到新知的学习支架，引导推导总电阻关系。 其特色是融合实验探究与科学思维，如通过串联电阻实验推导总电阻规律，结合等效电阻模型建构帮助理解，辅以动态电路分析和生活情境题（如门禁系统），提升学生解决实际问题能力，教师可高效落实核心素养教学。

物理九年级全一册 •人教版2024 第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用 第十七章 欧姆定律 学习目标 01 02 03 04 物理观念 ①理解运用欧姆定律和电路特点推导串、并联电路中电阻关系的过程； ②能运用欧姆定律和串、并联电路的特点，得出串联分压、并联分流规律，并进行简单计算。 科学思维 ①通过推导串、并联电路电阻关系的过程学习用理论推导得出物理规律的方法；②通过计算，学会解答电学计算题的一般方法，培养学生逻辑思维能力和应用知识解决问题的能力。 科学探究 通过实验现象体会等效电阻的含义，了解等效的研究方法，引导学生将实际问题抽象为物理模型，提高学生分析和解决实际问题的能力。 科学态度与责任 ①通过应用欧姆定律和串、并联电路特点推导串、并联电路中电阻的关系，体验物理规律在解决实际问题中的意义； ②通过推导过程使学生树立用已知规律发现新规律的意识。 重点难点 教学重点 教学难点 利用欧姆定律推导出串、并联电阻的关系，并能进行简单的计算。 探究电阻串、并联规律中等效思维方法的理解与运用。 课堂导入 复习回顾 串并联电路中的电流、电压规律 串联电路中干路电流等于各支路电流之和； I=I1=I2=…=In 串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和。 U=U1+U2+…+Un 串联电路电路 电流规律 电压规律 电路 电路图 R1 S I R2 I1 I2 U2 U1 U 并联电路中各处的电流是相等的； I=I1+I2+…+In 并联电路中各支路两端电压相等。 U=U1=U2=…=Un 并联电路电路 课堂导入 欧姆定律 导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。 I = __ R U R = __ I U U=IR 课堂导入 　　聪明的小苏找到收音机需要更换的电阻阻值为20Ω，然而他手边只有几只10Ω的定值电阻，你有什么办法可以帮到他吗？ 20Ω 10Ω 10Ω 将两个10Ω电阻串联 10Ω 10Ω 将两个10Ω电阻并联 哪一种方法能成功呢？ 课堂导入 　　欧姆定律是电学的基本定律之一，应用非常广泛。实际电路虽然比较复杂，但是往往可以简化为串联电路 、 并联电路或它们的组合。 我们如何运用欧姆定律解决串联和并联电路中的问题呢？ 探究新知 欧姆定律在串联电路中的应用 1. 计算串联电路中的电流 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。 R1 S I R2 I1 I2 U2 U1 U 根据串联电路电流的规律可得，经过电阻R1和R2的电流相等，即I=I1=I2。电阻R1两端的电压U1，R2两端的电压U2。根据串联电路电压的规律可得 U = U1 + U2，有U = IR1 + IR2= I（R1 +R2） 可求得 探究新知 【例1】如图所示，电阻R1为10Ω，电阻R1为20Ω，电源两端电压为6V。开关S闭合后，求：通过电阻R1的电流I。 解： R1 S R2 根据串联电路电流的规律可知 U1=IR1　　U2=IR2 U=IR1＋IR2=I(R1+R2) I=I1=I2 根据串联电路电压的规律可知 U=U1＋U2 ,可得R1、R2两端电压为 ,则 通过电阻R1的电流为 答：通过电阻R1的电流I为0.2A。 探究新知 2. 计算串联电路中的电阻阻值 【例2】为开展科技活动，小阳设计了一个用开关S2控制阻值为R1的电阻两端电压的工作电路，如图甲所示，电源电压恒为19V。此外，利用实验测得通过R1的电流与其两端电压的关系如图乙所示。求： （1）电阻R1的阻值。 （2）闭合开关S1，要使S2断开时R1两端的电压变为16V，电阻R2的阻值。 探究新知 解： (1) 从图乙可知，电阻为R1的电阻器两端的电压U'为19V 时，通过它的电流 I'为0.95A 。由欧姆定律可得 (2) S2断开后，电阻R1两端的电压趴为16V。 根据欧姆定律，此时通过电阻R1的电流为 由于S2断开时电阻R1和电阻R2是串联的，则其两端的电压之和等于电源电压U。则电阻R2两端的电压为 U2=U-U1=18V-16V=2V 因为串联电路中各处的电流相等，所以此时通过电阻R2的电流为 I2=I1=0.8A 由欧姆定律可得 A 2.5Ω 探究新知 3.串联电路中总电阻与分电阻的大小关系 演示实验 猜想与假设 两个电阻串联以后，等同于增大了导体的长度，由于导体的电阻与长度有关，导体越长电阻越大，所以此时总电阻应当比各个电路都大。 实验器材 电源（电压为6V）、(5Ω、10Ω、15Ω)的电阻各一个、电流表、开关、 导线若干。 【实验】串联电路中总电阻与分电阻的大小关系 探究新知 实验过程 ①将阻值为R=15Ω的一个电阻接在6V的电源上，闭合开关，记录电流表此时的示数。 ②将阻值为R1=5Ω和阻值为R2=10Ω的电阻串联在5V的电源上，闭合开关，记录电流表此时的示数。 S A R=15Ω U=6V I=0.4A S R2=10Ω R1=5Ω A I=0.4A U=6V 探究新知 分析论证 连接方式 电源电压 电流表示数 R1和R2串联 6V 0.4A 只接入电阻R 6V 0.4A 电路总电阻 R1和R2串联时，根据欧姆定律可得：U1=IR1 U2=IR2 U=IR 根据串联电路电流电压可得： U=U1+ U2　，I=I1=I2 可得： R=R1+R2 15Ω 15Ω 串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。 15Ω 15Ω 探究新知 R1=5Ω 等效电阻 R2=10Ω R=15Ω 电阻串联后相当于增大了导体的长度，所以 串联电路的等效电阻大于各部分电阻。 想想议议 几个电阻并联后，总电阻会怎样变化呢？ 变大 等效电阻：几个连接起来的电阻所起的作用，可以用一个电阻来代替，这个电阻就是那些电阻的等效电阻。 探究新知 【学习任务一】电阻的串联 将两只滑动变阻器串接起来，如图所示，把a、b接入电路后，要使两只变阻器的总电阻最大，则滑片P1、P2的位置（　　） A．P1放在最左端，P2放在最右端 B．P1放在最右端，P2放在最左端 C．P1放在最右端，P2放在最右端 D．P1放在最左端，P2放在最左端 A 由图可知，两滑动变阻器串联；根据题意可知，要使这两只变阻器接入电路中的总电阻最大，必须让每个变阻器的电阻丝都全部接入电路； 对于左边的变阻器，滑片右边的电阻丝接入电路，应该把滑片P1移到最左端；对于右边的变阻器，也是滑片左边的电阻丝接入电路，应该把滑片P2移到最右端，故A符合题意，BCD不符合题意。故选：A。 探究新知 根据串联电路的电流与电压特点，你能推论出用电器之间的电压关系吗？ 根据串联电路电流特点可得：I1=I2 由欧姆定律可得：U1=I1R1 U2=I2R2 则： = __ U2 U1 __ R2 R1 串联电路中各电阻两端的电压与它们电阻的大小成正比。 串联电路的分压原理 探究新知 【学习任务二】欧姆定律在串联电路中的运用 若电阻R甲：R乙=1：3，将它们串联后接入电路中，甲电阻两端的电压是2伏，那么这个串联电路两端的总电压是（　　） A．2V 　　　　　　　B．4V 　　　　　　C．6V 　　　　D．8V D 解：根据串联电路各处的电流都相等，由欧姆定律有： 甲电阻两端的电压U甲=2V，则乙电阻两端的电压： 根据串联电路的电压规律，电源电压：U=U甲+U乙=2V+6V=8V， 故ABC错误，只有D正确。故选：D。 课堂导入 欧姆定律在并联电路中的应用 1. 计算并联电路中的电流 并联电路中干路电流等于各支路两端电压除以本支路电阻的和。 根据并联电路电压特点可知，定值电阻R1和R2 两端的电压相等 U1=U2，电源电压为U，则 U=U1=U2 由于并联电路干路电流等于各支路电流之和，则 + R2 I I1 I2 U U1 U2 R1 课堂导入 【例3】如图，电阻R1 、R2并联接入电路中。已知：R1＝10Ω，R2＝40Ω ,电源两端电压为12V。开关S闭合后，求：通过电阻R1的电流I1和电路的总电流I。 解： U=12V R1＝10Ω R2＝40Ω S 根据并联电路电压的特点，可得 U1=U2=U=12V 由欧姆定律得，通过R1的电流I1和R2的电流I2 I=I1+I2=1.2A+0.3A=1.5A 由并联电路电流特点可得，电路的总电流I 答： 通过电阻R1的电流I1为0.2A和电路的总电流I为1.5A。 A A 课堂导入 2. 计算并联电路中的某电阻阻值 【例4】如图所示，一个电阻R1为10Ω ，开关S1闭合、S2断升时，电流表的示数为1.2A, 再把S2 闭合后，电流表的示数变为l.5A 。 （1）开关 S1闭合、S2断开时，电阻R1两端的电压是多少？ （2）另一个电阻器的电阻R2是多少？ R1 R2 S1 课堂导入 解： （1）开关 S1闭合、S2断开时，电流表的示数等于通过电阻R1电流I1。 由欧姆定律可得，此时电阻电阻R1两端的电压为 U1=l1R1＝1.2A×10Ω=12V （2）当两个开关闭合时，两个电阻器是并联的，它们两端的电压相等即 U2＝U1＝12V 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R2的电流为 I2=I-I1=1.5A-l.2A= 0.3A 由欧姆定律可得，电阻R2的阻值为 40Ω 课堂导入 3.并联电路中总电阻和分电阻的关系 R2 I I1 I2 U U1 U2 R1 由欧姆定律知 由并联电路中电流和电压特点知 I=I1+I2 ，U=U1=U2 可得 并联电路总电阻的倒数，等于各并联电阻的倒数之和。 __ __ 1 R1 = __ 1 R总 1 R2 + = R总 R1R2 ________ R1+R2 课堂导入 电阻并联后相当于增大了导体的横截面积，所以 并联电路中的等效电阻小于各并联电阻。 等效电阻 R1 R2 40Ω 10Ω R 8Ω 想想议议 几个电阻并联后，总电阻会怎样变化呢？ 变小 探究新知 【学习任务三】电阻的并联 一位同学在做实验时，需要阻值为20Ω的电阻一个，但手边只有10Ω和5Ω的电阻各2个，下列做法符合题意的是（　　） A．将两个10Ω的电阻串联起来 B．将两个5Ω的电阻串联起来 C．将一个10Ω和一个5Ω的电阻串联起来 D．将一个10Ω和一个5Ω的电阻并联起来 A ABC．串联电路中总电阻的阻值为所有电阻之和，所以：将两个10Ω的电阻串联起来，总电阻为20Ω， 将两个5Ω的电阻串联起来，总电阻为10Ω，将一个10Ω和一个5Ω的电阻串联起来总电阻为15Ω，故A正确，C不正确； D．将一个10Ω和一个5Ω的电阻并联起来，则总电阻为　　　　　　　　　　，故D不正确。 故选：A。 探究新知 根据并联电路电流与电压特点，你能推论出支路电流与干路电流的关系吗？ 根据并联电路电压特点知，各支路两端的　 电压相等，即U1=U2 由欧姆定律可得：U1=I1R1 U2=I2R2 则：I1R1=I2R2 并联电路中，各支路的电流与支路电阻的大小成反比。 并联电路的分流特点 __ __ R1 R2 = I1 I2 探究新知 【学习任务四】欧姆定律在并联电路中的运用 两个定值电阻的阻值之比为R1：R2=2：3，将它们并联接在同一电源上，通过的电流之比为________，它们两端的电压之比为________ 。 3：2 解：两个定值电阻的阻值之比为R1：R2=2：3，若将它们并联接在同一电源上时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以它们两端的电压之比为1：1，由欧姆定律可得通过两定值电阻的电流之比 故答案为：3：2；1：1； 1：1 探究新知 电路的动态分析 【例5】如图所示电路中，电源两端电压的电压不变，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动的过程中（　　） A．电流表、电压表的示数都减小 B．电流表、电压表的示数都增大 C．电流表的示数增大、电压表的示数减小 D．电流表的示数减小、电压表的示数增大 由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端的电压，电流表测电路中的电流；当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中，接入电路的电阻变大，电路的总电阻变大；根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小； 根据U=IR可知，R1两端的电压变小，即电压表示数变小。故选：A。 A 探究新知 【学习任务五】动态电路的分析 如图所示是一种自动测定油箱内油量多少的示意图，R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表（由电流表改装而成）指针所指的刻度，就能知道油箱内油量的多少，则下列说法正确的是（　　） A．油量减少，R减少，油量表指针偏转变小 B．油量减少，R增大，油量表指针偏转变大 C．油量增加，R减少，油量表指针偏转变大 D．油量增加，R增大，油量表指针偏转变小 C 探究新知 解：由电路图可知，R与R′串联，油量表串联在电路中， 当油量增加时，浮标上移，滑片下移，R连入电路的电阻减小，电路中的总电阻减小，故D错误； 由　　可知，电路中的电流变大，则油量表的指针偏转变大，故C正确； 同理，当油量减少时，浮标下移，滑片上移，R增大，油量表的指针偏转变小，故AB错误。 故选：C。 探究新知 欧姆定律在串、并联电路中的应用的基本思路 串、并联电路中的电流关系、电压关系，描述的是不同研究对象之间的相互联系。 公式中的三个量是不是这个研究对象的！ 1. 欧姆定律公式中的电压、电流、电阻是对同一个研究对象而言的，因此在应用欧姆定律解决问题的时候，必须明确： 探究新知 2. 在解决串、并联电路的问题时，可先选择某个导体为研究对象，根据欧姆定律求解通过它的电流或它两端的电压， 再通过该导体与其他导体的串、并联关系求得题目的答案。 3. 也可先通过两导体串、并联关系求得通过某一个导体的电流或它两端电压，再以该导体为研究对象，用欧姆定律求解答案 。 课堂小结 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 动态电路分析 并联电路中的等效电阻小于各并联电阻。 串联电路中的等效电阻大于各串联电阻。 1.路总电阻的变化范围为（　　） A．30～80Ω B．0～80Ω C．0～50Ω 　　　 D．0～30Ω 课堂练习 A 解：滑动变阻器上标有“1.5A 50Ω”，即表示这个滑动变阻器的电阻变化范围是0～50Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，当它与一个阻值为30Ω的电阻串联接入电路时，整个电路中总电阻的变化范围为30Ω～80Ω。故选：A。 点评：对于滑动变阻器，要知道它的铭牌的电阻和电流的含义，结合串联求出整个电路中电阻大小。 2.（2017秋•青羊区校级期中）对如图的电路图分析正确的是（　　） A．L1与L2并联，A测量L2的电流 B．L1与L2并联，V1与V2的示数应该相等 C．L1与L2串联，V1测量电源电压 D．L1与L2串联，V1与V2的示数之和等于电源电压 C 课堂练习 课堂练习 解：因电流表的内阻很小在电路中相当于导线、电压表的内阻很大在电路中相当于断路，所以，电流从电源的正极出发时，依次经开关、电流表、灯泡L2、灯泡L1回到电源的负极，即电流只有一条路径，即为串联，故AB不正确； 电流表串联在电路中测电路中的电流，电压表V1并联在电源的两端测电源的电压，电压表V2并联在L2两端测L2两端的电压，故C正确； 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，两电压表的示数之和不等于电源的电压，故D不正确。 故选：C。 点评：本题考查了串并联电路的辨别和串联电压特点的应用，知道电压表和电流表在电路中的电阻特点是关键。 3.（2024秋•邛崃市校级期末）很多小区安装了具备人脸识别功能的门禁系统。若人脸识别成功，开关S1自动闭合，电动机启动打开门；若人脸识别不成功，则需要人工按动开关S2，才能控制电动机打开门。在如图所示的四个电路中，能正确模拟此类门禁系统内部控制电路的是（　　） B 课堂练习 解：根据题意，若人脸识别成功，开关S1自动闭合，电动机启动打开门；若人脸识别不成功，则需要人工按动开关S2，才能控制电动机打开门，则两个开关单独都能打开大门，即两开关并联后再与电动机串联（串联在电路的R起到保护电路的作用），只有B正确。故选：B。 点评：本题结合生活实际考查根据要求设计电路图，关键是确定两开关的连接方式。 4. （2025•成都模拟）如图是电阻甲和乙的U-I图像.小明根据图像信息做出的判断，正确的是（　　） A．当甲两端电压为0.5 V时，通过它的 电流为0.3A B．当乙两端电压为2.5V时，其电阻为 10Ω C．将甲和乙串联，若电流为0.3A，则甲、乙两端的电压之和为2V D．将甲和乙并联，若电压为1V，则它们的干路电流为0.4 A 课堂练习 C 课堂练习 点评：本题考查串并联电路的特点和欧姆定律的应用，是一道综合题。 解：A、从图中可知，当甲两端的电压为0.5V时，通过它的电流为0.1A，故A错误； B、由图像可知，当乙两端电压为2.5V时，通过乙的电流约为0.5A，由欧姆定律可得，乙的电阻 　　　　　　　　，故B错误； C、将甲和乙串联，若电流为0.3A时，则通过两电阻的电流均为0.3A，从图中可知，此时甲的两端电压为U′甲=1.5V，乙的两端电压为U′乙=0.5V，由串联电路的电压特点得出它们两端电压为U=U′甲+U′乙=1.5V+0.5V=2V，故C正确； D、若甲和乙并联，若电压为1V时，则两电阻的两端电压均为1V，从图中可知，此时通过甲的电流为I′甲=0.2A，通过乙的电流为I′乙=0.4A，由并联电路的电流特点得出干路电流为 I=I′甲+I′乙=0.2A+0.4A=0.6A，故D错误。故选C。 布置作业 1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。 2.拓展性作业： 　　为了防止酒驾事故的出现，酒精检测仪被广泛应用， 查阅资料了解交警使用的酒精检测仪，画出内部电路等效电路图，并分析它的工作原理。 酒精气体浓度变大 气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的增大而减小 S R2 R1 A 气敏电阻 报警 R2 R总 I= U _____ R I总 谢谢聆听 谢谢聆听 $$