第4节 电阻的串联和并联 (导学案)物理沪科版(五四学制)2024九年级上册
2025-11-24
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪科版(五四学制)九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第4节 电阻的串联和并联 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.27 MB |
| 发布时间 | 2025-11-24 |
| 更新时间 | 2025-11-10 |
| 作者 | 001520 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-11-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54798970.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第4节 电阻的串联和并联 (导学案)
【学习目标】
1.掌握串联电路中电阻特点;理解串联电路分压规律。
2.掌握并联电路中电阻特点;理解并联电路分流规律。
【学习重点】
1.串、并联电路中欧姆定律的应用。
2.根据串、并联电路图总结串、并联电路的电流、电压、电阻特点,正确利用欧姆定律进行计算。
【学习难点】
利用串、并联电路中的电阻规律解答简单的电路问题。
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
1.串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和,公式:R=R1+R2 。
2.串联电路的总电阻大于其中任何一个分电阻,电阻串联相当于增加了导体的长度。
3.串联分压: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,即 。
3.并联电路等效电阻的倒数,等于各并联电阻的倒数之和,公式: 。
4.并联电路的总电阻小于其中任何一个分电阻,电阻并联相当于增加了导体的横截面积。
6.并联分流: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 。
【课堂探究】
探究一 两个电阻串联的效果如何
1.电阻的串联
(1)串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和,公式:R=R1+R2 。
(2)n个阻值均为R的电阻串联后的总电阻为nR。
(3)电阻串联相当于增大了导体的长度,故总电阻大于任何一个分电阻。
(4)串联分压: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,即 。
2.探究:串联电阻的特点
【思考】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?
【学生实验】探究串联电阻的特点
实验器材:三个阻值不同的定值电阻(5Ω、15Ω、20Ω)、电源、电流表、开关、导线
实验步骤: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。
实验电路图:
实验结论: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。
【归纳总结】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。
3.欧姆定律在串联电路中的应用
(1)利用欧姆定律及其推导公式,结合串联电路电流、电压的特点,进行数学推导,探究串联电路中电阻的规律。
如图所示,因为R1和R2串联,因此通过它们的电流相同,设R1两端电压为U1,R2两端电压为U2,则有:
I=I1=I2,U=U1+U2,U1=I1R1,U2=I2R2,U=IR,综合以上推导,有:IR=I1R1+I2R2,
因此可以得到串联电路总电阻和分电阻的关系:R=R1+R2。
【归纳总结】①串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和,即R=R1+R2+……+Rn。
②串联电路的总电阻大于其中任何一个分电阻,电阻串联相当于增加了导体的长度。
(2) 串联分压
【思考】串联电路中电压与电阻有什么比例关系?
【教师讲授】串联电路中,根据欧姆定律可得:,又因为,所以,即。
结论: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。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。
【例题1】修理电器的师傅急需一个5Ω的电阻,而他手头上只有2Ω、3Ω、4Ω和10Ω的电阻若干个,利用这些电阻,如何获得一个5Ω的电阻,你给师傅的建议是 。(写出一条即可)
【答案】将2Ω、3Ω两个电阻串联
【解析】解:根据串联电路的总电阻等于各电阻之和,将2Ω、3Ω两个电阻串联等于2Ω+3Ω=5Ω。
故答案为:将2Ω、3Ω两个电阻串联。
【例题2】将两电阻串联接入电路,电阻R1两端的电压是总电压的,则R1与R2的阻值之比为( )
A.(n+1):1 B.(n﹣1):1 C.1:(n+1) D.1:(n﹣1)
【答案】D
【解析】解:将两电阻串联接入电路,电阻R1两端的电压是总电压的,则电阻R2两端的电压是总电压的,两电阻串联时通过它们的电流相等,它们两端的电压之比等于电阻之比,所以R1:R21:(n﹣1)。
【例题3】平平为探究串联电路中总电阻与分电阻的关系,做了如下实验:
实验步骤:
①按方案连接电路,闭合开关,用电流表测出电路中的电流,并记录;
②用电压表分别测出R1、R2两端电压和R1、R2两端的总电压,并记录;
电流/A
电压/V
电阻/Ω
R1
0.2
2
R2
0.2
4
R总
0.2
1.2
(1)请你用笔画线代替导线,将电流表接入如图电路中。
(2)在数据处理时,有同学发现上表中的一个数据有误,错误的数据是 ,错误的原因是 。
(3)更换不同阻值的定值电阻多次测量,根据所测的数据分别计算R1、R2和R总的值。更换不同阻值的定值电阻多次测量的目的是 。
(4)通过多次实验得出结论:在串联电路中,总电阻等于各串联电阻的阻值 。
【答案】(1);
(2)1.2;读错了量程;(3)排除数据的偶然性,使结论更具有普遍性;(4)之和。
【解析】解:(1)电流表应串联在电路中,使电流从电流表的正接线柱流入、负接线柱流出,由表中电流大小可知电流表所选量程为0~0.6A,电路连接如图所示;
(2)根据串联电路的电压规律可知,R1和R2两端的总电压应为6V,即电压表所选量程为0~15V,而表中数据为1.2V,所以该读数错误,原因是读错了量程;
(3)本实验是探究串联电路中总电阻与分电阻的关系,更换不同阻值的定值电阻多次测量的目的是排除数据的偶然性,使结论更具有普遍性。
(4)下通过分析实验数据,得到的结论是:串联电阻的总电阻等于各串联电阻的阻值之和。
探究二 并联电路的等效电阻与各电阻之间有何关系
1.电阻的并联
(1) 并联电路等效电阻的倒数,等于各并联电阻的倒数之和,公式: ,即R=。
(2) R1和R2并联后的总电阻R= 。
(3)n个阻值均为R的电阻串联后的总电阻为 。
(4)电阻并联相当于增大了导体的横截面积,故总电阻小于任何一个分电阻。
(5)并联分流: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 。
2.探究:并联电阻的特点
【思考】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?
【学生实验】探究并联电阻的特点
实验器材:三个阻值不同的定值电阻(4Ω、5Ω、20Ω)、电源、电流表、开关、导线
实验步骤:分别将不同阻值的电阻R接入原电路,替换并联连接的电阻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。
实验电路图:
【归纳总结】并联电路的总电阻和它的分电阻也存在这种“等效替代”的关系。并联电路中,R与R1、R2的关系是:。
3.欧姆定律在并联电路中的应用
利用欧姆定律及其推导公式,结合并联电路电流、电压的特点,进行数学推导,探究并联电路中电阻的规律。
如图所示,因为R1和R2并联,因此它们两端的电压相同且等于电源电压,设通过R1的电流为I1,通过R2的电流为I2,则有:I=I1+I2,U=U1=U2,I1=,I2=,I=,综合以上推导,有:=+,即=+,R=。
【归纳总结】①并联电路等效电阻的倒数,等于各并联电阻的倒数之和,即=++……+。
②并联电路的总电阻小于其中任何一个分电阻,电阻并联相当于增加了导体的横截面积。
(2)并联分流
【思考】并联电路中电流与电阻有什么比例关系?
【教师讲授】并联电路中,根据欧姆定律可得:,又因为,所以,即。
结论: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。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,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)。
【例题4】两导体电阻R1=10Ω,R2=1Ω,并联后的总电阻( )
A.大于10Ω B.小于1Ω
C.在1Ω与10Ω之间 D.无法确定
【答案】B
【解析】解:电阻并联,相当于增大了横截面积,电阻越并越小,小于任一个电阻,故并联电阻一定小于1Ω。
【例题5】引入“等效电阻”概念时运用的科学方法是 (选填“等效替代”或“控制变量”)法。阻值为10Ω和40Ω的两个电阻并联在电路中,其总电阻为 Ω。
【答案】等效替代;8。
【解析】解(1)研究多个电阻组成的电路中,采取的是多个电阻组成的电路与一个电阻对电路产生的效果相同时,从而引入“总电阻”概念的;这种方法就是“等效替代法”;
(2)阻值为10Ω和40Ω的两个电阻并联在电路中,则有:,化简可得,R=8Ω。
【例题6】明代《读书录》称“节俭”是“人之美德”。教室的灯和电脑显示屏可以独立工作,构成 联电路;不需要使用灯和显示屏时,应及时断开,这样该教室电路的总电阻将变 。
【答案】并;大。
【解析】解:(1)教室的灯和电脑显示屏可以独立工作,互不影响,构成并联电路;
(2)并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,即电阻越并越小、小于任何一个分电阻,当断开灯和显示屏时,电路中的总电阻变大。
【精讲点拨】
1.伏安法测电阻的实验原理为 。
2.伏安法测定值电阻的电路图: 。
3.伏安法测定值电阻的阻值实验,多次实验的目的是:求平均值,减小误差。
4.伏安法测小灯泡电阻的电路图:。
5.伏安法测小灯泡的电阻实验,多次实验的目的是:寻找普遍规律,避免偶然性。
【归纳整理】 第4节 电阻的串联和并联
【课堂练习】
1.现有两个电阻R1、R2,且R1>R2,如图中电路总电阻值最大的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】解:A.两个电阻串联,根据串联电路电阻特点,总电阻最大,故A符合题意;
B.两个电阻并联,根据并联电路电阻特点,总电阻最小,故B不符合题意;
CD.是单独一个电阻R1或R2接入电路,不是最小值,也不是最大值,故CD不符合题意。
2.a、b为两段材料、长度均相同,但横截面积不同的电阻丝。将它们按如图所示串联在电路中,则下列选项正确的是( )
A.电阻丝a的阻值较大
B.电阻丝a两端的电压较大
C.流过电阻丝a的电流较大
D.两电阻丝串联后,总阻值变大
【答案】D
【解析】解:A、a、b为两段材料、长度均相同,b的横截面积小于a的横截面积,所以b的电阻大于a的电阻,故A错误;
BC、由图知,a、b为两段电阻丝是串联的,所以通过两电阻丝的电流相等,由欧姆定律知U=IR,b电阻丝两端电压大,故BC错误;
D、电阻串联后,等于各电阻之和,故两电阻丝串联后,总阻值变大,故D正确。
3.有一根粗细均匀、阻值为3R的电阻线,现将它首尾相连绕制成一个等边三角形电阻,如图所示。若把A、B两点分别接入电路中的M、N两端,则MN间的电阻为( )
A.R B. C. D.3R
【答案】B
【解析】解:已知电阻线的粗细均匀,总电阻为3R,则制成一个等边三角形电阻后,RAB=RBC=RAC=R,若把A、B两点分别接入电路中的M、N两端,则电路为RBC与RAC串联后再与RAB并联,
由电阻的串、并联等效电阻的计算方法可知,MN间的电阻为:,即:,解得:RMN,故B正确、ACD错误。
4.如图所示的是四根高压输电线上的一个装置,这个装置是导体,能将四根导线并联起来,从而 (选填“增大”或“减小”)导线的电阻,以达到减少输电线上电能损失的目的。
【答案】减小。
【解析】解:将四根导线并联起来,增大了导线的横截面积,其他条件相同时,横截面积越大电阻越小,所以使输电导线电阻变小,输电损失的电能减小。
5.如图为电阻R1、R2的I﹣U关系图线分别为a、b,它们把第一象限分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,串联后总电阻位于区域 , 并联后总电阻位于区域 。 (均选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)
【答案】Ⅲ;Ⅰ。
【解析】I﹣U关系图线的斜率表示电阻的大小,两个电阻串联后,总电阻等于两个电阻之和,即总电阻大于任何一个分电阻,所以,串联后总电阻的图象在区域Ⅲ内。两个电阻并联后,总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和,即总电阻小于任何一个分电阻,所以,并联后总电阻的图象在区域Ⅰ内。
6.如图为某品牌电火锅简化电路图,该电火锅可以通过控制开关实现高、中、低三挡加热,R1、R2是电热丝,当S1断开,S2接a时,R1与R2 联;当S1闭合,S2接b时,电路总电阻 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】串;变小。
【解析】由电路图可知,当S1断开,S2接a时,R1与R2串联在电路中。
当S1闭合,S2接b时,R1与R2并联,电阻并联,相当于增大了导体的横截面积,所以电阻并联时总电阻变小。
7.在“探究串并联电路中的电流、电压规律”实验中,小聪对连接在同一个电路中的两个正在发光的灯泡进行了测量,用电压表测得两个灯泡两端电压分别为U1=3V、U2=3V,用电流表测得通过两个灯泡的电流分别为I1=0.3A,I2=0.2A,据此可计算出这两个灯泡的“总”电阻为 Ω。
【答案】6。
【解析】解:由题可知,两个灯泡两端电压相等,通过它们的电流不相等,所以两灯泡并联,
由并联电路的电压和电流特点可得,两个灯泡的“总”电阻为:。
8.一个半圆形的薄电阻片,如图(a)所示夹在两导体板之间时,测得电阻值为R,则如图(b)夹在两导体板之间时测得的电阻为 。
【答案】4R。
【解析】解:设一个工圆薄金属片的电阻为R0,图a为两个工圆薄金属片并联,R1R0=R,而图b为两个工圆薄金属片串联,R2=2R0=4R。
9.证明串联电路总电阻等于各部分电阻之和:R总=R1+R2。
【解析】证明:因为,串联电路电流处处相等,为I,
所以总电压U=IR,R1两端电压U1=IR1,R2两端电压U2=IR2,
因为U=U1+U2,即:IR=IR1+IR2,所以R=R1+R2。
10.运用并联电路电压、电流的特点和欧姆定律相关知识,请推导:R1和R2并联时的总电阻R的倒数等于R1和R2的倒数之和。
【解析】证明:(1)并联电路中各支路两端的电压相等,即U=U1=U2,
根据欧姆定律可得,I1,I2,I
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
I=I1+I2,即,故。
11.如右图所示电路中,R1=10Ω,当开关S闭合时,电流表示数为0.2A,电压表示数为6V。求:
(1)电阻R1两端电压;
(2)电源电压;
(3)R2的阻值;
(4)电路的总电阻。
【解析】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中电流。
(1)由串联电路的电流特点可知,I=I1=I2=0.2A,由I可得,
R1两端的电压:U1=I1R1=0.2A×10Ω=2V;
(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压:U=U1+U2=2V+6V=8V;
(3)由I可得,R2的阻值:R230Ω。
(4)因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路的总电阻:R=R1+R2=10Ω+30Ω=40Ω。
答:(1)电阻R1两端的电压为2V;
(2)电源电压为8V;
(3)R2的阻值为30Ω;
(4)电路的总电阻为40Ω。
【课后反思】
本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
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第4节 电阻的串联和并联 (导学案)
【学习目标】
1.掌握串联电路中电阻特点;理解串联电路分压规律。
2.掌握并联电路中电阻特点;理解并联电路分流规律。
【学习重点】
1.串、并联电路中欧姆定律的应用。
2.根据串、并联电路图总结串、并联电路的电流、电压、电阻特点,正确利用欧姆定律进行计算。
【学习难点】
利用串、并联电路中的电阻规律解答简单的电路问题。
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
1.串联电路的等效电阻等于各串联电阻 ,公式: 。
2.串联电路的总电阻 其中任何一个分电阻,电阻串联相当于增加了导体的 。
3.串联分压:当电阻R1和R2串联时,R1和R2两端的电压与其电阻大小成 ,即 。
3.并联电路等效电阻的倒数,等于各并联电阻的倒数 ,公式: 。
4.并联电路的总电阻 其中任何一个分电阻,电阻并联相当于增加了导体的 。
6.并联分流: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 ,即 。
【课堂探究】
探究一 两个电阻串联的效果如何
1.电阻的串联
(1)串联电路的等效电阻等于各串联电阻 ,公式: 。
(2)n个阻值均为R的电阻串联后的总电阻为 。
(3)电阻串联相当于增大了导体的 ,故总电阻 任何一个分电阻。
(4)串联分压:当电阻R1和R2串联时,R1和R2两端的电压与其电阻大小成 ,即 。
2.探究:串联电阻的特点
【思考】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?
【学生实验】探究串联电阻的特点
实验器材:三个阻值不同的定值电阻(5Ω、15Ω、20Ω)、电源、电流表、开关、导线
实验步骤: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。
实验电路图:
实验结论: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。
【归纳总结】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。
3.欧姆定律在串联电路中的应用
(1)利用欧姆定律及其推导公式,结合串联电路电流、电压的特点,进行数学推导,探究串联电路中电阻的规律。
如图所示,因为R1和R2串联,因此通过它们的电流相同,设R1两端电压为U1,R2两端电压为U2,则有:
I=I1=I2,U=U1+U2,U1=I1R1,U2=I2R2,U=IR,综合以上推导,有:IR=I1R1+I2R2,
因此可以得到串联电路总电阻和分电阻的关系:R=R1+R2。
【归纳总结】①串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和,即R=R1+R2+……+Rn。
②串联电路的总电阻大于其中任何一个分电阻,电阻串联相当于增加了导体的长度。
(2) 串联分压
【思考】串联电路中电压与电阻有什么比例关系?
【教师讲授】串联电路中,根据欧姆定律可得:,又因为,所以,即。
结论: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。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。
【例题1】修理电器的师傅急需一个5Ω的电阻,而他手头上只有2Ω、3Ω、4Ω和10Ω的电阻若干个,利用这些电阻,如何获得一个5Ω的电阻,你给师傅的建议是 。(写出一条即可)
【例题2】将两电阻串联接入电路,电阻R1两端的电压是总电压的,则R1与R2的阻值之比为( )
A.(n+1):1 B.(n﹣1):1 C.1:(n+1) D.1:(n﹣1)
【例题3】平平为探究串联电路中总电阻与分电阻的关系,做了如下实验:
实验步骤:
①按方案连接电路,闭合开关,用电流表测出电路中的电流,并记录;
②用电压表分别测出R1、R2两端电压和R1、R2两端的总电压,并记录;
电流/A
电压/V
电阻/Ω
R1
0.2
2
R2
0.2
4
R总
0.2
1.2
(1)请你用笔画线代替导线,将电流表接入如图电路中。
(2)在数据处理时,有同学发现上表中的一个数据有误,错误的数据是 ,错误的原因是 。
(3)更换不同阻值的定值电阻多次测量,根据所测的数据分别计算R1、R2和R总的值。更换不同阻值的定值电阻多次测量的目的是 。
(4)通过多次实验得出结论:在串联电路中,总电阻等于各串联电阻的阻值 。
探究二 并联电路的等效电阻与各电阻之间有何关系
1.电阻的并联
(1) 并联电路等效电阻的倒数,等于各并联电阻的倒数 ,公式: ,即 。
(2) R1和R2并联后的总电阻R= 。
(3)n个阻值均为R的电阻串联后的总电阻为 。
(4)电阻并联相当于增大了导体的 ,故总电阻 任何一个分电阻。
(5)并联分流: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 ,即 。
2.探究:并联电阻的特点
【思考】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?
【学生实验】探究并联电阻的特点
实验器材:三个阻值不同的定值电阻(4Ω、5Ω、20Ω)、电源、电流表、开关、导线
实验步骤:分别将不同阻值的电阻R接入原电路,替换并联连接的电阻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。
实验电路图:
【归纳总结】并联电路的总电阻和它的分电阻也存在这种“等效替代”的关系。并联电路中,R与R1、R2的关系是:。
3.欧姆定律在并联电路中的应用
利用欧姆定律及其推导公式,结合并联电路电流、电压的特点,进行数学推导,探究并联电路中电阻的规律。
如图所示,因为R1和R2并联,因此它们两端的电压相同且等于电源电压,设通过R1的电流为I1,通过R2的电流为I2,则有:I=I1+I2,U=U1=U2,I1=,I2=,I=,综合以上推导,有:=+,即=+,R=。
【归纳总结】①并联电路等效电阻的倒数,等于各并联电阻的倒数之和,即=++……+。
②并联电路的总电阻小于其中任何一个分电阻,电阻并联相当于增加了导体的横截面积。
(2)并联分流
【思考】并联电路中电流与电阻有什么比例关系?
【教师讲授】并联电路中,根据欧姆定律可得:,又因为,所以,即。
结论: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。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,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)。
【例题4】两导体电阻R1=10Ω,R2=1Ω,并联后的总电阻( )
A.大于10Ω B.小于1Ω
C.在1Ω与10Ω之间 D.无法确定
【例题5】引入“等效电阻”概念时运用的科学方法是 (选填“等效替代”或“控制变量”)法。阻值为10Ω和40Ω的两个电阻并联在电路中,其总电阻为 Ω。
【例题6】明代《读书录》称“节俭”是“人之美德”。教室的灯和电脑显示屏可以独立工作,构成 联电路;不需要使用灯和显示屏时,应及时断开,这样该教室电路的总电阻将变 。
【精讲点拨】
1.伏安法测电阻的实验原理为 。
2.伏安法测定值电阻的电路图: 。
3.伏安法测定值电阻的阻值实验,多次实验的目的是:求平均值,减小误差。
4.伏安法测小灯泡电阻的电路图:。
5.伏安法测小灯泡的电阻实验,多次实验的目的是:寻找普遍规律,避免偶然性。
【归纳整理】 第4节 电阻的串联和并联
【课堂练习】
1.现有两个电阻R1、R2,且R1>R2,如图中电路总电阻值最大的是( )
A. B. C. D.
2.a、b为两段材料、长度均相同,但横截面积不同的电阻丝。将它们按如图所示串联在电路中,则下列选项正确的是( )
A.电阻丝a的阻值较大
B.电阻丝a两端的电压较大
C.流过电阻丝a的电流较大
D.两电阻丝串联后,总阻值变大
3.有一根粗细均匀、阻值为3R的电阻线,现将它首尾相连绕制成一个等边三角形电阻,如图所示。若把A、B两点分别接入电路中的M、N两端,则MN间的电阻为( )
A.R B. C. D.3R
4.如图所示的是四根高压输电线上的一个装置,这个装置是导体,能将四根导线并联起来,从而 (选填“增大”或“减小”)导线的电阻,以达到减少输电线上电能损失的目的。
5.如图为电阻R1、R2的I﹣U关系图线分别为a、b,它们把第一象限分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,串联后总电阻位于区域 , 并联后总电阻位于区域 。 (均选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)
6.如图为某品牌电火锅简化电路图,该电火锅可以通过控制开关实现高、中、低三挡加热,R1、R2是电热丝,当S1断开,S2接a时,R1与R2 联;当S1闭合,S2接b时,电路总电阻 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
7.在“探究串并联电路中的电流、电压规律”实验中,小聪对连接在同一个电路中的两个正在发光的灯泡进行了测量,用电压表测得两个灯泡两端电压分别为U1=3V、U2=3V,用电流表测得通过两个灯泡的电流分别为I1=0.3A,I2=0.2A,据此可计算出这两个灯泡的“总”电阻为 Ω。
8.一个半圆形的薄电阻片,如图(a)所示夹在两导体板之间时,测得电阻值为R,则如图(b)夹在两导体板之间时测得的电阻为 。
9.证明串联电路总电阻等于各部分电阻之和:R总=R1+R2。
10.运用并联电路电压、电流的特点和欧姆定律相关知识,请推导:R1和R2并联时的总电阻R的倒数等于R1和R2的倒数之和。
11.如右图所示电路中,R1=10Ω,当开关S闭合时,电流表示数为0.2A,电压表示数为6V。求:
(1)电阻R1两端电压;
(2)电源电压;
(3)R2的阻值;
(4)电路的总电阻。
【课后反思】
本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
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