17.4 欧姆定律在串、并联电路中的应用 课件- 2025-2026学年人教版物理九年级全一册

第十七章——欧姆定律 第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用 乔治西蒙欧姆 （1789-1854） 德国物理学家 发现欧姆定律 核心素养目标 科学态度与责任：严谨的科学态度，养成规范使用电表、记录数据的习惯，培养安全意识与责任意识，联系实际应用。 科学探究：理解“等效替代法”测量总电阻的实验设计思想，通过实验探究总电阻与分电阻的定量关系，验证公式的普适性。 科学思维：模型构建与推理能力，通过动态电路分析，推断电流、电压的变化规律，定量计算能力，规范解题步骤。 物理观念：理解串联电路总电阻公式：R总 = R1 + R2 + …，明确串联增大总电阻的物理本质；理解并联电路总电阻公式：1/R总 = 1/R1 + 1/R2，理解并联减小总电阻的原因；利用欧姆定律进行串并联电路中电流、电压、电阻分析计算。 问题 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? 先来回顾一下欧姆定律和串、并联电路中电流和电压的规律 新课导入 欧姆定律的内容是什么？ 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。 欧姆定律的表达式： 串联电路中的电流、电压规律 串联电路中电流处处相等 I=I1=I2=…=In 串联电路中电源电压等于各用电器两端的电压之和 U=U1+U2+…+Un 并联电路中的电流、电压规律 并联电路中干路电流等于各支路电流之和 I=I1+I2+…+In 并联电路中各支路两端电压相等，等于电源电压 U=U1=U2=…=Un 新课导入 为开展科技活动，某同学设计了一个用开关S2控制电阻为R1的电阻器两端电压的工作电路，如图17.4-1所示，电源电压为18V。此外，利用实验测得通过电阻为R1的电阻器的电流与其两端电压的关系如图17.4-2所示。 图17.4-1 例题1的电路图 图17.4-2 U-I图像 欧姆定律在串联电路中的应用1 例题1 (1)电阻R1是多少? 解：（1）R1两端的电压U'为19V时，通过它的电流I'为0.95A。 (2)闭合开关S1，要使开关S2断开时电阻为R1的电阻器两端的电压变为16V，另一个电阻器的电阻R2应为多少? 图17.4-2 U-I图像 图17.4-1 例题1的电路图 S2断开后，R1的电阻器两端的电压U1为16V。根据欧姆定律，此时通过R1的电流 由于S2断开时,电阻R1和电阻R2串联，因此R2两端的电压 通过电阻R2的电流 由欧姆定律得 欧姆定律在串联电路中的应用1 思考是否还有其他解法？ 能否先求出总电阻，然后再利用已知的R1，求出R2 U1 U2 U I1 I2 R1 R2 I 串联电路的总电阻等于各串联电阻之和（R总＝R1＋R2+…＋Rn） 电阻串联相当于增加了电阻的长度，串联电路的总电阻比任何一个电阻的阻值都大。（n个相同的电阻串联，总电阻R总=nR） 串联电路的电阻规律 + = （越串越大） 相当于增加了导体的长度 欧姆定律在串联电路中的应用1 总结： 特点： 串联电路的分压规律 U1 U2 U I1 I2 R1 R2 I 串联分压，电压之比等于电阻之比（阻大压大，阻变大压变大）。 ①电阻越大，分得的电压越多。 ②电阻增大，其两端的电压也增大。 （总电压分给各个用电器） 欧姆定律在串联电路中的应用1 总结： （1）R总＝R1＋R2+…＋Rn 即串联总电阻等于各串联电阻之和。 （2）串联总电阻比任何一个分电阻都大，相当于增大了导体的长度。 （3）串联分压 （4）n个阻值为R的电阻串联 R总=nR 串联规律 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)当滑动变阻器接入电路中的电阻R2为50Ω时，通过电阻R1的电流I； (2)当滑动变阻器接入电路的电阻R3为20Ω时，通过电阻R1的电流I'。 P R1 S 例题2 欧姆定律在串联电路中的应用2 解：（1）根据串联电路电流的规律，通过电阻R2的电流和通过电阻R1的电流相等,都等于I。电阻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） 可求得： P R1 S 10Ω 50Ω U=6V 解：（2）同理，可求得R3、R2串联时，电路中的电流 欧姆定律在串联电路中的应用2 20Ω 欧姆定律在并联电路中的应用 如图所示，一个电阻器的电阻R1为10Ω ，开关S1闭合、S2断开时，电流表的示数为1.2A，再把S2闭合后，电流表的示数变为1.5A。 （1）开关S1闭合、S2断开时，电阻为R1的电阻器两端的电压是多少? （2）另一个电阻器的电阻R2是多少? 解：（1）开关S1闭合、S2断开时，电流表的示数等于通过电阻为R1的电阻器的电流I1。由欧姆定律可得此时电阻为R1的电阻器两端的电压 U1 = I1R1 = 1.2 A×10 Ω = 12 V U=？ R1=10Ω I1=1.2A 例题3 （2）由于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闭合后通过电阻为R2的电阻器的电流 I2 = I－I1 = 1.5 A－1.2 A = 0.3 A U2 I2 12 V 0.3 A R2 = = = 40 Ω U=12V R1=10Ω I1=1.2A I=1.5A 由欧姆定律可得 欧姆定律在并联电路中的应用 并联电路的电阻规律 总结：并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。 I1 I2 R1 R2 I 特点：电阻并联相当于增加了电阻的横截面积，并联电路的总电阻比任何一个电阻的阻值都小。（n个相同的电阻并联，总电阻R总=R/n） R总 = R1R2 R1+R2 这相当于增加了导体的横截面积 （越并越小） 欧姆定律在并联电路中的应用 并联分流：在并联电路中，电流与电阻成反比 并联电路的分流规律 总结： I1 I2 R1 R2 I （阻大流小） （总电流分给各支路） 欧姆定律在并联电路中的应用 （1）并联总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。 （2）并联总电阻比任何一个分电阻都小，相当于增大了导体的横截面积。 （3）并联分流 （4）n个阻值为R的电阻并联 并联的电阻越小，分得的电流越多；当电阻小到可以忽略时，便出现了短接。 并联规律 电路中的总电阻（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。 1.把电阻分别为5Ω、15Ω的两个电阻器和一个电流表串联起来，接在电源上。电流表的示数是0.3A，电源的电压是多少？ 解：电源的电压U＝U1＋U2＝IR1＋IR2＝0.3A×5Ω＋0.3A×15Ω＝6V 答：电源的电压为6V。 练习与应用 或U＝IR总=I（R1+R2）=0.3A×（5Ω+15Ω）=6V 2.把电阻分别为R1与R2的两个电阻器并联后接入电路，两端所加的电压为24V。如果R1为80Ω，通过电阻为R2的电阻器的电流为0.2 A，电路中的总电流是多少？电阻R2是多少？ 解 练习与应用 3.有一个电阻是40Ω的电阻器，允许通过的最大电流是0.2A。若将它接在20V的电源上，它能正常工作吗？为使它正常工作，应串联一个电阻是多大的电阻器？ 解 练习与应用 3.如何用一个电流表和一个已知电阻的电阻器来测量某个电阻器的电阻？某同学设计了如图所示的电路。实验时，已知R1为40Ω。闭合开关S、断开S1时电压表的示数是2.0V，闭合S1时电压表的示数是2.8V。整个实验过程中，电源的电压不变，求待测电阻器的电阻R2。 解：由电路图可知，开关S、S1 闭合时，电压表测电源的电压，则电源的电压U＝2.8V，当开关S闭合、S1断开时，两个电阻器串联，电压表测电阻为R1的电阻器两端的电压U1=2V，所以电阻为R2的电阻器两端的电压U2＝U－U1＝2.8V－2.0V＝0.8V，因为串联电路中各处的电流相等，所以电路中的电流 则电阻 练习与应用 （1）电源电压U=3V，电阻R1=1Ω，R2=2Ω，则U1=___V，U2=___V。 1 2 （2）电源电压U=27V，电阻R1=1Ω，R2=2Ω，则U1=___V，U2=____V。 9 18 （3）电源电压U=27V，电阻R1=2Ω，R2=4Ω，则U1=___V，U2=____V。 9 18 （4）电源电压U=27V，电压U1=18V，R1=2Ω，则U2=___V，R2=___Ω。 9 1 （5）电源电压U=27V，电压U2=9V，R2=1Ω，则U1=____V，R1=___Ω。 18 2 （6）电源电压U=27V，电压U1=18V，R2=6Ω，则U2=___V，R1=____Ω。 9 12 （7）电源电压U=27V，电压U2=9V，R1=6Ω，则U1=____V，R2=___Ω。 18 3 课堂拓展练习 串联分压 （1）干路电流I=3A，电阻R1=1Ω，R2=2Ω，则I1=___A，I2=___A。 2 1 （2）干路电流I=27A，电阻R1=1Ω，R2=2Ω，则I1=____A，I2=___A。 18 9 （3）干路电流I=27A，电阻R1=2Ω，R2=4Ω，则I=____A，I2=___A。 18 9 （4）干路电流I=27A，电流I1=18A，R1=2Ω，则I2=___A，R2=___Ω。 9 4 （5）干路电流I=27A，电流I2=9A，R1=1Ω，则I1=____A，R2=___Ω。 18 2 （6）干路电流I=27A，电流I1=18A，R2=6Ω，则I2=___A，R1=___Ω。 9 3 （7）干路电流I=27A，电流I2=9A，R1=6Ω，则I1=____A，R2=____Ω。 18 12 并联分流 课堂拓展练习 Lavf60.16.100 Lavf60.16.100 $