17.4 欧姆定律在串并联电路中的应用（课件，教材配套版）物理新教材人教版九年级全一册

该初中物理课件聚焦欧姆定律在串、并联电路中的应用，通过“如何运用欧姆定律解决串并联电路问题”的导入问题，衔接欧姆定律与串并联电路基本关系，搭建学习支架，帮助学生梳理知识脉络。 其亮点是以核心素养为导向，物理观念上强调明确电路研究对象，科学思维通过等效电路分析和“选择对象→欧姆定律→电路关系”解题流程（如例题1用U-I图像求电阻、例题2分析开关状态）培养模型建构与推理能力，助力学生形成严谨解题习惯，教师可直接用于教学，提升课堂效率。

第十七章 欧姆定律 欧姆定律在串、并联 电路中的应用 第4节 同步教学 研究对象 · 欧姆定律 · 串、并联关系 今天学习第十七章第4节。我们要把已经学过的欧姆定律，与串联、并联电路的电流和电压关系结合起来，解决实际电路问题。[停顿] 要点：① 欧姆定律 ② 串、并联关系 ③ 研究对象 时长：1分钟 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？ 17.4 欧姆定律在串、并联电路中的应用 02 [过渡] 欧姆定律应用广泛，但实际电路常常比较复杂。 [互动] 为什么复杂电路可以先简化为串联、并联电路或它们的组合？今天的核心问题是：怎样把欧姆定律和这些电路关系配合起来？ 要点：① 复杂电路简化 ② 提出核心问题 ③ 建立学习任务 时长：2分钟 四维教学目标 核心素养导向 · 可观察学习表现 物理观念 能依据串、并联电路的电流和电压关系， 结合欧姆定律求解导体的电流、电压和电阻； 明确欧姆定律中的三个量属于同一研究对象。 科学思维 能从复杂电路中识别串联或并联关系， 选择研究对象，运用等效与推理形成 “电路关系—欧姆定律”的解题链条。 科学探究 能从I-U图像和电表示数中提取证据， 分析开关状态改变后的电路结构， 完整表达条件、公式、代入和结论。 科学态度与责任 在计算中规范使用物理量、单位和下标， 坚持研究对象与公式对应，实事求是地 检验结果，形成严谨的电路分析习惯。 17.4 欧姆定律在串、并联电路中的应用 03 [过渡] 明确问题后，我们先看本节课要达到的学习表现。 不仅要会算，还要能明确研究对象、识别电路关系、从图像和电表示数提取条件，并规范表达计算过程。[互动] 请同学们特别关注：每次写欧姆定律时，三个量是否属于同一导体？ 要点：① 物理观念 ② 科学思维 ③ 探究证据与规范表达 时长：2分钟 例题1：串联电路中的应用 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18 V。已知通过 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。 （1）电阻R₁是多少？ （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16 V，另一个 电阻器的电阻R₂应为多少？ 图17.4-1 例题1的电路图 图17.4-2 I-U图像 04 [过渡] 先看串联电路中的应用。 完整阅读题干和两幅图。注意开关S₂控制的是R₁两端电压；题目先要求从I-U图像求R₁，再要求S₂断开时根据串联关系求R₂。[互动] S₂断开后，R₁和R₂是什么连接方式？ 要点：① 读题 ② 识别开关状态 ③ 从图像获取条件 时长：3分钟 例题1（1）：由图像求R₁ 读图 → 欧姆定律 从图17.4-2可知： U′＝18 V时，I′＝0.9 A 解 电阻为R₁的电阻器两端的电压U′为18 V时， 通过它的电流I′为0.9 A。由欧姆定律可得： 答：电阻R₁是20 Ω。 研究对象：电阻为R₁的电阻器 05 [过渡] 第（1）问先从图像读取一组对应数据。 当R₁两端电压为18 V时，通过它的电流是0.9 A。这两个量都属于R₁，所以可以直接应用欧姆定律，得到R₁为20 Ω。[停顿] 要点：① U′=18 V ② I′=0.9 A ③ R₁=20 Ω 时长：2分钟 例题1（2）：先求I₁和U₂ S₂断开：R₁与R₂串联 1 求通过R₁的电流 S₂断开后，电阻为R₁的电阻器两端的电压U₁为16 V。 2 求R₂两端的电压 串联电路中，各电阻器两端的电压之和等于电源电压U。 由欧姆定律求电流，再由串联电压关系求电压 06 [过渡] 第（2）问中，S₂断开后R₁与R₂串联。 先以R₁为研究对象，用U₁=16 V和R₁=20 Ω求I₁=0.8 A。再利用串联电压关系，电源18 V减去R₁两端16 V，得到R₂两端U₂=2 V。 要点：① 求I₁ ② 串联电压关系 ③ 求U₂ 时长：3分钟 例题1（2）：由串联电流关系求R₂ 因为串联电路中各处的电流相等，所以： 由欧姆定律可得： R₂＝2.5 Ω 例题1完整解答结束 07 [过渡] 已经得到R₂两端的电压，下一步还需要它的电流。 串联电路中各处电流相等，所以I₂=I₁=0.8 A。以R₂为研究对象应用欧姆定律，得到R₂=2.5 Ω。[互动] 这里公式中的U₂、I₂、R₂是否属于同一个研究对象？ 要点：① 串联电流相等 ② 研究对象R₂ ③ R₂=2.5 Ω 时长：2分钟 例题2：并联电路中的应用 如图17.4-3所示，一个电阻器的电阻R₁为10 Ω， 开关S₁闭合、S₂断开时，电流表的示数为1.2 A， 再把S₂闭合后，电流表的示数变为1.5 A。 （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？ 关注：电流表测量的是哪一部分电路的电流？ 图17.4-3 例题2的电路图 S₂闭合后：R₁与R₂并联 08 [过渡] 接着看并联电路中的应用。 S₁闭合、S₂断开时，只有R₁所在支路工作；S₂闭合后，R₁与R₂并联，电流表示数由1.2 A变为1.5 A。[互动] 两次电流表示数分别表示哪一部分的电流？ 要点：① 开关状态 ② 并联结构 ③ 电流表示数含义 时长：3分钟 例题2（1）：求R₁两端的电压 S₁闭合、S₂断开 明确研究对象 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。 已知： I₁＝1.2 A R₁＝10 Ω 由欧姆定律可得 U₁＝12 V 答：电阻为R₁的电阻器两端的电压是12 V。 电流表示数对应通过R₁的电流 09 [过渡] 第（1）问中，电流表的1.2 A就是通过R₁的电流。 以R₁为研究对象，已知I₁=1.2 A、R₁=10 Ω，由U₁=I₁R₁得到12 V。 要点：① 明确I₁ ② 已知R₁ ③ U₁=12 V 时长：2分钟 例题2（2）：先求U₂和I₂ S₂闭合：两个电阻器并联 1 并联电压关系 由于两个电阻器是并联的， 它们两端的电压相等，即： 2 并联电流关系 电流表的示数等于通过两个支路 的电流之和I，因此： 先用并联关系得到R₂支路的电压和电流 10 [过渡] S₂闭合后，先用并联关系寻找R₂支路的电压和电流。 并联支路两端电压相等，所以U₂=U₁=12 V。干路电流等于两个支路电流之和，因此I₂=1.5 A-1.2 A=0.3 A。 要点：① 并联电压相等 ② 干路电流等于支路电流之和 ③ I₂=0.3 A 时长：3分钟 例题2（2）：由欧姆定律求R₂ 此时R₂支路的两个已知量： U₂＝12 V I₂＝0.3 A 由欧姆定律可得： 40 Ω 例题2完整解答结束 11 [过渡] R₂支路的两个条件已经齐全。 以R₂为研究对象，由U₂=12 V、I₂=0.3 A应用欧姆定律，得到R₂=40 Ω。[停顿] 要点：① 对象R₂ ② U₂和I₂对应 ③ R₂=40 Ω 时长：2分钟 解决串、并联电路问题的方法 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：公式中的三个量是不是这个研究对象的？ 而串、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。 选择某个导体 作为研究对象 用欧姆定律 求电流或电压 利用串、并联 电流、电压关系 求得 题目答案 也可以先通过两个导体的串、并联关系求出某一导体的电流或电压， 再以该导体为研究对象，用欧姆定律求解题目的答案。 研究对象与电路关系缺一不可 12 [过渡] 两道例题揭示了同一套方法。 欧姆定律中的电压、电流、电阻必须对应同一研究对象；串、并联电路的电流和电压关系负责连接不同研究对象。解题顺序既可以先欧姆定律、后电路关系，也可以先电路关系、后欧姆定律。 要点：① 同一研究对象 ② 不同对象间联系 ③ 两种解题顺序 时长：3分钟 练习与应用 1 把电阻分别为5 Ω、15 Ω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0.3 A，电源的电压是多少？ 解题提示：串联电路中各处电流相等 两个电阻器两端的电压之和等于电源电压。 答：电源的电压是6 V。 13 [过渡] 现在用这套方法解决练习与应用第1题。 两个电阻串联，电流相等。分别求两端电压再相加，或把两个电阻相加后乘以电流，都得到电源电压6 V。 要点：① 串联电流相等 ② 电压相加 ③ U=6 V 时长：2分钟 练习与应用 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24 V。 如果R₁为80 Ω，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？ 解题提示 1 先求R₁支路电流 并联各支路电压均为24 V。 2 再求总电流 干路电流等于支路电流之和。 3 用欧姆定律求R₂ 研究对象是R₂支路。 完整计算见下一页 14 [过渡] 第2题是并联电路。 先完整读题。解题顺序是：利用24 V求R₁支路电流，再求干路总电流，最后以R₂为研究对象求电阻。[互动] 已知的0.2 A属于哪个支路？ 要点：① 完整题干 ② 先支路后干路 ③ 对象R₂ 时长：2分钟 练习与应用 2：解题过程 并联电路中，U₁＝U₂＝U＝24 V。 ① 求R₁支路电流 ② 求电路中的总电流 ③ 求电阻R₂ 答：总电流是0.5 A，电阻R₂是120 Ω。 15 [过渡] 按照提示依次计算。 R₁支路电流为0.3 A；总电流是0.3 A与0.2 A之和，即0.5 A；R₂支路电压为24 V，电流为0.2 A，所以R₂=120 Ω。 要点：① I₁=0.3 A ② I=0.5 A ③ R₂=120 Ω 时长：3分钟 练习与应用 3：判断能否正常工作 有一个电阻是40 Ω的电阻器，允许通过的最大电流是0.2 A。若将它接在20 V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？ 先求允许加在这个电阻器两端的最大电压 20 V ＞ 8 V，因此它不能正常工作。 下一页：计算应串联的电阻 16 [过渡] 第3题先判断电阻器能否正常工作。 允许通过的最大电流是0.2 A，电阻是40 Ω，因此允许的最大电压只有8 V。实际接在20 V电源上，超过允许值，所以不能正常工作。 要点：① 最大电流 ② 最大允许电压8 V ③ 不能正常工作 时长：2分钟 练习与应用 3：应串联多大的电阻？ 为使原电阻器正常工作，电路中的电流应为0.2 A。 串联电阻两端应分担的电压： 由欧姆定律求串联电阻： 答：应串联一个60 Ω的电阻器。 17 [过渡] 要正常工作，需要串联电阻分担多余电压。 串联电阻应分担20 V-8 V=12 V；电路电流取0.2 A，由欧姆定律得到串联电阻为60 Ω。 要点：① 分担12 V ② 串联电流0.2 A ③ R串=60 Ω 时长：2分钟 练习与应用 4 如何用一个电压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17.4-4所示 的电路。 实验时，已知R₁为40 Ω。闭合开关S、断开S₁时 电压表的示数是2.0 V，闭合S₁时电压表的示数是 2.8 V。整个实验过程中，电源的电压不变，求待测 电阻器的电阻R₂。 提示：比较S₁断开和闭合时，电压表测量的对象。 图17.4-4 电源电压在整个实验过程中不变 18 [过渡] 第4题用一个电压表和一个已知电阻测量未知电阻。 闭合S、断开S₁时，电压表测R₁两端电压2.0 V；闭合S₁时，电压表测R₁和R₂两端总电压2.8 V。整个过程中电源电压不变。[互动] 两次电压表示数之差表示什么？ 要点：① 完整题干 ② 两种开关状态 ③ 电压表示数对象 时长：3分钟 练习与应用 4：解题过程 闭合S、断开S₁时，电压表测R₁两端电压；闭合S₁时，电压表测R₁与R₂两端总电压。 ① 求电路中的电流 ② 求R₂两端的电压 ③ 求待测电阻R₂ 答：待测电阻器的电阻R₂为16 Ω。 19 [过渡] 最后完成待测电阻的计算。 先用R₁两端2.0 V和R₁=40 Ω求电流0.05 A。R₂两端电压为2.8 V-2.0 V=0.8 V，再由欧姆定律得到R₂=16 Ω。[停顿] 本节所有计算都围绕“研究对象—电路关系—欧姆定律”展开。 要点：① I=0.05 A ② U₂=0.8 V ③ R₂=16 Ω 时长：3分钟 $