内容正文:
第二课时 欧姆定律
14.4 欧姆定律
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物理
BS
九年级上册
目
录
导入新课
01
讲授新课
02
习题解析
03
课堂小结
04
温故知新
电路中电流与电压的关系:
当导体电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
电路中电流与电阻的关系:
当导体两端电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
电流、电压和电阻之间的关系应该怎么总结呢?
导入新课
欧姆定律
内容:
通过导体的电流,与导体两端的电压成正比,
与导体的电阻成反比。
表达式:
I :电流,单位 A
U :电压,单位 V
R :电阻,单位 Ω
注意:欧姆定律反映同一时刻、同一段电路中 I 、U、R的关系。
讲授新课
欧姆定律
内容:
通过导体的电流,与导体两端的电压成正比,
与导体的电阻成反比。
欧姆定律的变形公式:
U = I R
注意:欧姆定律及其变式适用于从电源正极到负极之间的整个电路或其中某一部分电路,并且是纯电阻电路,对于非纯电阻电路不成立。
讲授新课
欧姆定律
电流表自身的电阻很小,电压表自身的电阻很大。请你根据欧姆定律说一说为什么电压表可以直接接在电源两极之间,而电流表则不可以。
答:电流表自身的电阻很小,如果把电流表直接接到电源两极上,通过电流表的电流很大,会烧坏电流表。电压表自身的电阻很大,把电压表直接接到电源上,通过电压表的电流很小,电压表不会被烧坏,且能测出电源电压的大小。
讲授新课
欧姆定律
例题 如图所示,将一只灯泡与一个定值电阻串联后接在电源两端,闭合开关后,灯泡恰好正常发光。已知定值电阻的阻值为24Ω,电源两端的电压为18V,电压表的示数为6V。求通过定值电阻的电流大小和灯泡正常发光时灯丝的电阻。
用欧姆定律进行计算
讲授新课
欧姆定律
分析:应用欧姆定律解决问题时应注意 I、U、R 三个量是对同一段导体而言的。本题中定值电阻的阻值为24Ω,从电压表示数可知此时该电阻两端的电压为6V,根据欧姆定律可求出通过定值电阻的电流。然后,可根据串联电路中电压、电流的关系,推知灯泡正常发光时两端的电压和通过灯泡的电流,进而求出灯丝的电阻。
UR = 6V
= 24Ω
用欧姆定律进行计算
讲授新课
欧姆定律
用欧姆定律进行计算
解:定值电阻的阻值R=24Ω,它两端的电压UR=6V。
根据欧姆定律可知通过该定值电阻的电流
由于灯泡与电阻串联,根据串联电路中电压、电流的关系可知灯泡正常发光时,其两端电压
UL=U - UR=18V-6V=12V
通过灯泡的电流
IL=IR=0.25A
根据欧姆定律可知灯泡正常发光时,灯丝的电阻
答:通过定值电阻的电流为0.25A,灯泡正常发光时灯丝的电阻为48Ω
讲授新课
欧姆定律
用欧姆定律进行计算
练习:如图所示,电源电压为6 V,闭合开关后,电流表的示数为0.2 A.求:
(1)R 的电阻.
(2)如果电源电压变为9 V,此时的电流.
导体的电阻在数值上等于导体两端的电压跟通过导体电流的比值。不能认为“电阻跟电压成正比,跟电流成反比”。因为电阻的大小只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,而与电流、电压无关。
讲授新课
解:(1)由题意,电源电压为6V,电流表示数为0.2A。
根据欧姆定律可知电阻R
R=
(2)此时电源电压U´ 变为9V,电阻大小为30Ω
根据欧姆定律可知电流 I´
I´ =
所以电阻R为30Ω,当电压变为9V时,电流大小为0.3A。
欧姆定律
用欧姆定律进行计算
讲授新课
欧姆定律
用欧姆定律进行计算
练习:电路如图所示,已知电源两端电压U=4.5V保持不变,电阻R1=5Ω,当开关S闭合时,电压表示数为2V,电流表示数为0.4A 。求:
(1)R2 的阻值.
(2)若将两电阻并联,电流表的测量范围是0~0.6A,电流表能否测量电路中干路的电流呢?
讲授新课
欧姆定律
用欧姆定律进行计算
解:(1)由题意可知,电源电压为4.5V,R1两端电压为2V,电流表示数为0.4A,电阻R1与R2串联,可知R2两端的电压
U2=U-U1=4.5V-2V=2.5V
通过R2的电流
I2=I1=0.4A
根据欧姆定律可得R2的电阻为
答:电阻R2的阻值为6.25Ω
讲授新课
欧姆定律
用欧姆定律进行计算
解:(2)两电阻并联时,并联电路各支路电压等于电源电压。通过R1的电流
通过R2的电流
此时通过干路的总电流为
I = I1 + I2 = 0.9A + 0.72A > 0.6A
答:电流表不能测量干路电流。
有没有更简单的方法呢?
讲授新课
欧姆
讲授新课
电路的等效电阻
等效电阻
把两个电阻R1、R2串联接入一个电路,电路电流为I,若用另一个电阻R替代上面的两个电阻接入原电路,电流仍为I,则这个电阻和上面的两个电阻产生的效果是一样的,这个电阻就是另外两个电阻的等效电阻。
含义:
R1
R2
U
R
R1
R2
U
R
讲授新课
电路的等效电阻
串联电路的等效电阻
—— 通过实验探究串联电路的等效电阻
将两个已知阻值的定值电阻串联后接入如图所示电路图的电路中,闭合开关,读出电流表的示数并记录。
断开开关,将两个电阻替换为一个阻值更大的电阻,闭合开关,观察并记录此时电流表的示数,并与之前的数值比较。
讲授新课
电路的等效电阻
串联电路的等效电阻
—— 通过实验探究串联电路的等效电阻
讲授新课
电路的等效电阻
串联电路的等效电阻
—— 利用欧姆定律推导串联电路的等效电阻
串联电路中的电流关系:
I1 = I2 = …… = In
串联电路中的电压关系:
U= U1 + U2 + …… + Un
讲授新课
电路的等效电阻
串联电路的等效电阻
—— 利用欧姆定律推导串联电路的等效电阻
用 U1、U2 分别表示两个定值电阻 R1、R2 两端的电压,I1、I2 分别表示通过两个定值电阻的电流;U´ 表示串联电路中总电阻 R´ 的电压,I´ 表示串联电路中总电阻的电流。
U1
U2
I1
I2
U ´
I ´
讲授新课
电路的等效电阻
串联电路的等效电阻
—— 利用欧姆定律推导串联电路的等效电阻
根据欧姆定律可知:
此时R1两端的电压:U1=I1R1
R2两端的电压:U2=I2R2
根据串联电路的电流电压规律可知:
U=I1R1+I2R2
根据欧姆定律可知:
此时R´两端的电压:U ´=I´ R ´
由于此时电路上仅接入一个电阻,因此:
U=U´=I´ R ´
∴I1R1+I2R2 = I´ R ´
又∵串联电路中电流处处相等,I1=I2=I ´
∴R´=R1+R2
讲授新课
电路的等效电阻
串联电路的等效电阻
—— 利用欧姆定律推导串联电路的等效电阻
等效于
两个串联电阻的总电阻等于这两个电阻之和:R=R1+R2
将各电阻串联,相当于增大了其中一个电阻的长度,所以串联电路的总电阻大于各串联电阻。
串联电路中的任何一个分电阻增大,总电阻就随着增大。
讲授新课
电路的等效电阻
串联电路的电阻的特点
(2)n个相同的电阻R串联,
若R1=R2=…=Rn=R,则R=nR
(3)串联电路中的总电阻值大于各分电阻值
(4)串联电阻越多,总电阻越大
(1)串联电路的总电阻等于各串联电阻之和 R=R1+R2+…+Rn
讲授新课
电路的等效电阻
并联电路的等效电阻
—— 通过实验探究串联电路的等效电阻
将两个已知阻值的定值电阻并联后接入如图所示电路图的电路中,闭合开关,读出电流表的示数并记录。
断开开关,将两个电阻替换为一个阻值更小的电阻,闭合开关,观察并记录此时电流表的示数,并与之前的数值比较。
讲授新课
电路的等效电阻
并联电路的等效电阻
—— 通过实验探究串联电路的等效电阻
讲授新课
电路的等效电阻
并联电路的等效电阻
—— 利用欧姆定律推导并联电路的等效电阻
并联电路中的电流关系:
I = I1 + I2 + …… + In
并联电路中的电压关系:
U= U1 = U2 = …… = Un
I
U
讲授新课
电路的等效电阻
并联电路的等效电阻
—— 利用欧姆定律推导并联电路的等效电阻
根据欧姆定律可知:
此时通过R1的电流:I1=
通过R2的电流:I2=
根据并联电路的电流电压规律可知:
I = +
根据欧姆定律可知:
此时通过R的电流:I =
讲授新课
电路的等效电阻
并联电路的等效电阻
—— 利用欧姆定律推导并联电路的等效电阻
通过R的电流:I =
通过R1的电流:I1=
通过R2的电流:I2=
∴
又∵并联电路中各支路电压相等,U=U1=U2
∴
讲授新课
电路的等效电阻
并联电路的等效电阻
—— 利用欧姆定律推导并联电路的等效电阻
两个并联电阻的总电阻的倒数,等于这两个电阻的倒数之和:
将各电阻并联,相当于增大了电阻的横截面积,所以并联电路的总电阻小于各支路电阻。
等效于
并联电路中的任何一个分电阻增大,总电阻也随之增大。
讲授新课
电路的等效电阻
并联电路的电阻的特点
并联电路各支路之间互不影响。
从上述推导中可以看出:
当并联电路中的一个支路的电阻改变时,这个支路的电流会变化,干路电流也会变化,但另一个支路的电流和电压不变。
并联电路电阻:
= +
给电阻并联另一个电阻时,相当于增大了原电阻的横截面积,所以并联后的总电阻比原电阻阻值小。实际上,总电阻比并联的所有电阻阻值都小。
讲授新课
1. 阻值为30Ω的定值电阻接到某电源上,通过它的电流是0.2A,则电源电压是_____V。如果将它接在电压为9V的电源上,它的电阻是_____Ω,通过它的电流是______A。
6
30
2. 如图甲所示电路,电源电压不变,R0为20Ω。只闭合开关S,电流表的示数如图乙所示;再闭合S1,电流表的示数为0.5A。
(1)图乙中电流表的示数为_____A;
(2)电阻Rx=________Ω。
0.3
30
0.3
习题解析
3. 如图所示,电源电压为3V,闭合开关后,电流表A1的示数为0.6A,电流表A2的示数为0.2A,则通过灯泡L2的电流为_____A,灯泡L1的阻值为______Ω。
0.4
15
4. 如图所示,三个电阻R1、R2、R3的阻值均相同,开关S1断开、开关S2掷到1,电流表A1与电流表A2的示数之比为_________;当开关S1闭合、开关S2掷到2时,电流表A1与电流表A2的示数之比为_________。
1:1
2:1
习题解析
5. 如图所示,电源两端电压为24V,电阻R为20Ω。
(1)只闭合开关S,求通过电阻R的电流;
(2)同时闭合开关S、S1,若通过干路的电流为1.6A,求通过电阻 R1 的电流和电阻 R1 的阻值。
解:(1)只闭合开关S,只有电阻R接入电路中,根据欧姆定律可知,通过电阻R的电流为
习题解析
解:(2)同时闭合开关S、S1,电阻R和R1并联接入电路中,根据并联电路的电流规律可知,通过电阻的电流为
I2 = I - I1 =1.6A-1.2A=0.4A
电阻R1的阻值为
答:只闭合开关S,通过电阻R的电流为1.2A;同时闭合开关S、S1,通过电阻R1的电流为0.4A,阻值为60Ω。
习题解析
欧姆定律
变式:U = I R、
用欧姆定律进行计算
课堂小结
电路的等效电阻
串联电路的等效电阻
规律:串联电路总电阻等于各电阻的阻值之和
并联电路的等效电阻
表达式:R=R1+R2+……Rn
规律:并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和
表达式:
课堂小结
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Content Adaptive Encoding 3.1
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