17.4 欧姆定律在串、并联电路中的应用（教学课件）物理新教材人教版九年级全一册

物理九年级全一册 •人教版 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 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 理解串、并联电路总电阻的概念；掌握串、并联电路中的电阻规律；知道串联分压、并联分流的原理。 02 科学思维 能运用欧姆定律和串并联电路规律进行综合计算；通过推导等效电阻，体会“等效替代”的科学思维方法。 03 科学探究 能通过实验验证串、并联电路总电阻与各分电阻的关系；学会利用欧姆定律分析实验数据，归纳总结出一般规律。 04 科学态度与责任 能用串并联电路规律解释家庭电路等实际现象；养成严谨计算、规范解题的习惯，体会物理规律的实用价值。 教学重难点 教学重点 教学难点 1. 串、并联电路中电流、电压、电阻的规律及欧姆定律的综合计算； 2. 串联分压、并联分流规律的分析与应用； 3. 运用等效替代思想推导串、并联电路的总电阻公式。 1. 综合运用电学规律解决含有滑动变阻器的动态电路问题； 2. 理解并联电路总电阻小于任何一个分电阻的物理意义； 3.建立“等效替代”的物理思想并应用于复杂电路分析。 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？ 课堂引入 知识点1 欧姆定律在串联电路中的应用 1. 串联电路中电流的计算： 根据串联电路电流的规律，通过电阻R1的电流和通过电阻R2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。 知识点1：欧姆定律在串联电路中的应用 探究新知 U = U1 + U2 U = IR1 + IR2= I（R1+R2） 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。 知识点1：欧姆定律在串联电路中的应用 探究新知 2. 理论推导：串联电路中总电阻与分电阻的大小关系 U1=IR1 U = U1+ U2 I = I1 = I2 R=R1+R2 U2=IR2 U=IR 串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。 知识点1：欧姆定律在串联电路中的应用 探究新知 3. 串联电路的分压特点 I1=I2 U1=I1R1 U2=I2R2 = __ 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. 知识点1：欧姆定律在串联电路中的应用 探究新知 （1）电阻串联的实质是增加了导体的长度，因此串联电路的总电阻比任何一个分电阻都大。 （2）串联电路的总电阻等于各分电阻之和，公式：R=R1+R2。 （3）串联电路的任何一个分电阻增大，总电阻就随着增大。 （4）n个阻值相同的电阻串联，总电阻等于nR。 （5）在串联电路中电流处处相等，总电压等于各部分电路电压之和。 （6）串联电路中，电压与电阻成正比。 【深化点拨】 知识点1：欧姆定律 探究新知 【典例1】如图中灯泡、的电阻分别为、，闭合开关，通过，的电流分别为、，它们两端的电压分别为、，则（　　） A．， B．， C．， D．， A 知识点1：欧姆定律 探究新知 【详解】由图可知，灯泡、串联，电流表测电路电流。根据串联电路的特点：串联电路中各处电流相等，因此通过、的电流比 根据欧姆定律，电流相同时 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选：A。 知识点1：欧姆定律 探究新知 【典例2】把阻值分别为5Ω、 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" 。则5Ω、 两个电阻通过的电流之比是______，两端的电压之比是______，电源电压是______V。 1:1 1:3 6 【详解】[1]两个电阻器和一个电流表串联起来接在电源上，两个电阻串联，根据串联电路电流规律，电流处处相等，故、两个电阻通过的电流之比是1∶1。 [2]两端的电压之比 [3]两电阻串联，总电阻R总 电源电压 知识点2 欧姆定律在并联电路中的应用 1. 应用欧姆定律进行分析与计算 欧定值电阻R1和R2并联，电源电压为U。并联电路各支路两端的电压相等 U1=U2，通过电阻R1的电流为： I1=U1 /R1，通过电阻R2的电流为： I2=U2 /R2 。 知识点2：欧姆定律在并联电路中的应用 探究新知 I1=U1 /R1 I2=U2 /R2 U=U1=U2 知识点2：欧姆定律在并联电路中的应用 探究新知 2. 理论推导：并联电路中的总电阻和分电阻的关系 I1=U1/R1 I=I1+I2 U=U1=U2 I2=U2/R2 I=U/R 并联电路总电阻的倒数，等于各并联电阻的倒数之和。 R1 R2 I I1 I2 __ __ 1 R1 = 1 R R2 1 + 知识点1：欧姆定律在串联电路中的应用 探究新知 3. 并联电路的分流特点 并联电路中，各支路的电流与支路电阻的大小成反比. U1=U2 I1R1= I2R2 U1= I1R1 U2=I2R2 __ __ R1 R2 = I1 I2 知识点2：欧姆定律的应用 探究新知 （1）电阻的并联实质是增大了导体的横截面积，所以并联电路的总电阻比任何一个分电阻都小。 （2）并联电路的总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和,公式： 1/R =1/R1 +1/R2 （3）并联电路中任何一个分电阻增大，总电阻也随之增大。 （4）n个阻值相同的电阻并联，总电阻等于R/n。 【注意事项】 知识点2：欧姆定律的应用 探究新知 【典例3】如图，开关S闭合后，R1、R2两端的电压分别为 U1、U2 ，通过R1、R2的电流分别为I1、I2。已知R1<R2，以下判断正确的是（　　） A．U1>U2 B．U1<U2 C．I1=I2 D．I1>I2 D 知识点2：欧姆定律的应用 探究新知 【详解】 闭合开关，两电阻并联，并联电路各支路两端电压相等，故U1=U2。已知R1<R2，根据I=U/R可知I1>I2。故D正确，BCD错误。 故选：D。 知识点2：欧姆定律的应用 探究新知 【典例4】有两个电阻 ，把它们串联在某电路中，加在它们的两端电压比U1:U2 = ______；如果把它们并联在某电路中，通过它们的电流之比I1:I2=______。 【详解】[1]在串联电路中，电流处处相等，故I1:I2 ，则两电阻电压之比为 [2]在并联电路中，各支路两端电压等于电源电压，故，则两电阻电流之比为 2:3 3:2 课堂小结 课堂小结 课堂练习 课堂练习 1．(多选)如图为一种湿度测量仪的工作原理图。电源电压恒定，R0为定值电阻，湿敏电阻R的阻值随湿度的增大而减小。闭合开关S，当湿度增大时，下列说法正确的是（　　） A．电压表、电流表示数均增大 B．电压表、电流表示数均减小 C．电压表与电流表示数的比值不变 D．电压表与电流表示数的乘积不变 AC 课堂练习 D 【详解】由图可知，湿敏电阻R与定值电阻R_0串联，电流表测电路中的电流，电压表测定值电阻R_0两端的电压；闭合开关S，当湿度增大时，湿敏电阻R的阻值随湿度的增大而减小，根据串联电路的分压原理，此时R两端电压变小，R_0两端电压变大，电压表示数变大，电路中的总电阻变小，根据I=U/R可知，此时电路中的电流变大，电流表示数变大，电压表与电流表示数的比值始终等于定值电阻R_0的阻值，因此二者比值保持不变，当电压表和电流表示数均变大时，电压表和电流表示数的乘积UI变大。故AC正确，BD错误。故选：AC。 课堂练习 2．图甲是某光敏电阻阻值与照度的关系图像，图乙是该光敏电阻工作的电路图，电源电压不变，当照度减小时（ ） A．电压表示数变小 B．电流表示数不变 C．电压表示数变大 D．电流表示数变大 A 课堂练习 D 【详解】 由图甲可知，当照度减小时，光敏电阻的阻值变大。在图乙所示的串联电路中，光敏电阻的阻值变大，导致电路的总电阻变大。 BD．电源电压不变，根据欧姆定律I=U/R可知，电路中的电流变小，即电流表示数变小，故BD不符合题意； AC．电压表测量定值电阻两端的电压，根据U=IR可知，由于电流变小，定值电阻阻值不变，所以定值电阻两端的电压变小，即电压表示数变小。故A符合题意，C不符合题意。 故选：A。 课堂练习 3．如图所示电路中，R1＝15Ω，R2＝30Ω，闭合开关S，电压表V1与V2的示数之比是（　　） A．1∶2 B．1∶3 C．2∶1 D．2∶3 B 课堂练习 【详解】 由电路图可知，电阻R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测电源电压。根据串联电路的电阻规律可得电路的总电阻为R＝R1+R2＝15Ω+30Ω＝45Ω 根据串联电路的分压原理可得，电压表V1与V2的示数之比为 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选：B。 课堂练习 4．如图电源电压恒定，闭合S0   ，当S闭合、甲乙两表为电压表时，两表示数之比U甲：U乙=7：5，R1、R2阻值之比为___________；当S断开、甲乙两表为电流表时，两表示数之比I甲：I乙为___________; 2:5 2:7 课堂练习 【详解】闭合S0 ，当S闭合、甲乙两表为电压表时，电路是两定值电阻串联，电压表甲测量两定值电阻的总电压，电压表乙测量定值电阻R2两端电压，因串联电路中电流相等，电压和电阻成正比，则两定值电阻的阻值之比为 ,当S断开、甲乙两表为电流表时，电路为两定值电阻并联，并联电路中电压相等，则电流与电阻成反比，可得两定值电阻电流之比为 ,图中甲电流表测量定值电阻R2的电流，乙电流表测量干路电流，则两电流表的示数之比为 ,故A符合题意，BCD不符合题意。故选：A。 课堂练习 5．如图所示的电路中，电源电压保持不变。只闭合开关S、S1时，电压表示数与电源电压之比为2∶3；若只闭合开关S、S2时，电压表示数与电源电压之比为3∶5，则R1与R2的阻值之比为 。 4:3 课堂练习 【详解】由图可知，当只闭合开关S、S1时，R0、R1串联，电压表测量R1两端的电压，根据题意可知，U1∶U=2∶3，根据串联电路的电压特点可知，R1、R0两端的电压之比U1∶U0=2∶1，根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知 ,即R1=2R0，若只闭合开关S、S2时，R0、R2串联，电压表测量R2两端的电压，根据题意可知，U2∶U=3∶5，根据串联电路的电压特点可知，R2与R0两端的电压之比U2∶U0=3∶2，根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知 ,即 ，则R1与R2的阻值之比 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 $