初中物理人教版九年級全冊第4節(jié) 歐姆定律在串、并聯電路中的應用精品教學作業(yè)ppt課件

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17.4 歐姆定律在串、并聯電路中的應用（教學設計） 年級九年級 授課時間課題 17.4 歐姆定律在串、并聯電路中的應用教學 目標1. 能運用歐姆定律解決簡單的串、并聯電路問題。 2. 通過計算，學會解答電學計算題的一般方法，培養(yǎng)學生邏輯思維能力，培養(yǎng)學生解答電學問題的良好習慣。教材 分析本節(jié)內容利用串、并聯電路的特點和歐姆定律解決串聯和并聯電路的問題，是歐姆定律的又一次具體應用。 教科書中所給的兩道例題都具有很強的代表性，教師在教學中應講解清楚并歸納一些解答電學題的方法，充分挖掘例題所蘊含的串、并聯電路中的物理律。同時，教師應注意書寫規(guī)范，以板書示教，也要關注解題格式的規(guī)范化。 關于歐姆定律在串、并聯電路中的應用，首先讓學生熟練掌握歐姆定律的內容及變形公式，然后對電路進行分析判斷，確定電路的特點，再根據相對應的電路中電流、電壓、電阻的關系進行解答。教學 器材多媒體ppt，包含視頻：《歐姆定律在串、并聯電路中的應用》等。教學過程教師活動學生活動導入新課 【復習】 1. 歐姆定律： （1）內容：導體中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。 （2）數學表達式I=U/R （3）歐姆定律的應用： ①求電壓U=IR ②求電阻R=U/I 2. 串聯電路中的電流、電壓規(guī)律 （1）串聯電路中各處電流相等：I=I1=I2=…=In （2）串聯電路中電源兩端電壓等于各用電器兩端電壓之和 U=U1+U2+…+Un 3. 并聯電路中的電流、電壓規(guī)律 （1）并聯電路干路中的電流等于各支路中的電流之和 I=I1+I2+…+In （2）并聯電路中電源兩端電壓與各支路用電器兩端的電壓相等 U=U1=U2=…=Un 【提問】小華在修理電器時，發(fā)現其中一個100Ω的電阻燒壞了，需要摘除更換。但是他手頭沒有100Ω的電阻，只有200Ω、50Ω的電阻若干個。請你想一想，能否利用其中的電阻組合起來，替代原來100Ω的電阻嗎？ 串、并電路中電阻有什么規(guī)律？學了這節(jié)課，就明白了。 學習《17.4歐姆定律在串、并聯電路中的應用》。  回憶學過的內容，為新課的學習做鋪墊。 思考問題，提高興趣。學習新課 一、歐姆定律在串聯電路中的應用 1. 串聯電路中電流的計算 根據串聯電路電流的規(guī)律，通過電阻R1的電流和通過電阻R2的電流相等，都等于I。電阻R1兩端的電壓U1=IR1，R2兩端的電壓U2=IR2。 根據串聯電路電壓的規(guī)律 U = U1 + U2，有U = IR1 + IR2= I（R1+R2） 可求得 I=UR1?+?R2 即：串聯電路中通過某個電阻的電流或串聯電路的電流，等于電源兩端電壓除以各分電阻之和。 2. 實驗探究：串聯電路中總電阻與分電阻的大小關系 （1）提出問題： 兩個電阻串聯后的總電阻比參與串聯的各個電路的阻值大些還是小些？ （2）猜想與假設 由于導體的電阻與長度有關，導體越長電阻越大。所以兩個電阻串聯以后，相當于增大了導體的長度，總電阻應當比各個電路都大。 （3）實驗器材 電源（電壓6V）、5Ω、10Ω、15Ω的電阻、電流表、開關、 導線若干。 （4）進行實驗 ①把電阻R=15Ω的一個電阻接在6V的電源上，閉合開關，用電流表測出電路中的電流，記下數據（電流為0.4A）。 ②把電阻R1=5Ω和R2=10Ω串聯在6V的電源上，閉合開關，用電流表測出電路中的電流，記下數據（電流為0.4A）。 （5）分析論證 實驗發(fā)現：在串聯電路中，一個電阻R對電流的阻礙作用與兩個串聯電阻R1和R2對電流的阻礙作用可以是相同的。 結論：串聯電路的總電阻等于各串聯電阻之和：R=R1+R2 3. 理論推導：串聯電路中總電阻與分電阻的大小關系 由歐姆定律可知： U1=I1R1 U2=I2R2 U=IR 因為在串聯電路中：U=U1+ U2 I=I1=I2 所以 R=R1+R2 結論：串聯電路的總電阻等于各串聯電阻之和。 想一想：幾個導體串聯后，總電阻為什么會變大呢？ 因為電阻串聯相當于增大了導體的長度，所以串聯電路的總電阻比任何一個分電阻都要大。 4. 串聯電路的分壓特點 如上圖所示，因為串聯電路的電流相等 I1=I2 由歐姆定律可知：U1=I1R1 U2=I2R2 所以  EQ \F(U1,U2) ＝ EQ \F(R1,R2)  結論：串聯電路中各電阻兩端的電壓與它們電阻的大小成正比. 5. 干電池的串聯 生活中常把一節(jié)電池的負極和另一節(jié)電池的正極連在一起組成電池組。用這樣的辦法可以把三節(jié)或更多的電池串聯起來使用。 分別測量每節(jié)電池兩端的電壓，然后測量這個電池組兩端的電壓。它們之間有什么關系？ 結論：串聯電池組兩端的電壓等于每節(jié)電池兩端電壓之和 U＝U1＋U2＋U3 ＋… 6. 動態(tài)電路分析 動態(tài)電路就是指電路中的電流、電壓或電阻發(fā)生了變化，一般情況下，都是反映在電流表與電壓表示數的變化。 （1）電路中的電流、電壓或電阻發(fā)生了變化，一般情況下，都是下列幾種情況下引起的： ①滑動變阻器的滑片P的位置變化引起； ②開關的斷開或閉合引起； ③電路出現的故障（短路和斷路）引起。 （2）分析動態(tài)電路用到的知識： ①歐姆定律； ②串聯電路中電流、電壓及電阻的關系； ③滑動變阻器的使用知識； ④電流表、電壓表的使用知識； ⑤短路與斷路知識。 【例題1】如圖所示是典型的伏安法測電阻的實驗電路圖，當滑片P向左移動時，電流表A的示數將 變大 ，電壓表V的示數將 變大 （均選填“變小”、“不變”或“變大”）。 【解析】在串聯電路中，當變阻器滑片P向左移動時，R ' 連入電路的電阻變小，電路的總電阻R總＝R＋R ′ 也變小。 根據歐姆定律I＝U/R可知：電源電壓U與R不變，故電路中電流I變大，即電流表A的示數變大；R兩端的電壓即電壓表V的示數U1＝IR也變大。 【例題2】在圖所示的電路中，電源電壓保持不變，當開關S由斷開到閉合時，分析電流表與電壓表示數的變化情況：______。 【答案】電流表的示數變大，電壓表的示數不變。 【解析】①當開關S斷開時，R與L串聯，電壓表測電源電壓。電流表測量電路中的電流I=U/（R+RL） ②當開關S由斷開到閉合時，燈L被短路，電流表的示數為I=U/R，所以變大；電壓表的示數始終為電源電壓不變。 所以電流表的示數變大，電壓表的示數不變。 【例題3】汽車油量表的工作原理圖如圖所示。R0是定值電阻，R是滑動變阻器，它的金屬滑片連在杠桿的一端，根據由電流表改裝而成的油量表指針所指刻度就可以知道油箱內油面的高度。 當司機行駛時，油箱內油量下降，R接入電路的電阻值變大，油量表的示數變小。（選填“變大”或“變小”） 【解析】R0與油量表串聯在電路中，所以油量表即電流表。 當汽車行駛時，油箱內油量減少，浮標下降，變阻器滑片P上升，接入電路中的電阻變大，電路中的總電阻R總=R+R0變大，由I=U/（R+R0）可知，電路中的電流變小，油量表的示數變小。 【例題4】如圖所示，電阻R1為10Ω，電源兩端電壓為6V。開關S閉合后，求: （1）當滑動變阻器R接入電路的電阻R2為50Ω時，通過電阻R1的電流I； （2）當滑動變阻器接入電路的電阻R3為20Ω時，通過電阻R1的電流I ′。 【解析】（1）如圖，因為串聯電路電流處處相等；R1兩端的電壓： U1=IR1；R2兩端的電壓：U2=IR2 根據串聯電路電壓的規(guī)律U=U1+U2，有U =IR1+IR2=I(R1+R2) 可求得：I=UR1?+?R2= 6V10Ω+50Ω=0.1A （2）同（1）的分析一樣，可求得R3、R1串聯時，電路中電流為0.2A。 總結：串聯電路中通過某個電阻的電流或串聯電路的電流，等于電源兩端電壓除以各分電阻之和。另外還可以看出，當串聯電路中的一個電阻改變時，電路中的電流及另一個電阻兩端的電壓都會隨之改變。 用物理規(guī)律加數學推導的方法得出串聯電路中電流計算的方法。 設計并進行實驗，找出串聯電路中總電阻與分電阻的大小關系。 用理論推導的方法，得出串聯電路中總電阻與分電阻的大小關系。 用理論推導的方法，得出串聯電路的分壓特點。 知道什么是動態(tài)電路并掌握分析的方法。 做例題1和2，學會分析動態(tài)電路。 做例題3，知道歐姆定律在生活中的應用。 做例題4，會計算串聯電路中的電流、電壓或電阻。學習新課 二、歐姆定律在并聯電路中的應用 1. 并聯電路中總電流的計算 定值電阻R1和R2并聯，電源電壓為U. 并聯電路各支路兩端的電壓相等 U1=U2 通過電阻R1的電流為： I1=U1 /R1 通過電阻R2的電流為： I2=U2 /R2 并聯電路的總電流：I=?I1+?I2=?UR1+ UR2 即：并聯電路中干路電流等于各支路兩端電壓除以本支路電阻的和。 2. 并聯電路中的總電阻和分電阻的關系 （1）并聯電路中的總電阻 在并聯電路中，兩個電阻R1和R2對電流的阻礙作用，也可以用一個電阻R替代，若通過這一個電阻的電流與原來兩個電阻的總電流相同，則這個電阻R就叫這個并聯電路的總電阻。 （2）理論推導：并聯電路中的總電阻和分電阻的關系 如上圖所示，由歐姆定律知： I1=U1/R1 I2=U2/R2 I=U/R 在并聯電路中： I=I1+I2 U=U1=U2 所以  EQ \F(1,R) ＝ EQ \F(1,R1) + EQ \F(1,R2)  結論：并聯電路總電阻的倒數，等于各并聯電阻的倒數之和。 【提問】幾個導體并聯后，總電阻為什么會變小呢？ 電阻并聯相當于增大了導體的橫截面積，所以并聯電路的總電阻比任何一個分電阻都要?。?3. 并聯電路的分流特點 根據并聯電路各支路兩端的電壓相等，U1=U2 因為 U1= I1R1 U2= I2R2 所以 I1R1= I2R2 即  EQ \F(I1,I2) ＝ EQ \F(R2,R1)  結論：并聯電路中，各支路的電流與支路電阻的大小成反比. 4. 并聯電路動態(tài)分析 并聯電路中電流表與電壓表示數的變化主要由以下三個方面引起： ①滑動變阻器的滑片P的位置變化引起； ②開關的斷開或閉合引起； ③電路出現斷路故障引起。 【例題5】在圖1所示的電路中，閉合電鍵S，當滑動變阻器的滑片P向右移動時，寫出三個電表示數的變化情況：________. 【答案】電壓表的示數不變，電流表A1的示數不變，A的示數變小。 【解析】這是并聯電路，電壓表示數是電源電壓不變。 根據并聯電路中各支路電流互不影響，干路的電流等于各支路電流之和。 當滑動變阻器的滑片向右移動時，變阻器R2連入電路的電阻變大，根據I2=U/R2，通過R2的電流變?。?電流表A1的示數為通過R1的電流是不變的； 電流表A是測干路電流的，其示數I=I1+I2，所以示數是變小的。 圖1 圖2 【例題6】如圖2所示，電阻R1為10Ω， 電源兩端電壓為12V。開關S閉合后，求: （1）當滑動變阻器R接入電路的電阻R2為40Ω時，通過電阻R1的電流 I1和電路的總電流I； （2）當滑動變阻器接入電路的電阻R3為20Ω時，通過電阻R1的電流I1′ 和電路的總電流I′ 。 【解析】（1）根據并聯電路電壓的特點，電阻R1和R2兩端的電壓均 等于電源兩端電壓： U=12V 由歐姆定律得： I1=UR1= 12V10Ω=1.2A 通過R2的電流：I2=UR2= 12V40Ω=0.3A 所以總電流： I=I1+I2=1.2A+0.3A=1.5A （2）同理可求得： I1'=UR1= 12V10Ω=1.2A 通過電阻R3的電流 ???I3'=UR3= 12V20Ω=0.6A 所以總電流 I ′ =I1 ′ +I2′ =1.2A+0.6A=1.8A 總結：當并聯電路中的一個支路的電阻改變時，這個支路的電流會變化，干路電流也會變化，但另一個支路的電流和電壓不變。 想想議議 小華發(fā)現其中一個100Ω的電阻燒壞了，需要更換。但是他店里暫時沒有100Ω的電阻，只有200Ω、50Ω的電阻若干個。你現在知道該怎樣連接得到100Ω的電阻了吧？ 方法一：把兩個50Ω的電阻串聯在一起，則總電阻為 R=R1+R2 = 100Ω 方法二：把兩個200Ω的電阻并聯在一起，則總電阻為 ??????????????????1R= 1R1+1R2= 1200Ω+ 1200Ω= 1100Ω R= 100Ω 用物理規(guī)律加數學推導的方法得出并聯電路中電流計算的方法。 用理論推導的方法，得出并聯電路中總電阻與分電阻的大小關系。 用理論推導的方法，得出并聯電路的分流特點。 知道什么是動態(tài)電路并會分析并聯電路中電流、電壓、電阻的變化情況。 做例題5，會分析動態(tài)電路。 做例題6，會計算并聯電路中的電流、電壓或電阻。 進行交流討論并回答。  課 堂 練 習 課 堂 練 習1．兩個電阻串聯，若其中一個電阻增大，則總電阻________；兩個電阻并聯，若其中一個電阻增大，則總電阻________（選填“變大”“變小”或“不變”）。 【答案】變大，變大。 【詳解】兩個電阻串聯，總電阻等于兩個電阻之和，故其中一個電阻增大，則總電阻變大。 兩個電阻并聯，總電阻的倒數等于各個電阻的倒數之和，故其中一個電阻增大，則總電阻變大。 2．下列說法錯誤的是（　?。?A．串聯電路中，任何一個分電阻總小于串聯的總電阻 B．并聯電路中，并聯的總電阻等于各分電阻的倒數之和 C．串聯電路中，電阻越大，它兩端的電壓就越高 D．并聯電路中，電阻越大，通過它的電流就越小 【答案】B。 【解析】A．由于串聯電路總電阻等于各串聯電阻之和，則串聯電路中任何一個電阻小于串聯總電阻，故A正確，不符合題意； B．并聯電路總電阻的倒數等于各支路電阻的倒數之和，故B錯誤。 C．由于串聯電路中電流相等，電阻越大，根據U=IR可知它兩端的電壓就越大，故C正確，不符合題意； D．由于并聯電路中電壓相等，電阻越大，根據I=U/R 可知通過它的電流就越小，故D正確，不符合題意。 故選B。 3. 如圖所示電路，電源電壓保持不變，閉合開關S，當滑動變阻器的滑片從右端向左移動的過程中、下列說法正確的是（　?。? A．電流表A1示數不變，電流表A2示數變大 B．電流表A1示數變小，電壓表V示數不變 C．電壓表V示數與電流表A2示數的比值變大 D．電流表A2示數變大，電壓表V示數不變，燈泡變亮 【答案】A。 【解析】由圖可得，滑動變阻器與燈泡并聯，電流表A1測燈泡所在支路電流，電流表A2測干路電流，電壓表測電源電壓，并聯電路中各用電器工作互不影響。當滑動變阻器的滑片從右端向左移動的過程中，燈泡的亮度不變，電流表A1示數不變；電源電壓不變，故電壓表V示數不變；滑動變阻器電阻變小，電壓不變，由歐姆定律可得，通過滑動變阻器的電流變大，由并聯電路電流規(guī)律可得，干路電流也變大，即電流表A2示數變大，電壓表V示數與電流表A2示數的比值變小，故A正確，BCD錯誤。 所以選A。 4．現有兩個電阻R1、R2，且R1>R2，則將如圖部分電路分別接到同一電源上，電流表示數最大的是（　　） A．?? B．?? C．???? D．?? 【答案】B. 【解析】 A. 電源電壓U不變，由歐姆定律可知電流： IA=UR1 ； B. R1與R2并聯，電流表測量干路的電流，由并聯電路電流特點和歐姆定律可知： IB=?UR1+ UR2?? C. R1與R2串聯，由串聯電路電阻特點可知，電路的總電阻R串=R1+R2 由歐姆定律可知，電路中的電流：IC=?UR1+R2?? D. 由歐姆定律可知圖中電流： ID=UR2 因為R1>R2，所以IB>IA>ID>IC，即B選項圖中電流表示數最大，故ACD不符合題意，B符合題意。 所以選B。 5. 如圖所示電路，電阻R0=20Ω，當滑動變阻器R的滑片P移到a端時，電流表的示數是0.5A；當滑片P移到變阻器的b端時，電流表的示數為0.2A。則滑動變阻器的最大阻值為_____Ω。 【答案】30。 【解析】由圖示知，R0與滑動變阻器R串聯連接。滑片P移到a端時，變阻器接入電路的阻值為0，據歐姆定律得，電源電壓U=I1R0=0.5A×20Ω=10V 滑片P移到b端時，變阻器接入電路的阻值最大。 此時電路的總電阻?R總?=UI2 = 10V0.2A =50Ω 變阻器的最大阻值R最大=R總-R0=50Ω-20Ω=30Ω 6. 如圖是某同學為汽車設計的油量表（實際上就是電流表）原理示意圖，R0是定值電阻，R是滑動變阻器，則向油箱里正常加油時，油量表的示數會______（選填“變大”、“變小”或“不變”）；油箱加油過滿時，電路______（選填“會”、“不會”）被短路。若換用電壓表改裝成油量表，要求油面升高時電壓表示數變大，電壓表應并聯在圖中______（選填“R”、“R0”）兩端。 【答案】變大，不會，R0. 【解析】向油箱里正常加油時，浮標升高，滑動變阻器的滑片下移，電阻變小，根據I=UR+R0可知，電流變大，即油量表（電流表）的示數變大。 油箱加油過滿時，滑片向下移動到a端，此時電路為R0的簡單電路，可以起到保護電路的作用，所以電路不會被短路。 由圖知，定值電阻R0與變阻器R串聯，油面升高時，滑片向下移動，變阻器接入電路的電阻減小，根據串聯電路的分壓規(guī)律可知，滑動變阻器分得的電壓變小，則定值電阻分得的電壓變大，所以電壓表應并聯在圖中R0的兩端。 7．在如圖所示電路中，電源電壓為9V不變，電阻R1阻值為10Ω，變阻器R2上標有“20Ω 2A”字樣。閉合開關S后，通過R1的電流為0.5A。求： （1） R1兩端的電壓U1 ； （2）當變阻器滑片移至最右端時，通過R1的電流。 【詳解】（1）電阻R1=10Ω，電流為0.5A，根據歐姆定律可得， R1兩端的電壓U1＝I1R1＝0.5A×10Ω＝5 V （2）變阻器滑片移至最右端時，電阻R2＝20Ω，根據串聯電路的規(guī)律可得，電路的總電阻R＝R1+R2＝10Ω+20Ω＝30Ω 則由歐姆定律可得電路中的電流 Iˊ=UR= 9V30Ω=0.3A 通過R1的電流 I1＝Iˊ＝0.3A 8. 如圖電路中，R1=30Ω，R2=20Ω，閉合開關后，電流表的示數為0.3A。求： （1）電阻R1兩端的電壓是多少？ （2）通過R2的電流是多少？ （3）電路中，干路總電流是多少？ （4）電路總電阻是多少Ω？ 【詳解】（1）由題圖可知，兩電阻并聯，電流表測的是R1所在支路電流， 電阻R1兩端的電壓是U1＝I1R1＝0.3A×30Ω＝9V （2）根據并聯電路的電壓特點可知，R2的兩端電壓為 U2＝U1＝U＝ 9V 根據歐姆定律可得，通過R2的電流是 I2=U2R2= 9V20Ω=0.45A （3）根據并聯電路的電流特點可得，干路總電流是 I＝ I1+ I2＝ 0.3A +0.45A＝0.75A （4）根據歐姆定律可得，電路總電阻是?R?=UI = 9V0.75A =12 Ω 課 堂 小結 第4節(jié) 歐姆定律在串并聯電路中的應用 串聯電路并聯電路電流I＝I1＝I2I＝I1＋I2電壓U＝U1＋U2U＝U1＝U2電阻R＝R1＋R2 EQ \F(1,R) ＝ EQ \F(1,R1) + EQ \F(1,R2) 分壓或 分流 EQ \F(U1,U2) ＝ EQ \F(R1,R2)  EQ \F(I1,I2) ＝ EQ \F(R2,R1)  板 書 設 計 第4節(jié) 歐姆定律在串并聯電路中的應用 一、歐姆定律在串聯電路中的應用 （1）串聯電路中電流的計算：I=UR1?+?R2 （2）串聯電路總電阻的計算： R=R1+R2 串聯電路的總電阻等于各串聯電阻之和。 （3）串聯電路的分壓特點：  EQ \F(U1,U2) ＝ EQ \F(R1,R2)  串聯電路中各電阻兩端的電壓與它們電阻的大小成正比. 二、歐姆定律在并聯電路中的應用 （1）并聯電路中總電流的計算：I=?I1+?I2=?UR1+ UR2 （2）并聯電路總電阻的計算：  EQ \F(1,R) ＝ EQ \F(1,R1) + EQ \F(1,R2)  并聯電路總電阻的倒數，等于各并聯電阻的倒數之和。 （3）并聯電路中的分流特點： EQ \F(I1,I2) ＝ EQ \F(R2,R1)  并聯電路中，各支路的電流與支路電阻的大小成反比. 作業(yè)