九年级物理上册 第14章《欧姆定律》教案 苏科版.doc

第14章 欧姆定律（一）串联电路的总电阻：串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和，即，r串r1r2。（1）若干（n）个电阻串联时，总电阻r总nr。（2）把几个导体串联起来，相当于增加导体的长度，其总电阻大于任何一个串联导体的电阻。（3）把几个导体串联进来，其中一个电阻变大，则总电阻也变大。（4）要使电路中的电阻增大，可采取串联电阻的方法。（二）并联电路的总电阻：1. 并联电路总电阻的倒数等于各并联导体的电阻的倒数之和。即：，当两个电阻并联时，r并。2. 几个导体并联：（1）若干（n）个电阻并联时，总电阻r总r（2）几个导体并联起来，总电阻比任何一个电阻都小，这是因为把导体并联起来，相当于增大了导体的横截面积。（3）把几个导体并联起来，其中任一个电阻变大，总电阻也变大。（4）要想使电路中电阻减小，可采取并联电阻的方法。（三）串、并联电路的特点：电 路特 点串联电路并联电路电流内 容串联电路中各处的电流都相等。并联电路干路中的电流等于各并联支路中的电流之和。公 式i1i2i总i总i1i2电压内 容串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。并联电路各支路两端的电压相等。公 式u总u1u2u总u1u2电阻内 容串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和。并联电路的总电阻的倒数等于各并联导体的电阻的倒数之和。公 式r串r1r2分配内 容电压分配：串联电路中，各电阻两端的电压与其电阻成正比。电流分配：并联电路中各部分电路中的电流与电阻成反比。公 式u1u2u总r1r2r总i1i2i总（四）简单电路的设计：设计简单电路的步骤和注意事项：（1）明确目的要求（为了解决什么问题而设计电路）。（2）根据目的要求和所给条件设计电路。（3）运用学过的知识，对设计的电路进行论证，说明这个电路能否解决问题。（4）拟定实验步骤，进行实验验证。上述内容可概括为十六字口诀：“明确目的，设计电路，理论推导，实验验证”。（五）重、难点解析：1. 串、并联电路中的总电流、总电压和总电阻的含义：以串联电路为例，在下图a是两个导体串联起来的电路，如果把导体r1、r2看成一个整体，图a就变成图b。因此，串、并联电路的总电流、总电压、总电阻中的“总”都是电路的一种“总代替”（或等效代替）的意思。2. 电压表在电路中相当于开路，电流表在电路中相当于短路：如下图所示，电压表串联在电路中，由于电压表的电阻很大，对于一定电压的电源来说，电路中的电流就会很小，小到电路中的用电器没有反映。电路中串入电灯时，电灯不发光，电路中串联一个电流表，电流表也不偏转。可见，电路已形成“开路”。由于电压表的电阻很大，而电流表的电阻很小，rvrra，根据串联电路的分压原理，电源电压几乎全部加在电压表两端，因此电压表的示数几乎等于电源的电压。同理，当电流表与某一用电器并联时，由于电流表的电阻很小，根据并联电路的分流原理，此时电流几乎全部通过电流表，而不再通过与其并联的用电器，此时，该用电器就被局部短路（又叫短接）。3. 综合实践活动：设计和制作一个模拟的调光电灯。在本章的最后一个单元安排了一个综合实践活动，要求利用所给器材或你自己所能找到的其它合适的器材，制作一个模拟的调光电灯。在进行设计时，应该从以下几个方面考虑设计方案：（1）根据设计要求，画出满足要求的电路图。（2）怎样调节电路中的电流大小？选用什么样的材料做变阻器？（3）怎样确保电路的安全？（4）电路中的器件应选用什么样的规格？由于课本中所给的电源电压大于9v，而小灯泡的额定电压只有2.5v，所以设计电路时，在满足调节电灯亮度的同时，要注意保护电灯，即电灯两端的电压不能超出2.5v，参考电路如下图。单从调节的角度出发，只需要有滑动变阻器和灯泡串联即可，但是为了保护电灯泡不至于被损坏，应在其中增加串联一个定值电阻r0，当滑动变阻器的电阻调节到零时，它起保护作用，使灯泡两端的电压不会超出2.5v。根据欧姆定律计算可计算得知：r0rl2.6rl。所以在此之前，应先利用伏安法测出灯泡的正常发光时的灯丝电阻，以及各种铅笔的电阻值，然后选择适当的定值电阻和铅笔，铅笔的电阻应选取约等于r0和rl之和，即当滑动变阻器r的电阻最大时，电路中的电流是灯泡正常发光时的，当滑动变阻器的电阻为0时，灯泡正常发光，这样才能较好地调节灯泡的亮度，又不损坏灯泡。【典型例题】 例1 如图所示的电路，当滑动变阻器滑片p向右移动时，电压表的示数，电压表1的示数，电压表2的示数，电流表的示数（填“变大”、“变小”或“不变”）。分析：这类由滑动变阻器移动或由某些开关闭合、断开而引起的电流表、电压表示数发生改变的题目的类型，是电学中常见的类型之一，在分析电路中各物理量变化时，若题目不加说明，可以认为电源电压不变，电流表电阻为零，电压表电阻很大（可视为开路），定值电阻阻值不变，导线中电阻为零。分析此类题目的一般步骤是：（1）判断电路的连接方式。（2）分析各电流表、电压表的作用。（3）分析滑动变阻器滑片移动或开关的闭合、断开引起电路中总电阻的变化。（4）根据欧姆定律分析电路。电路中总电阻的变化引起总电流的变化，即电路中测总电流的电流表示数变化。（5）根据欧姆定律分析定值电阻两端电压的变化情况。（6）根据串联电路中的电压关系分析滑动变阻器两端电压变化。上图电路中，定值电阻r1与滑动变阻器r2组成串联电路，电压表测电源电压u，电压表1测r1两端电压u1，电压表2测滑动变阻器r2两端电压u2，电流表测电路中的电流i，当滑片p向右移动过程中，其电阻r2变大，电路中的总电阻rr1r2必随之变大，而电路两端总电压不变（即电压表示数不变）。根据欧姆定律i可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，又因为电阻r1是定值电阻，u1ir1，所以不难分析r1不变，i减小，u1也随之减小，即电压表1的示数变小。又根据串联电路的电压关系，u2uu1可分析：u不变，u1减小，u2增大，即电压表2的示数增大。（分析u2不能用欧姆定律公式变形u2ir2判断，因为i减小，r2增大，则u2无法确定）解答：不变，变小，变大，变小。例2 如图所示电路中，电源电压是12v且保持不变，r1r34，r26欧，试求：（1）当开关s1、s2断开时，电流表和电压表的示数各是多少？（2）当开关s1、s2均闭合时，电流表和电压表的示数各是多少？分析：当开关s1、s2均断开时，r1未接入电路，r2和r3串联在电源上，此时电压表测量的是r2两端的电压u2，其等效电路如图a所示；当开关s1、s2均闭合时，r3被s2短路，r1和r2并联在电源上，此时电压表测量的是电源电压，电流表测量的是干路中的电流，其等效电路如图b所示。解答这类题目的关键是：（1）先根据不同条件下的开关闭合、断开的状态，分析电路的连接情况，并画出相应的等效电路图。（2）根据对应的等效电路图，应用欧姆定律和串、并联电路的特点以及题目的已知条件分别进行计算。求解：（1）当s1、s2都断开时，r2和r3串联在电源上，原电路图可变为图a所示，此时r总r2r36410。i1.2a.即电流表的示数为1.2a。u2i总r21.2a67.2v.即电压表的示数为7.2v。（2）当开关s1、s2均闭合时，r1和r2并联在电源上，原电路图可变为图b所示，此时u1/u2/u12v，即电压表的示数为12v。电路中的总电阻为r总/2.4。i/5a。即电流表的示数为5a。例3 如图所示电路中，当开关s分别与a、b接触时，电流表的示数之比为54，已知r26，设电源电压保持不变，求电阻r1的阻值是多少？分析：在有两种或几种状态的电路计算中，单靠其中任一种电路状态都不能求出未知量，需要用联立方程组的方法求解，这类题的一般解题思路和方法是：（1）根据欧姆定律，利用两种电路状态中的不变量（电源电压不变，即电路两端总电压不变，定值电阻不变）列方程组，这也是各种题目中的基本方程。（2）利用电路中的等量关系或比例关系列方程组，这种等