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文档简介
17.4欧姆定律在串、并联电路中的应用第十七章欧姆定律初中物理人教版(2024)九年级全一册1.能运用欧姆定律解决简单的串、并联电路问题。2.通过计算,学会解答电学计算题的一般方法。3.培养良好的逻辑思维能力和解答电学问题的良好习惯。学习目标小华在修理电器时,发现其中一个100Ω的电阻烧坏了,需要更换。但是他没有100Ω的电阻,只有200Ω、50Ω的电阻若干个。想一想能否利用其中的电阻组合起来,替代原来100Ω的电阻吗?新课导入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。想一想我们如何运用欧姆定律解决串联和并联电路中的问题呢?新课导入
1.总电阻的概念将几个电阻串联或并联接到电源电压为U的电路中,电路中的总电流为I。若用一个电阻代替这几个电阻,仍接在电源电压为U的电路中,电路中的电流仍然为I,我们就把这个电阻称为那几个电阻的总电阻,也叫等效电阻。课堂活动一、欧姆定律解决串、并联电路问题的方法并联电路中的等效电阻等效于在相同电压下,通过R1、R2的电流和通过R的电流相等。等效于串联电路中的等效电阻一、欧姆定律解决串、并联电路问题的方法
1.总电阻的概念课堂活动
2.应用欧姆定律注意的问题明确:公式中的三个量是不是这个研究对象的?欧姆定律公式中的U、I、R是对同一个电阻而言的。通过R1的电流
通过R2的电流
一、欧姆定律解决串、并联电路问题的方法课堂活动
3.应用欧姆定律解决串、并联电路的方法(1)描述不同研究对象之间的相互联系。(2)先选择某个导体为研究对象,用欧姆定律求解通过它的电流或它两端的电压,再通过该导体与其他导体的串、并联关系求得题目的答案。一、欧姆定律解决串、并联电路问题的方法(3)我们也可以先通过两个导体的串、并联关系求得通过某一个导体的电流或它两端的电压,再以该导体为研究对象,用欧姆定律求解题目的答案。课堂活动二、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。根据串联电路电压的规律U=U1+U2可求得
有
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。电阻R2两端的电压电阻R1两端的电压U1=IR1U2=IR2课堂活动
2.串联电路中总电阻与分电阻的大小关系两个(或几个)电阻串联后的总电阻比参与串联的各个分电阻,是大些还是小些?由于导体的电阻与长度有关,导体越长,电阻越大。两个(或几个)电阻串联以后,相当于增大了导体的长度,所以总电阻应当比各个分电阻大些。二、欧姆定律在串联电路中的应用提出问题猜想与假设课堂活动(1)将一个定值电阻R接在上图所示的电路的A、B之间,闭合开关,记下电流表的示数;(2)将两个相同阻值的电阻R串联起来接在A、B之间,闭合开关,记下电流表的示数;(3)将三个相同阻值的电阻R串联起来接在A、B之间,闭合开关,记下电流表的示数。进行实验课堂活动串联电路的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。A、B间接入的电阻电流表的示数/A分析一个电阻两个电阻串联三个电阻串联0.60.30.2在同一电源下,随着串联电阻个数的增加,电流表的示数在减小,说明A、B之间的总电阻在变大数据分析实验结论课堂活动
3.串联电路的分压特点因为串联电路的电流相等:由欧姆定律可知:
U1=IR1
U2=IR2
U=IR所以结论:串联电路中各电阻两端的电压与它们电阻的大小成正比。I1=I2二、欧姆定律在串联电路中的应用课堂活动
4.动态电路分析(1)电路中电流、电压或电阻变化的原因:
①滑动变阻器的滑片P的位置变化引起;
②开关的断开或闭合引起;
③电路出现故障(短路和断路)引起。二、欧姆定律在串联电路中的应用课堂活动(2)分析动态电路用到的知识:
①欧姆定律;
②串联电路中电流、电压及电阻的关系;
③滑动变阻器的使用知识;
④电流表、电压表的使用知识;
⑤短路与断路知识。
4.动态电路分析二、欧姆定律在串联电路中的应用课堂活动【例题1】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,如图所示,电源电压为18V。此外,利用实验测得通过电阻为R1的电阻器的电流与其两端电压的关系如图所示。(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16V,另一个电阻器的电阻R2应为多少?课堂活动【解析】(1)从图可知,电阻为R1的电阻器两端的电压U′为18V时
,通过它的电流I′为0.9A。由欧姆定律可得课堂活动由于S2断开时电阻为R1的电阻器和电阻为R2的电阻器是串联的,因此它们两端的电压之和等于电源电压U。此时电阻为R2的电阻器两端的电压U2=U-U1=18V-16V=2V因为串联电路中各处的电流相等,所以此时通过电阻为R2的电阻器的电流
I2=I1=0.8A由欧姆定律可得(2)S2
断开后,电阻为R1的电阻器两端的电压U1为16V。根据欧姆定律,此时通过电阻为R1的电阻器的电流课堂活动三、欧姆定律在并联电路中的应用
1.并联电路中电流的计算定值电阻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:通过电阻R1的电流为:并联电路中干路电流等于各支路两端电压除以本支路电阻的和。并联电路的总电流:通过电阻R2的电流为:U1
=U2课堂活动
2.并联电路中的总电阻和分电阻的关系两个(或几个)电阻并联之后的总电阻比参与并联的各个分电阻的阻值,是大些,还是小些?由于导体的电阻和导体的横截面积有关,导体横截面积越大,电阻越小。几个电阻并联后相当于增加了导体的横截面积,所以总电阻可能比各个分电阻小些。三、欧姆定律在并联电路中的应用提出问题猜想与假设课堂活动(1)将一个定值电阻R接在如图所示的电路的A、B之间,闭合开关,记下电流表的示数;(2)将两个相同阻值的电阻R并联起来接在A、B之间,闭合开关,记下电流表的示数;(3)将三个相同阻值的电阻R并联起来接在A、B之间,闭合开关,记下电流表的示数。进行实验课堂活动电阻并联后,总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值小。A、B间接入的电阻电流表的示数/A分析一个电阻两个电阻并联三个电阻并联0.61.21.8在同一电源下,随着并联电阻个数的增加,电流表的示数在增大,说明A、B之间的总电阻在变小数据分析实验结论课堂活动
3.并联电路的分流特点并联电路各支路两端的电压相等:因为:U1=I1R1
U2=I2R2
所以结论:并联电路中,各支路的电流与支路电阻的大小成反比。即:I1R1=I2R2
U1=U2课堂活动三、欧姆定律在并联电路中的应用
4.并联电路动态分析
并联电路中电流表与电压表示数的变化主要由以下三个方面引起:(1)滑动变阻器的滑片P的位置变化引起;(2)开关的断开或闭合引起;(3)电路出现故障引起。三、欧姆定律在并联电路中的应用课堂活动【例题2】如图所示,一个电阻器的电阻R1为10Ω,开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为1.2A,再把S2闭合后,电流表的示数变为1.5A。(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?课堂活动(1)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。由欧姆定律可得此时电阻为R1的电阻器两端的电压【解析】U1=I1R1=1.2A×10Ω=12V(2)由于两个电阻器是并联的,它们两端的电压相等,即U2=U1=12V,且电流表的示数等于通过两个支路的电流之和I,因此S2闭合后通过电阻为R2的电阻器的电流I2=I-I1=1.5A-1.2A=0.3A由欧姆定律可得课堂活动1.如图所示,电源电压保持不变。闭合开关S,向右移动滑动变阻器的滑片P,滑动变阻器接入电路的电阻________,电路的总电阻________,电流表示数________,电压表示数________,滑动变阻器两端的电压________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)变大变大变小变小变大课堂练习2.如图所示,闭合开关S,此时灯泡L1、L2的电阻分别为10Ω、20Ω,通过灯泡L1、L2的电流分别为I1、I2,它们两端的电压分别为U1、U2,则(
)A.I1∶I2=1∶1,U1∶U2=2∶1B.I1∶I2=1∶2,U1∶U2=1∶1C.I1∶I2=1∶1,U1∶U2=1∶2D.I1∶I2=1∶2,U1∶U2=1∶2C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
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