2021-2022学年度人教版九年级物理上册课件 第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用(共32张PPT)

(共32张PPT)
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　
1.掌握串联电路中电阻的分压特点.
2.掌握并联电路中电阻的分流特点.
3.会分析动态电路的各电表变化问题.
4.通过运用欧姆定律对串、并联电路中相关电学量的计算.
新课目标
学习目标
新课引入
如何运用欧姆定律来解决电阻串联和并联电路中的问题？
串联电路
并联电路
R1
R2
R1
R2
　　导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比．
1．欧姆定律
　　数学表达式：
I =
U
R
R =
U
I
U= IR
　　（1）串联电路中各处的电流是相等的．
I=I1=I2=…=In
　　（2）串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和．
U=U1+U2+…+Un
2．串联电路中的电流、电压规律
R2
U
I
R1
U1
U2
I2
I1
I1
I
I2
R2
R1
U
　　（1）并联电路中干路电流等于各支路电流之和．
I=I1+I2+…+In
　　（2）并联电路中各支路两端电压相等．
U=U1=U2=…=Un
3．并联电路中的电流、电压规律
前面我们已经学习了串联和并联电路 电流、电压的规律．那么，电阻串联或并联时，总电阻是比原来大了还是小了？
实验1：将一个定值电阻R接在如图所示的电路中,闭合开关，观察灯泡的亮度.
实验2：再将两个同样阻值的电阻R串联起来，接在电路中.重复前面的实验.
R
R
R
一
电阻的串联
新课讲解
当没有将电阻接入电路中时，灯泡最亮；将一个电阻接入电路中时，灯泡的亮度变暗；将两个电阻接入电路时，灯泡的亮度更暗.
归纳与小结
由于导体的电阻与导体的长度有关，且导体越长，电阻越大，电阻串联后，相当于导体的长度增加，故其总电阻会增大.
实验3：将两个同样阻值的电阻并联起来，接在如图所示的电路中，闭合开关，观察灯泡的亮度，并跟接入一个电阻时（实验1）灯泡的亮度进行比较．
R
R
二
电阻的并联
灯泡的亮度比接入一个电阻时更亮.
归纳与小结
由于导体的电阻与导体的横截面积有关，且导体的横截面积越大，电阻越小，电阻并联后，相当于导体的横截面积增加，故其总电阻会减小.
1.电阻的串联
由欧姆定律得：
由串联电路可知：
所以：
即：
串联电路的总电阻等于各电阻之和．
结论：
R1
R2
I
U1
U2
U
三
推导串联、并联电阻公式
U=IR
U1=I1R1
U2=I2R2
U =U1+U2 I=I1=I2
IR=I1R1+I2R2
R=R1+R2
(1)电流表为什么必须串联在被测电路中？
(2)测量电流表为什么不能直接接在电源的两端？
(1)串联电路中电流处处相等．
(2) 电流表内阻很小．直接接到电源两端时，通过的电流太大，会损坏电流表．
2.电阻的并联
由欧姆定律得：
由并联电路可知：
I=I1+I2 U =U1=U2
所以：
即：
并联电路总电阻的倒数等于各电阻倒数之和．
结论：
I =
U
R
I1=
U1
R1
I2 =
U2
R2
U1
R1
U2
R2
I
↑
→
I1
I2
→
(1)电压表为什么必须并联在被测用电器两端？
(2)电压表为什么能直接测量电源的电压？
(1)并联电路中各支路两端电压相等．
(2) 电压表内阻很大．直接接到电源两端时，通过的电流很小，不会损坏电压表．
例1 如图所示，已知 I = 4.5 A，I2= 0.9 A，电源电压为 36 V，那么灯 L1 的电阻 R1 多大？
解析: 因为灯L1和灯L2并联 ，
　　 所以 I = I1 + I2 ；
　　　 I1 = I - I2
= 4.5 A -0.9 A
= 3.6 A
　　 而 U1 = U2 =U= 36 V
L2
I2
I
36 V
L1
I1
故R1=　 =　　 　= 10 Ω
U1
I1
36 V
3.6 A
　　电路图
例2 实验室中如果没有电流表，只有电压表．如何测量未知电阻？
R0
V
　　因为 Rx 和 R0 串联 ，所以
　　测电阻的原理
=
U0
R0
Ux
Rx
Rx=
U0
I0
R0
　　实验步骤
　　（1）按电路图连接电路，并将电压表指针调零．
　　（2）闭合开关 S 测出 Rx 两端电压为 Ux ．
　　（3）断开开关 S ，将电压表接到 R0 两端，闭合开关测出 R0 两端电压 U0 ．
　　（4）断开开关整理实验器材．
　　电路图
R0
Ix
I0
A
Rx
A
例3 实验室中如果没有电压表，只有电流表．如何测量未知电阻？
　　因为Rx和R0并联
　　测量原理
　　∴ IxRx =I0 R0
Rx=
I0
Ix
R0
　　实验步骤：
　　（1）将电流表指针调零，按电路图连接电路．
　　（2）闭合开关，记录电流表 R0 的电流为 I0 ．
　　（3）断开开关，将电流表接到 Rx 的支路并记录电流表的示数为 Ix ．
　　（4）断开开关整理实验器材．
R0
Ix
I0
A
Rx
A
R1一定
例4 变阻器的滑片 P 向右移动过程中，三个电表的示数如何变化？
分析：
＿＿＿＿；
示数变大
V2
V1
A
示数变小
＿＿＿＿；
＿＿＿＿．
R2 ↑→ R ↑→I↓= I1 ↓ = I2
U1 ↓
U2 ↑
U不变
A
R1
R2
S
P
V2
V1
示数变小
三
动态电路分析
例5 如图所示，已知 I =4.5 A，I2 = 0.9 A，电源电压为 36 V，那么灯 L1 的电阻 R1 多大？
解析:
　　因为 灯 L1 和灯 L2 并联
　　∴ I = I1 + I2
　　　 I1 = I - I2 = 4.5 A - 0.9 A = 3.6 A
　　 而 U1 = U2 = U = 36 V
L2
I2
I
36 V
L1
I1
　　故
R1=　　=　　 　= 10 Ω
U1
I1
36 V
3.6 A
故障2：电流表和电压表的指针偏转角度很小.
判断：①电压表和电流表的量程可能都选择过大；
②电源电压可能过低．
故障1：电流表与电压表的指针反向偏转.
判断：电流表和电压表的“+”、“-”接线柱接反.
做电学实验过程中,若出现下列故障,请帮助分析其中的原因.
故障3：电流表指针超过最大值.
判断：①量程可能选择过小；
②电路中可能出现短路．
四
电路故障分析
故障4：滑动变阻器滑动时，电表示数及灯泡亮度无变化.
判断：滑动变阻器没有 “一上一下”连接.
故障5：闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表无示数.
判断: ①滑动变阻器阻值太大;
②接触不良或灯丝等断开;
③电源等原件可能损坏；
故障6：闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转（或示数等于电源电压）.
判断：灯泡的灯丝可能断了或灯座与灯泡接触不良.
例6 小东同学做测量灯泡电阻实验，连接电路后闭合开关，发现灯不亮，电流表无示数，电压表示数为电源电压．则
故障原因可能有几种？请写出三种灯泡不亮的原因．
（1）电压表串联在电路中了；
（2）小灯泡断路；
（3）连接小灯泡两端的导线或接线柱断路.
串联电路 并联电路
电
路
图
电流
电压
电阻
电压与电流分配关系
I =I1+I2
U =U1+U2
U =U1=U2
R =R1+R2
1/R =1/R1+1/R2
I = I1 =I2
I I1
U
U2
U1
R2
R1
I
U1
U2
U
I2
I1
R2
R1
分压电路
分流电路
I1 R2
I2 R1
=
I2
课堂小结
U1 R1
U2 R2
=
1.在“测量小灯泡的电阻”
的实验中，某同学在连接电路时，
不小心将电流表和电压表接错了
位置，如图所示．闭合开关可能
出现的现象是 ( )
A．电流表烧坏，电压表示数为0
B．小灯泡烧坏
C．电流表示数为0，电压表示数为电源电压值　
D．电流表示数为0，电压表示数为0
C
V
A
L
R
S
课堂训练
2.如图所示的电路中，电源电压为 12 V．闭合开关后，电流表的示数为 0.4 A，电压表的示数为 8 V，则电阻 R2 的阻值是 ____Ω．将滑动变阻器 R1 的滑片向右移动，电压表的示数将变____．
10
大
3.在“探究串联电路的电压”实验中，
小涵同学设计了如图所示的电路．
（1）在连接电路中，开关应处于______（选填“闭合”或“断开”）状态．
断开
（2）根据如图连接好电路，闭合开关后，她发现两只灯泡都不亮，且电压表示数为 0，若只有 L1或L2中的一处发生故障，则故障是_______（选填“L1断路”“L1短路”或“L2断路”或“L2短路”）．
（3）排除故障后，测量一组数据便得出：在串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和．其实验存在不合理之处是___________________．
一组数据具有偶然性
L2断路
4.如图所示，R2=20 Ω，电流表的示数为 0.6 A,电压表的示数为12 V．求：
（1）R1的阻值．
　　（2）并联电路总电流 I．
　　（3）并联电路总电阻 R．
解：（1）
　　（2）
　I=I1+I2=0.6 A+0.4 A=1 A.
　　（3）
R2
R1
A
V
12 V
R1 =　　=　　　= 20 Ω.
U
12 V
0.6 A
I2 =　　=　　　 = 0.4 A.
U
R2
12 V
30 Ω
R=　　=　　　 = 12 Ω.
U
I
12 V
1 A
I1