北师大版九年级物理上册 12.3串、并联电路中的电阻关系 课件(共21张PPT)

(共21张PPT)
第十二章第三节
串、并联电路中的电阻关系
自主学习
你认为两个电阻串联后，总电阻会 ，两个电阻并联后总电阻会 。
自己设计一个探究串联电路总电阻的电路。
按照教材中的方法推导串联电路总电阻与分电阻的关系。
试推导并联电路总电阻与分电阻的关系。
一、电阻的串联
1. 实验探究
[提出问题]
电阻串联或并联时，总电阻是比原来大了还是小了？
[猜想与假设]
在A、B之间接 电流I/A 电阻变化情况
单个电阻R
两个同样阻值的电阻R串联
三个同样阻值的电阻R串联
猜想1：几个电阻串联后相当于增加了导体的长度，总电阻应当比各个分电阻大些。
[进行实验与收集证据]
实验电路
猜想2：两个电阻串联总电阻会变小。
[分析论证]
如果用一个电阻R代替两个串联着的电阻R1、R2接入电路后，电路的状态不变，即R两端的电压和通过它的电流都与原来的相同，R就叫做这两个串联电阻R1、R2的总电阻。
并联电阻和它的总电阻也存在这种 “等效代替” 关系。
串联电路的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。
2.理论推导
对于串联电路我们已经掌握了：
串联电路中各处电流相等 I=I1=I2
串联电路两端的总电压等于各部分两端的电压之和 U=U1+U2
让我们通过理论来推导一下，我们还能得到什么呢？
U
I
R1
R2
U1
U2
R
U
I
等效于
由欧姆定律可知：U1=IR1、U2=IR2、U=IR
由U=U1+U2,可得：IR=IR1+IR2 即 R=R1+R2
结论：串联电路的总电阻等于各串联电阻之和
上述结论是由两个电阻串联的电路推导出的，它适用于3个、4个、多个电阻串联的情况吗？
当有n个电阻R1、R2、R3、…、Rn串联时
总电阻：R=R1+R2+R3+…+Rn
知能应用
例题1 将阻值为8Ω的电阻R1与阻值为16Ω的电阻R2串联，串联后的总电阻是多少？若电源电压为12V,则流过R1的电流为多少？
解：见右图
R1与R2串联的总电阻：
R=R1+R2=8Ω+16Ω=24Ω
通过R1的电流：
答：串联后的总电阻为24Ω，流过R1的电流为0.5A
练习1 电阻R1与阻值为36Ω的电阻R2串联，已知总电阻为50Ω，求电阻R1的阻值？若通过两电阻的电流是100mA，求R1两端的电压U1以及电源电压各是多大？
已知：R2=36Ω，
R=50Ω，I=100mA=0.1A
求：R1 U1 U
解：由R=R1+R2得 R1=R-R2=50Ω-36Ω=14Ω
由欧姆定律
U1=I·R1=0.1A×36Ω=3.6V U=I·R=0.1A×50Ω=5V
答：略
二、电阻的并联
将电阻串联，相当于是增加了导体的长度，所以串联电路的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。两个电阻并联又是什么样的情况呢？
猜想：两个电阻并联后，相当于增大了导体的 ，所以，总电阻可能会 。
横截面积
变小
1.理论推导
让我们一起来推导公式：
等效于
R
U
I
I
I1
I2
U
由欧姆定律，可得：
由于I=I1+I2,所以：
结论：并联电路总电阻的倒数，等于各并联电阻的倒数之和。
所以：
思考：当有n个电阻R1、R2、R3、…、Rn并联时，其总电阻为多少？
我们可以推出：
当R1=R2=R0时：
N个阻值均为R0的电阻并联时：
2.实验探究
大家自己来探究电阻的并联好吗？
你设计的实验：
A
A
B
R
R
R
R
R
R
你的结论：
电阻并联后，总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小
在A、B之间接 电流I/A 电阻变化情况
单个电阻R
两个同样阻值的电阻R串联
三个同样阻值的电阻R串联
例题2 用电器甲的电阻20Ω，用电器乙的电阻为80Ω，将它们接在电压为16Ｖ的电源上，求此并联电路的总电阻，总电流，以及通过甲、乙两个用电器的电流。
Ｕ
Ｉ
Ｉ１
Ｉ２
Ｒ１
Ｒ２
解：设总电阻为R，总电流为I。
先求总电阻：由1/R=1/R1+1/R2
得1/R=1/20Ω+1/80Ω R=16Ω
根据欧姆定律，总电流I=U/R=16V/16Ω=1A
因为总电压与两用电器两端的电压相等，
所以： I1=U/R1=16V/20Ω=0.8A，
I2=U/R2=16V/80Ω=0.2A
答：略
练习2 已知R1=20Ω与R2并联后的总电阻是12Ω，则电阻R2的阻值为多少欧？若通过电阻R1的电流是0.3A,则电源电压多大？
已知：R1=20Ω，R=12Ω，I1=0.3A
求：R2 U
解: 由
R2=30Ω
U=U1=I1·R1=0.3A×20Ω=6V
答：略
可得
1．串联电路中各处的电流 ，总电压U与各导体两端电压U1和U2的关系是 ，总电阻R与各部分电阻R1与R2的关系是 。
2．R1=20Ω, R2=50Ω将这两个电阻串联起来，其总电阻为 。n个阻值均为R的电阻串联起来，总电阻是 。
3．电阻R1与R2串联在电路中，已知R1:R2=3:2，则通过的电流之比I1:I2=______，电阻两端的电压之比U1:U2=_______。
4．几盏相同的电灯并联在电路中，若电路两端的电压不变，通电的电灯越多，则电路中的总电阻越　　　　，干路中的电流越　　　　。
5．将电阻R1与R2并联在电路中，R1 = 5Ω，R2= 7Ω，通过两电阻的电流之比I1 :I2 =_______，两电阻的电压之比U1 :U2 =_______。
6．如右图所示的电路中，电源电压恒
定不变，当开关K闭合时（　　）
A．电压表示数变小，电流表示数变小，
灯变暗
B．电压表示数变大，电流表示数变大，灯变亮
C．电压表示数不变，电流表示数不变，灯的亮度不变
D．电压表示数不变，电流表示数变小，灯变暗
7．两个阻值相同的电阻，串联后的总电阻与并联后的总电阻之比是（ ）
A．4:1 B．1:4 C．2:1 D．1:2
8．一把电烙铁正常工作时的电阻是720Ω，通过的电流是0.1A，问必须给它串联一个多大的电阻才能把它接到220V的电源上。
9．在图示电路中，R1=10Ω，R2=20Ω，闭合开关后，电流表的示数为0.3A。
（1）电阻R1两端的电压是多少？
（2）通过R2的电流是多少？
答案
1、相等；U=U1+U2；R=R1+R2 2、70Ω；nR
3、1:1 ； 3:2 4、小；大
5、7:5 ； 1:1 6、C 7、A
8、解：如图，设R1=720Ω，I=0.1A，U=220V
U1=I·R1=0.1A×720Ω=72V
U2=U-U1=220V-72V=148V
R2= = =1480
答：略
9、解：U1=I1·R1=0.3A×10Ω=3V
U2=U1=3V
I2= = =0.15A 答：略
我们的收获：
1.电路中总电阻与分电阻的关系：等效代替
2.串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。R=R1+R2
3.并联电路总电阻的倒数，等于各并联电阻的倒数之和 1/R=1/R1+1/R2