17.4 欧姆定律在串、并联电路中的应用 课件(共26张PPT)

(共26张PPT)
第4节　欧姆定律在串、并 联电路中的应用
在物理课外小组活动中，小明要制作一个led灯电路，需要一个150欧的电阻，但现在手头只有几个50欧、100欧两种电阻，猜一猜，他将怎么办呢？
他该怎么办？
例1 如图，电源电压为6V， R1 =10Ω，开关闭合，
（1）当滑动变阻器R接入电路的电阻0Ω时，求电流I；
（2）当R 的阻值为R2 = 50Ω时，求电路中电流I＇和R1 两端电压U1是多少？
解：（1） R = 0Ω时，电路中只有R1
I =　　=　　 = 0.6A
U
R1
6V
10Ω
10 Ω
6 V
R1
R1
R
S
P
10 Ω
6 V
0 Ω
解：（2） 当R2 =50 Ω时，R1和R2串联
R1
R
S
P
10 Ω
6 V
50 Ω
I
10 Ω
50 Ω
6 V
U1 = I R1
U2 = I R2
U =U1 +U2 =I R1 + I R2 =I（R1+R2）
I = 　　 =　　　 = 0.1A
U
（ R1+R2）
6V
10Ω+ 50Ω
U1 = I R1 =0.1 A× 10 Ω = 1V
则：
例1 如图，电源电压为6V， R1 =10Ω，开关闭合，
（2）当R 的阻值为R2 = 50Ω时，求电路中电流I＇和R1 两端电压U1是多少？
I
10 Ω
50 Ω
6 V
I = 　 =　　　 = 0.1 A
U
（ R1+R2）
6V
10Ω+ 50Ω
（2） 当 R2 =50 Ω时，R1和R2串联
猜想：
你能看出R与R1和R2的关系吗？
你能计算出下图中的电阻R的阻值吗？
0.1 A
6 V
R
0.1 A
简化
探究串联电路总电阻与分电阻的关系
你能推导出R与R1 、R2的关系吗？
甲图
乙图
（提示：利用欧姆定律分别写出U1、U2和U的表达式，或写出R1、R2、和R的表达式进行证明）
R
R1 和R2
等效
等效电阻或总电阻
由欧姆定律可知
R1
=I
U1
U2
=I
R2
U
=IR
I R
=IR1+IR2
R=R1+R2
I
U1
U2
U
U
I
R
等 效
R1
R2
又有：U=U1+U2，即
探究1：串联电路的电阻规律
结论：
R=R1+R2
两电阻串联，总电阻等于两分电阻之和。
R1
R2
I
三个电阻串联
n个电阻串联
R=R1+R2+R3
R=R1+R2+…+Rn
串联电路的总电阻等于各分电阻之和
猜想：
串联电路中各用电器两端电压U1、U2与各用电器电阻R1、R2可能存在什么关系？
U1 = I R1 =0.1 A× 10 Ω = 1V
U2 = I R2 =0.1 A× 50 Ω = 5V
I
10Ω
50 Ω
6 V
0.1 A
1 V
5 V
试证：
串联电路中各用电器两端电压U1、U2与各用电器电阻R1、R2的关系
I
U1
U2
=
探究2：串联电路电压分配规律
R1
R2
I
U1
U2
U
=
=
串联电路中各用电器两端电压之比等于各用电器电阻之比
=
例2 如图，电源电压为12V，R1 =10Ω，R2 =40 Ω。 （1）当S断开时，求电流表的示数I；
解：（1）S 断开时，电路中只有R1
I =　　=　　　= 1.2 A
U
R1
12V
10Ω
S
10 Ω
12 V
例2 如图，电源电压为12V，R1 =10Ω，R2 =40Ω。
（2）当S闭合时，求电流表的示数I＇。
解：
　　（2）S闭合时，R1和R2并联
I = I1 + I2= 1.2 A + 0.3 A = 1.5 A
则：
I1 =　　=　　　= 1.2 A
U
R1
12V
10Ω
I2 =　　=　　　= 0.3 A
U
R2
12V
40Ω
S
10 Ω
40 Ω
12 V
进一步思考
解：（1）S 断开时，电路中只有R1
I =　　=　　　= 1.2 A
U
R1
12V
10Ω
　　（2）S闭合时，R1和R2并联
I =　　=　　　= 1.5 A
U
R
12V
R
猜一猜：
并联电路的总电阻与各分电阻可能存在什么关系？
S
10 Ω
40 Ω
12 V
1.5 A
试一试：
你能计算出等效电阻R的阻值吗？
8Ω
12 V
1.5 A
探究并联电路总电阻与分电阻的关系
甲图
乙图
R
R1 和R2
等效
等效电阻或总电阻
你能推导出R与R1 、R2的关系吗？
或：
又有：I总=I1+I2，即
I
U
U
I
R
等 效
I1
I2
R1
R2
探究3：并联电路的电阻规律
I1 =　　
U
R1
I2 =　　
U
R2
I =　　
U
R
U
R1
=　　
U
R
U
R2
+
得到：
结论：两个电阻并联后的等效电阻的倒数等于各分电阻倒数之和。
三个电阻并联
n个电阻并联
电阻并联后总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和
猜想：
并联电路中各支路电流I1、I2与并联的各用电器电阻R1、R2可能存在什么关系？
1.2 A
I1 =　　=　　　= 1.2 A
U
R1
12V
10Ω
I2 =　　=　　　= 0.3 A
U
R2
12V
40Ω
10 Ω
40 Ω
12 V
0.3 A
试证：
并联电路中各支路电流I1、I2与各用电器电阻R1、R2的关系
I1
I2
=
R1
R2
I
I1
I2
U
探究4：并联电路电流分配规律
=
并联电路中通过各用电器的电流之比等于各用电器电阻的反比。
规律 串联电路 并联电路
电流
电压
电阻
电压、电流
分配
I=I1=I2
R=R1+R2
U=U1+U2
I= I1 + I2
U=U1=U2
课 堂 小 结
=
=
想一想：为什么两个电阻串联后的总电阻变大了？
小明现在有几个50欧、100欧的电阻，但是他现在需要一个150欧的电阻，他该怎么办呢？
回头看一看
100Ω
50Ω
100Ω
50Ω
150Ω
两个电阻串联后相当于导体长度增加了
总电阻大于任一串联电阻
想一想：为什么两个电阻并联后的总电阻变小了？
小明现在已经通过串联得到了150欧的电阻，如果他还需要一个25欧的电阻，他又该怎么办呢？
回头看一看
两个电阻并联后相当于导体横截面积增大了
50Ω
50Ω
50Ω
50Ω
25Ω
总电阻小于任一并联电阻
解：由串联电路的特点得：
R=R1＋R2=3 ＋7 =10
根据欧姆定律得：
= = 0.21（A）
所以 I1=I=0.21A
答：通过L1的电流为 0.21A
L1
U=2.1V
R1=3 ，
R2=7 ,
L2
学以致用
1、两灯泡L1、L2的电阻分别是3Ω和7 ，把它们串联起来接入电源电压为2.1V的电路中，则通过L1的电流为多少？
2、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：∵ 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
∴
答：灯L1的电阻是10Ω
L2
I2
I
36 V
L1
I1
R1=　　=　　 　= 10Ω
U1
I1
36 V
3.6 A
判天地之美，析万物之理