17.4　欧姆定律在串、并联电路中的应用(第1课时) 课件 2022-2023人教版物理九年级上册(共28张PPT)

(共28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(第1课时)
在计算过程中各物理量值对应于_____导体在_____时刻所具有。
同一
同一
公式：
变形式：
欧姆定律：
导体中的电流
跟导体两端的电压成
跟导体的电阻成
正比
反比
I =
U = IR
R =
学习目标
推导串联电路分压的规律.
(重难点)运用串联电路分压的规律解决电学问题.
知识链接：欧姆定律、串联电路电流、电压的特点.
课前预习
串联电路中的电流、电压规律是什么？
（1）串联电路中电流______________；
处处相等
之和
I=I1=I2=...=In
（2）串联电路中的总电压等于各部分电路的电压________。
U=U1+U2+...+Un
I1
I2
R1
R2
I
U2
U1
U
S
串联电路中电阻的关系
知识点　串联电路电阻的特点
如图，串联电路中两个电阻的阻值分别为R1、R2.
求：(1)串联后的总电阻R；
(2)R1和R2两端的电压U1、U2之比.(用R1、R2表示)
课堂导学
解：根据欧姆定律，可得：
U＝IR，U1＝　 　，U2＝　 ；
由于U＝U1+U2，因此IR＝　 +　 　，因为串联电路中各处电流相等，I＝　 　＝　 　，所以R＝　 　，U1∶U2＝　 　＝　 　.
　R1∶R2　
　I1R1∶I2R2　
　R1+R2　
　I2　
　I1　
　I2R2　
　I1R1　
　I2R2　
　I1R1　
【思路点拨】(1)对于多个电阻(R1、R2、R3、…、Rn )串联，同样可以得到：R＝　 　.
(2)对于n个相同的电阻R0串联，同样可以得到：R＝　 　.
(3)利用“影响电阻大小的因素”来解释：把几个导体串联起来，相当于增加了导体的　 　，所以串联电路总电阻比任何一个导体的电阻都　 　，总电阻也叫串联电路的等效电阻.
(4)串联电路分压的规律：U1∶U2＝　 　；该式子表明，在串联电路中，电压的分配跟电阻成　 　比.
　正　
　R1∶R2　
　大　
　长度　
　nR0　
　R1+R2+R3+…+Rn　
【例1】在“探究一定电压下，电流与电阻的关系”实验中，老师提供的实验器材有：电源(电压恒为6 V)，电流表、电压表各一个，开关一个，滑动变阻器一个，四个定值电阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω).
(1)小李实验时，在a、b间先接入5 Ω的电阻，闭合开关，移动滑片P，使电压表的示数为2 V，并记下相应的电流值；再改接10 Ω的电阻，此时滑片P应向　 　(选填“E”或“F”)端移动，使电压表的示数保持2 V不变.
(2)小李为完成用四个定值电阻进行实验，他应选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于　 　.
　40 Ω　
　F　
【思路点拨】探究“电流与电阻的关系”实验中，应控制电阻两端的电压不变，根据串联电路的分压关系，求出定值电阻阻值最大时滑动变阻器的阻值，从而确定滑动变阻器的选择规格.
【变式训练1】如图所示，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器，V1、V2为实验室用电压表(接线柱上标有“－”“3”“15”)，
闭合开关后，调节滑片P，使两电压表指针所指位置相同.
则通过两电阻电流之比为　 　，R0与R1两端电压之比
为　 　，R0与R1的阻值之比为　 　.
　1∶4　
　1∶4　
　1∶1　
【例2】如图甲所示，电源电压不变，闭合开关S，当变阻器R2的滑片P从b端滑到a端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示，则下列选项正确的是( )
①R1的阻值为10 Ω　②变阻器R2的最大阻值为25 Ω　
③电源电压为3 V　④电压表示数为2 V时，R2的阻值为5 Ω
A.只有①②③正确　
B.只有①②④正确
C.只有①③④正确　
D.只有②③④正确
C
A.图线A是电阻R1的I－U
关系图象　
B.R1的阻值是20 Ω
C.电源电压为10 V　
D.滑动变阻器R2的最大阻值为30 Ω
【变式训练2】如图甲所示电路，电源电压保持不变.闭合开关，当滑动变阻器滑片P从最右端滑到最左端过程中，R1的I－U关系图象如图乙中某条图线所示.则下列判断正确的是( )
B
电阻规律呢？
I
I
R1
R2
I
U2
U1
U
S
R
I
U
S
电阻R是R1和R2串联后的总电阻（等效电阻）
根据U=IR得：U1=IR1、U2=IR2
串联电路：U=U1+U2=IR1+IR2
=I(R1+R2)
U=IR
I(R1+R2)=IR
R=R1+R2
串联电路中电阻的关系
串联电路的总电阻有什么特点？
特点是：串联电路的总电阻比任何一个导体的电阻大。
若有n个电阻R1、R2、···、Rn串联，则总电阻等于多少？
R总＝R1＋R2+···＋Rn
n个相同阻值的电阻串联，总电阻 R总＝nR
（总电阻变大）
······
R
R
R
R
n个
串联电路中电阻的关系
串联电路中电压与电阻有什么比例关系？
总结：串联分压，电压之比为电阻的正比
I
I
R1
R2
I
U2
U1
U
S
根据I = 得：
I = =
=
串联电路中电阻的分压作用
A.当滑片向右移时，电流表数变大
B.当电流为0.2 A时，电阻R为0.1 Ω
C.定值电阻两端的电压控制为2 V 不变
D.当电流分别为0.25 A和0.5 A时，接入
电路的电阻之比为1∶2
1.小明用图甲的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”，根据实验数据绘出了I－图象，如图乙.由图可知( )
C
随堂检测
A.滑动变阻器R2接入电路的最小阻值为5 Ω
B.电压表示数变化量的最大值为1 V
C.通过电阻R1的电流最大值为0.6 A
D.滑动变阻器R2调节范围为0~20 Ω
2.小强同学按如图所示电路连接电学器材进行电学实验.已知电源两端电压为6 V且保持不变，电流表量程为0~0.6 A，电压表量程为0~3 V，电阻R1的阻值为10 Ω，滑动变阻器R2的规格为“20 Ω　0.5 A”.将开关S闭合后，为保证电路中各元件正常工作，则以下说法中正确的是( )
B
A.R1两端电压变化范围是0~1 V
B.电压表示数变化范围是1~3 V
C.电流表示数变化范围是0.33~0.6 A
D.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~9 Ω
3.如图所示，电源电压为5 V，电压表量程为“0~3 V”，电流表量程为“0~0.6 A”，滑动变阻器规格为“20 Ω　1 A”，定值电阻R1标有“6 Ω　0.5 A”，在保护电表及其他元件情况下，移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是( )
D
4.酒驾、醉驾会给交通安全带来巨大隐患，便携式酒精测试仪给交警执法带来了极大的便利.如图1所示，是便携式酒精测试仪的原理图，电源电压恒为3 V，Rp是酒精气体传感器，其阻值随酒精气体浓度变化的规律如图2所示，R0是报警器，其电阻值恒定为50 Ω.问：
(1)当气体中酒精浓度为0时，电路中的电流是多少
(2)我国法律规定，当每100 mL的气体中酒精浓度大于或等于20 mg小于80 mg为酒驾，大于或等于80 mg为醉驾.在对某司机的检测中，电压表的示数为2 V，通过计算分析该司机属于酒驾还是醉驾.
解：(1)根据图1可知，酒精气体传感器与报警器串联，电压表测报警器的电压，由图2可知，酒精气体浓度为0时，
RP1＝200 Ω，
根据串联电阻的规律及欧姆定律，气体中酒精浓度为0时，电路中的电流是
I1＝＝0.012 A；
(2)由题意知电源电压不变，电压表示数为2 V，则电路的电流为I'＝＝0.04 A，
由欧姆定律可知电路的电阻：R总＝＝75 Ω
根据串联电阻的规律，RP2＝R总－R0＝75 Ω－50 Ω＝25 Ω，
由图2知酒精浓度大于80 mg/100 mL，该司机属于醉驾.
答：(1)当气体中酒精浓度为0时，电路中的电流是0.012 A；
(2)在对某司机的检测中，电压表的示数为2 V，该司机属于醉驾.
5.如图甲是一种测定油箱内油量的装置图，电流表示数的大小反映油量的多少.R是滑动变阻器，滑杆可以绕O点转动.油箱中的油量从最大降至最小时，浮子带动滑杆从滑动变阻器的最下端移到最上端，电流表的示数也随之改变.电源电压保持不变，R0＝40 Ω，油量随电流表示数变化如图乙所示.求：
(1)电源电压；
(2)滑动变阻器的最大阻值.
解：(1)油箱中油量最大时，滑动变阻器连入电路的电阻为0，电路为R0的简单电路，由图乙知I1＝0.2 A，根据欧姆定律I＝，电源电压：
U＝I1R0＝0.2 A×40 Ω＝8 V；
根据串联电阻的规律，滑动变阻器的最大阻值
Rmax＝R串－R0＝80 Ω－40 Ω＝40 Ω.
答：(1)电源电压是8 V；
(2)滑动变阻器的最大阻值是40 Ω
(2)油箱中油量最小时，滑动变阻器的最大电阻连入电路中，由图乙知I2＝0.1 A，
由欧姆定律，电路的电阻为R串＝＝80 Ω，
欧姆定律在串并联电路中应用
串、并联电阻
串联电路总电阻：R=R1+R2
并联电路总电阻：
串联分压规律
电阻两端电压之比等于电阻阻值之比
U1：U2=R1：R2
并联分流规律
通过各支路电流跟支路电阻成反比
I1：I2=R2：R1
= +
【重难易错】电源两端仅仅接一个10 Ω的电阻时，电流为2 A，再串联一个未知电阻时，电流为0.5 A，则未知电阻的大小为( )
A.10 Ω　 B.20 Ω　 C.30 Ω　 D.40 Ω
错因分析：忽略了欧姆定律三个量中是“同一性”的.
C
易错辨析