【轻松备课】沪科版物理九年级上 第十五章第四节 电阻的串联和并联 教学课件

(共27张PPT)
*第四节 电阻的串联和并联
第十五章 探究电路
1．能运用欧姆定律解决简单的串、并联电路中的电学问题。
2．通过计算，学会解答电学计算题的一般方法，培养学生解答电学问题的良好习惯。
3.知道串、并联电路中总电阻和分电阻的大小关系。
学 习 目 标
　　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
　　表达式
I =
U
R
R=
U
I
U= IR
R
U
I
（必须对应于同一段电路的同一时刻）
变形公式
R（Ω）
单位：
I（A）
U（V）
复 习 提 问
　　（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：
例1 如图所示，R1 =20 Ω，滑动变阻器R2最大阻值为50 Ω，当滑片P滑到最右端时，电流表示数0.2A，求：
（1）电源电压；
（2）串联电路的总电阻。
A
V
R1
R2
S
P
R1和R2两端电压分别为
U1 = I1 R1 = 0.2 A×20 Ω =4V
U2= I2 R2= 0.2 A×50 Ω =10V
电源电压U总 = U1 ＋ U2 =4V＋10V =14V
R总 =　　 =　　　 = 70 Ω
U总
I总
14V
0.2 A
（2）串联的总电阻
解：（1）串联电路中I总 = I1 = I 2= 0.2 A
4.串联电路的计算
20 Ω
50 Ω
0.2A
例2 如图所示，R2=30 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。
R2
R1
A
V
解：（1） R1的阻值
（2） R2的中的电流
并联电路总电流 I=I1+I2=0.6 A+0.4 A=1 A
（3）并联电路总电阻
R1 =　　=　　　= 20 Ω
U
I1
12 V
0.6 A
I2 =　　=　　　= 0.4 A
U
R2
12 V
30 Ω
R=　　=　　　 = 12 Ω
U
I
12 V
1 A
5.并联电路的计算
30 Ω
0.6 A
12 V
[猜想与假设]
在、之间接 电流/A 电阻变化情况
单个电阻
两个同样阻值的电阻串联
三个同样阻值的电阻串联
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。
猜想2：两个电阻串联总电阻会变小。
实验电路
实验表格：
新 课 讲 解
一、电阻的串联
[分析论证]
如果用一个电阻代替两个串联着的电阻1、2接入电路后，电路的状态不变，即两端的电压和通过它的电流都与原来的相同，就叫做这两个串联电阻1、2的总电阻。
串联电路的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。
[结论]
电阻串联相当于增大导体的长度。
串联总电阻比任何一个分电阻都大。
R1
R2
R串
理论推导
（1）等效替代法
（2）串联电路的总电阻与分电阻的关系
R1
R2
U1
U总
U2
由欧姆定律变形公式可得：
U1=IR1 U2=IR2 U总=IR总 串联电路中：U总=U1+U2
即：IR总=IR1+IR2 R总=R1+R2
结论：串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。
I
I
I
R总
I
U总
例题
将阻值为8Ω的电阻与阻值为16Ω的电阻串联，串联后的总电阻是多少？若电源电压为12V,则流过的电流为多少？
解：如图所示
与串联的总电阻：
8Ω+16Ω=24Ω
通过的电流：
1.实验探究
实验电路：
A
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、之间接 电流/A 电阻变化情况
单个电阻
两个同样阻值的电阻并联
三个同样阻值的电阻并联
二、电阻的并联
实验表格：
电阻并联相当于增大导体的横截面积。
并联总电阻比任何一个分电阻都小。
R并
R1
R2
2.理论推导
（1）等效替代法
R1
R2
U
I1
I总
I2
由欧姆定律可得：
并联电路中：I总=I1+I2
结论：并联电路总电阻的倒数等于各个并联电阻的倒数之和。
（2）并联电路的总电阻与分电阻的关系
I总
R总
U
R1
U
I1＝
R2
U
I2＝
R总
U
I总＝
R总
U
R1
U
＝
R2
U
+
R总
1
R1
1
＝
R2
1
+
例题2
用电器的电阻20Ω，用电器的电阻为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。
解：设总电阻为，总电流为。
先求总电阻：由=+得
= =16Ω
根据欧姆定律，总电流==1A
因为总电压与两用电器两端的电压相等，
解得1==0.8A， 2==0.2A
1．串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。
R串＝ R1＋ R2
2．并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和。
n个阻值相同的电阻R0串联，总电阻
n个阻值相同的电阻 R0并联，总电阻
R串=nR0
R并
R1
R2
1
1
1
＝
＋
R1R2
R并=
R1+R2
R0
R并=
n
总结
串联电路 并联电路
电 路 图 　　
电流
电压
电阻
电压、电流分配关系
I1
I2
I
I1
I2
I
R1
R1
R2
R2
I = I1 =I2
I =I1+I2
U =U1+U2
U =U1=U2
R =R1+R2 R = nR0
R并
R1
R2
1
1
1
＝
＋
R =
n
R0
U2
R2
U1
R1
＝
I2
R1
I1
R2
＝
例3 如图所示，电阻R1为10Ω，电源两端电压为6V。开关闭合后，求：
（1）当滑动变阻器R2接入电路的电阻为50Ω时，通过电阻R1的电流I ；
（2）当滑动变阻器R2接入电路的电阻为20Ω时，通过电阻R1的电流I′。
R1
R2
S
P
解:由图可知，R1与R2串联。
（１）串联的总电阻是R=R1+R2=10Ω+50Ω=60Ω
I= 　 　=　　　 　= 0.1 A
U
R
6 V
60 Ω
通过R1的电流为
（２）串联的总电阻是R ′ =R1+R2 ′ =10Ω+20Ω=30Ω
通过R1的电流为
I ′ = 　 =　　　 = 0.2 A
U
R ′
6 V
30 Ω
三、串并联电路的计算
　　例4 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？灯L2的电阻R2以及并联的总电阻多大？
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
L2
I2
I
36 V
L1
I1
R1=　　　=　　 　　= 10 Ω
U1
I1
36 V
3.6 A
R2=　　=　　 　= 40 Ω
U2
I2
36 V
0.9 A
R总=　　=　　 　　= 8Ω
U
I
36 V
4.5A
R1一定
　　例5 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
四、电路动态分析
　　求解电路计算题的步骤
　（1）根据题意分析各电路状态下电阻之间的连接方式，画出等效电路图。
　（2）通过审题，明确题目给出的已知条件和未知量，并将已知量的符号、数值和单位，未知量的符号，在电路图上标明。
　（3）每一步求解过程必须包括三步：
写公式——代入数值和单位——得出结果。
课 堂 小 结
1．一个小灯泡阻值为10Ω，正常工作时的电流为0.4 A，现要将其接入12 V 的电路中，要求仍能正常发光，则应_______联一个阻值为________Ω的电阻。
2．甲乙两电阻之比为2：1，将它们串联在电路中时，它们两端的电压之比为（ ）
A．1：2 　　 B．2：1
C．1：1 　　 D．无法比较
B
串
20
当 堂 检 测
３．下列几组电阻并联后，等效阻值最小的一组是（ ）
A．30Ω和15Ω B．20Ω和25Ω
C．10Ω和35Ω D．5Ω和40Ω
D
４．如图所示，AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，将它们串联后连入电路中。比较这两段导体两端的电压及通过它们的电流的大小，有（ ）
　A．UAB＞UBC　　IAB＜IBC B．UAB＜UBC　　IAB ＝ IBC
　C． UAB＞UBC　　IAB＝IBC D．UAB＝UBC　　IAB＜IBC
C
5.串联电路中有两个电阻，阻值分别为5 和10 ，将它们接在6V的电源上，那么流过它们的电流会是多大？
流过两个电阻的电流都是0.4A。
解：
6.两个电阻串联在一个电路中，电路两端的电压是27V，两个电阻的阻值分别是3 和6 ，请计算出每个电阻两端的电压。
解：
再见