12.3 串、并联电路中的电阻关系
【学习目标】:
1、了解运用欧姆定律和电路特点推导串、并联电路中电阻关系的过程
2、掌握串、并联电路中电阻的关系(特点)
3、会用串、并电路中电阻的关系进行简单计算
4、通过实验了解等效的研究方法
【学习重点】
1、串、并电路中电阻的关系
2、会用串、并联电路中电阻关系进行简单的计算
【时间安排】
1课时
【学习过程】
一、自主预习
两个小孩共同提起一桶水,一个大人也能提起这桶水。一个大人的作用效果与另两个小孩的作用效果相同。也就是说一个力的作用效果与另外两个力的作用效果是等效的。
学习任务一:弄清什么是等效电阻
阅读教材93页“问题与思考”
1、图12-6甲、乙两图中电压有什么关系?____________________
2、图12-6甲、乙两图中电流有什么关系?____________________
3、在电压相同的情况下,甲、乙两图中电流表的示数相同,这表明两个电阻R1和R2共同对电流所产生的效果与一个电阻R对电流产生的效果有什么关系?_______________
猜想:电阻R1、R2与电阻R的大小有什么关系?_________________________
二、合作探究
探究1;串联电路中电阻的关系(特点)(以推导过程展示)
1、串联电路中的电阻关系:
①电路图:
②串联电路中的电阻关系推导:
串联电路的特点是:电流______________________,总电压等于______________________。
即:I___________I1___________I2
U=___________+___________.................................①式
根据欧姆定律有:
U1=______________________.........................................②式
U2=______________________..........................................③式
用R表示R1 、R2的总电阻(等效电阻),则左图等效为右图。
对于右图,根据欧姆定律有:
U =______________________..........................................④式
把②式、③式、④式带入①式有:
I R =______________________+______________________
整理得:
R =______________________+______________________
从而,我们可以总结出串联电路中的电阻关系:串联电路中,等效电阻(总电阻)等于各串联电阻之________。
强化练习 例1、把一个3Ω的电阻R1和一个6Ω的电阻R2串联在电路中,如图所示,电源两端的电压为6V。这个电路中的电流是多大?
注意
(1)把几个导体串联起来,相当于增加了导体的__________,其总电阻一定比任何一个导体的电阻__________.(串联电阻的实质)串联电阻越多总阻就越__________。
(2)当有多个电阻串联时,应有R=R1+R2+…+Rn,n个阻值均为R0的电阻串联,其总电阻为R=__________R0.
(3)根据欧姆定律和串联电路的电流特点.不难推出U1 /U2 =R1 / R2,这说明:串联电路中,电压的分配与电阻成正比.(分压原理)
例2:把0.1Ω,10Ω的电阻串联接入电路,总电阻为多少?把5Ω,30Ω的2个电阻串联接入电路,总电阻为多少?
例3:若在串联电路中R1:R2=2:3,则U1:U2=?; I1: I2=?
探究2:并联电路中电阻之间的关系(特点)(以推导过程展示)
2、并联电路中的电阻关系:
①电路图:
②并联电路中的电阻关系推导:
并联电路的特点是:电流规律________________________,电压规律________________________。
即:U________U1________U2
I=________+________…………………………………………… ①式
根据欧姆定律有:
I1 = U1 / R1 ………………………………………………………②式
I2 = U2 / R2 ………………………………………………………③式
用R表示R1 、R2的总电阻(等效电阻),则左图等效为右图。
对于右图,根据欧姆定律有:
I=________________…………………………………………………………④式
把②式、③式、④式带入①式有:
整理得:
从而,我们可以总结出并联电路中的电阻关系:并联电路中,等效电阻(总电阻)的倒数等于各并联电阻的倒数之________。
强化练习 例1、把一个3Ω的电阻R1和一个6Ω的电阻R2并联在电路中,它们的等效电阻是多大?如果电源两端的电压为3V,则电路中的总电流是多大?
注意:
(1)并联电路的总电阻相当于增大了导体的________,总阻比其中任何一个导体电阻都________。(并联电阻的实质) 并联电阻越多总阻就越________________。
(2)当有多个电阻并联时,应有:________________, n个阻值均为R0的电阻并联,其总电阻为R=________R0.
(3)不管是并联电路还是串联电路,只要其中一个电阻变大,则电路中的总电阻变________。
(4)并联电路中各支路中电流大小与其电阻成反比,I1:I2=R2:R1,即越大的电阻分得的电流越________。
例2:把1Ω,1000Ω的电阻并联接入电路,总电阻为多少?有1Ω大吗?把10Ω,30Ω的3个电阻并联接入电路,总电阻为多少?
例3:若在并联电路中R1:R2=2:3,则U1:U2=?; I1: I2=?
三、达标测评
A 1、电阻R1与一个40Ω的电阻串联后, ( http: / / www.21cnjy.com )它们的总电阻为100Ω,则R1的阻值是__________ Ω,若在A、B两端接上60V的电压,则通过R1的电流是_________ A。
B 2、如图,当滑动变阻器的滑片P由a向b ( http: / / www.21cnjy.com )移动时,变阻器联入电路的阻值变__________,电路中的总阻值变__________,电路两端的总电压不变,则电流表的读数变__________,电压表的读数变__________。
B 3、如图是两个阻值不同的电阻的电流随电压变化的I – U图线,从图中可知 ( )
A、R1 > R2
B、R1 < R2
C、R1 、R2串联后的等效电阻I – U图线在区域Ⅱ内
D、R1 、R2并联后的等效电阻I – U图线在区域Ⅱ内
B 4、电阻R1=4Ω,R2=6Ω,并联后接在电压不变的电源上,干路中的电流为2A,
求:(1)电源电压是多少?
(2)通过R1、R2的电流分别是多少?
B 6、一只灯泡正常发光时其两端电压为8V,通过它的电流为0.4A,现将该灯泡接在12V的电源上,为使其正常发光,还应串联一个多大的电阻。
C 7、如图所示的电路中,电源电压为9V且不变,电阻R1=12Ω,R2=6Ω,在以下情况中电流表的示数各是多少?
(1)S1、S2都断开时。
(2)S1、S2都闭合时。
(3)S1闭合,S2断开时。
四、学习收获
1、这节课,我知道了什么
2、学会了什么方法?
推导依据:欧姆定律、串联电路特点
串联电路中的电阻关系
关系:______________________
推导依据:欧姆定律、并联电路特点
并联电路中的电阻关系
关系:______________________