第十五章　第四节　电阻的串联和并联教案 2024-2025学年物理沪科版九年级全一册

*第四节　电阻的串联和并联
【重点难点】
重点:串、并联电路中总电阻和分电阻的“等效替代”关系。
难点:根据串、并联电路电流、电压、电阻的关系,结合欧姆定律能够对简单的电路问题进行计算分析。
【教学准备】
教师准备:多媒体课件、学生用电流表、学生电源、阻值相同的定值电阻三个、开关一个、导线若干。
学生准备:学生用电流表、学生电源、阻值相同的定值电阻三个、开关一个、导线若干(学生分组实验,6人一组,共分8个小组)。
【教学设计】
【情境引入】
一电工制作电器,需要5 kΩ和20 kΩ的电子元件各一个,而手头上只有10 kΩ的电子元件,用10 kΩ的电子元件怎样才能得到5 kΩ和20 kΩ的电子元件呢
【新课教学】
一、电阻的串联
1.实验探究:
提出问题:
电阻串联之后,总电阻是增大还是减小
猜想与假设:
导体的电阻与导体的长度有关,导线越长电阻越大。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都大。
进行实验与收集证据:
(1)将一个定值电阻R接在如图所示电路的A、B之间,闭合开关,观察电流表的示数。
(2)将两个同样的定值电阻R串联起来,接在图中的A、B之间,闭合开关,观察电流表的示数。
(3)在A、B之间换上三个串联着的同样阻值的电阻R,闭合开关前先预计一下电流表的示数会怎样变化,再闭合开关,看看自己的预测是否正确。
数据分析与处理:电流表的示数一次比一次小,而电路两端的电压保持不变,说明电路中的总电阻在增大。
实验结论: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:
如图所示,两电阻R1、R2串联,两电阻串联后的总电阻为R,那么,总电阻R与R1和R2在数值上有什么关系呢
由欧姆定律可知,U1=I1R1,U2=I2R2,U=IR。
根据U=U1+U2,就有IR=I1R1+I2R2,
串联电路中有I=I1=I2,
所以R=R1+R2,
即两个串联电阻的总电阻等于各分电阻之和。
3.知识拓展:
(1)当有n个电阻R1、R2、R3…Rn串联时,总电阻R=R1+R2+R3…+Rn。
(2)n个相同的电阻R0串联,总电阻R=nR0。
(3)几个电阻串联,其中一个电阻增大,则总电阻随着增大。
(4)要使电路中的总电阻增大,可采用电阻串联的方法。
4.串联电路中电流、电压、电阻的关系:
根据欧姆定律使用时的“同一性”,即电流、电压和电阻必须是同一个导体或同一段电路上的三个量,才能满足I=的关系,据此就可以对相关物理量的大小进行推导计算,但必须还要把握以下关系:
电阻串联时有:I=I1=I2,U=U1+U2,R=R1+R2。
电阻串联时有:=,即串联电路中,各电阻两端的电压与电阻的大小成正比,这就是串联分压的原理。
二、电阻的并联
1.实验探究:
提出问题:
电阻并联后,总电阻是增大了还是减小了
猜想与假设:
两段导体并联在一起,相当于导体的横截面积变大,因此,其电阻值可能会变小。
进行实验与收集证据:
(1)将一个定值电阻R接在图中的A、B之间,闭合开关,观察电流表的示数。
(2)将两个同样的定值电阻R并联起来,接在图中的A、B之间,闭合开关,观察电流表的示数。
(3)在A、B之间换上三个并联的定值电阻R,闭合开关,观察电流表的示数。
数据分析与处理:电流表的示数一次比一次大,而电路两端的电压保持不变,说明电路中的总电阻变小。
实验结论:电阻并联后总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值小。
2.理论推导:
如图所示,两电阻R1、R2并联,两电阻并联后的总电阻为R,那么,总电阻R与R1和R2在数值上有什么关系呢
由欧姆定律可知,I=,I1=,I2=,
根据I=I1+I2,就有=+,
并联电路中有U=U1=U2,
所以=+,
即两个并联电阻的总电阻的倒数,等于两个分电阻的倒数之和。
3.知识拓展:
(1)当有n个电阻R1、R2、R3…Rn并联时,就有=++…+。
(2)n个相同的电阻R0并联,总电阻R=。
(3)几个电阻并联,其中一个电阻增大,则总电阻随着增大,反之变小。
(4)要使电路中的总电阻变小,可采用电阻并联的方法。
4.并联电路中电流、电压、电阻的关系:
根据欧姆定律使用时的“同一性”,即电流、电压和电阻必须是同一个导体或同一段电路上的三个量,才能满足I=的关系,据此就可以对相关物理量的大小进行推导计算,但必须还要把握以下关系:
电阻并联时有:U=U1=U2,I=I1+I2,=+。
电阻并联时有:=,即并联电路中,各电阻分到的电流与电阻的大小成反比,这就是并联分流的原理。
【课堂小结】
通过本节课的学习,你有什么收获与体会 请每一位同学对自己在本节课的学习情况进行评估,然后教师归纳并投影本节内容。
布置作业
巩固本节知识,总结串、并联电路的电流、电压、电阻的规律。
【板书设计】
*第四节　电阻的串联和并联
1.串联电路的总电阻等于各串联电阻的阻值之和
公式:R=R1+R2
(电阻串联相当于增加导体的长度,总电阻比各个分电阻都大。)
2.并联电路的总电阻的倒数等于各个并联电阻的倒数之和
公式:=+
(并联电阻相当于增加导体的横截面积,电阻并联后总电阻比任何一个分电阻的阻值小。)