初中物理人教版九年级全册第1节 电流与电压和电阻的关系获奖课件ppt

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第十七章 欧姆定律
夜幕下，彩灯勾画出古镇建筑的轮廓。电灯发光时，电流在电路中静静地“流淌”。你是否想过，电流的流动遵循怎样的规律？电流、电压、电阻各自扮演着什么角色？它们之间的关系又如何呢？现在就让我们来探究其中的奥秘。
第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用
01. 欧姆定律在串联电路中的应用02. 欧姆定律在并联电路中的应用
1. 能运用欧姆定律解决简单的串、并联电路问题。2. 通过计算，学会解答电学计算题的一般方法，培养学生逻辑思维能力，培养学生解答电学问题的良好习惯。
1. 欧姆定律：（1）内容：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。（2）数学表达式（3）欧姆定律的应用 ①求电压 ②求电阻
2. 串联电路中的电流、电压规律
（1）串联电路中各处电流相等； I=I1=I2=…=In（2）串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压之和 U=U1+U2+…+Un
3. 并联电路中的电流、电压规律
（1）并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和 I=I1+I2+…+In（2）并联电路中电源两端电压与各支路用电器两端的电压相等 U=U1=U2=…=Un
想一想小华在修理电器时，发现其中一个100Ω的电阻烧坏了，需要摘除更换。但是他店里暂时没有100Ω的电阻，只有200Ω、50Ω的电阻若干个。请你想一想，能否利用其中的电阻组合起来，替代原来100Ω的电阻吗？
串、并电路中电阻有什么规律？学了这节课，就明白了。
一、欧姆定律在串联电路中的应用
一、欧姆定律在串联电路中的应用二、欧姆定律在并联电路中的应用三、课堂总结四、动手动脑学物理五、课堂练习
1. 串联电路中电流的计算根据串联电路电流的规律，通过电阻R1的电流和通过电阻R2的电流相等，都等于I。电阻R1 两端的电压U1=IR1，R2两端的电压U2=IR2。根据串联电路电压的规律U = U1 + U2，有U = IR1 + IR2= I（R1+R2）可求得
串联电路中通过某个电阻的电流或串联电路的电流，等于电源两端电压除以各分电阻之和。
（1）提出问题：两个电阻串联后的总电阻比参与串联的各个电路的阻值大些还是小些？（2）猜想与假设由于导体的电阻与长度有关，导体越长电阻越大。所以两个电阻串联以后，相当于增大了导体的长度，总电阻应当比各个电路都大。
2. 实验探究：串联电路中总电阻与分电阻的大小关系
（3）实验器材 电源（电压为6伏）、5Ω、10Ω、15Ω的电阻、电流表、开关、 导线若干。
（4）进行实验①把电阻R=15Ω的一个电阻接在6V的电源上，闭合开关，用电流表测出电路中的电流，记下数据。
②把电阻R1=5Ω和R2=10Ω串联在6V的电源上，闭合开关，用电流表测出电路中的电流，记下数据。
实验发现：在串联电路中，一个电阻R对电流的阻碍作用与两个串联电阻R1和R2对电流的阻碍作用可以是相同的。串联电路的总电阻等于各串联电阻之和：R=R1+R2
由欧姆定律可知： U1=IR1 U2=IR2 U=IR因为在串联电路中： U=U1+ U2 I=I1=I2所以 R=R1+R2
结论：串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。
3. 理论推导：串联电路中总电阻与分电阻的大小关系
因为电阻串联相当于增大了导体的长度，所以串联电路的总电阻比任何一个分电阻都要大。
几个导体串联后，总电阻为什么会变大呢？
结论：串联电路中各电阻两端的电压与它们电阻的大小成正比.
因为 I1=I2由欧姆定律可知： U1=I1R1 U2=I2R2所以
4. 串联电路的分压特点
生活中常把一节电池的负极和另一节电池的正极连在一起组成电池组。用这样的办法可以把三节或更多的电池串联起来使用。分别测量每节电池两端的电压，然后测量这个电池组两端的电压。它们之间有什么关系？
结论：串联电池组两端的电压等于每节电池两端电压之和 U＝U1＋U2＋U3 ＋…
动态电路就是指电路中的电流、电压或电阻发生了变化，一般情况下，都是反映在电流表与电压表示数的变化。（1）电路中的电流、电压或电阻发生了变化，一般情况下，都是下列几种情况下引起的：①滑动变阻器的滑片P的位置变化引起；②开关的断开或闭合引起；③电路出现的故障（短路和断路）引起。
（2）分析动态电路用到的知识：①欧姆定律；②串联电路中电流、电压及电阻的关系；③滑动变阻器的使用知识；④电流表、电压表的使用知识；⑤短路与断路知识。
【例题1】如图所示是典型的伏安法测电阻的实验电路图，当滑片P向左移动时，电流表A的示数将 ，电压表V的示数将 （均选填“变小”、“不变”或“变大”）。
在串联电路中，当变阻器滑片P向左移动时，R ' 连入电路的电阻变小，电路的总电阻R总＝R＋R ′ 也变小。 根据欧姆定律I＝U/R可知：电源电压U与R不变，故电路中电流I变大，即电流表A的示数变大； R两端的电压即电压表V的示数U1＝IR也变大。
【例题2】在图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S由断开到闭合时，分析电流表与电压表示数的变化情况：______。
①当开关S断开时，R与L串联，电压表测电源电压。电流表测量电路中的电流 I=U/（R+RL）②当开关S由断开到闭合时，灯L被短路，电流表的示数为I=U/R，所以变大；电压表的示数始终为电源电压不变。所以电流表的示数变大，电压表的示数不变。
【例题3】汽车油量表的工作原理图如图所示。R0是定值电阻，R是滑动变阻器，它的金属滑片连在杠杆的一端，根据由_____表改装而成的油量表指针所指刻度就可以知道油箱内油面的高度。
当司机行驶时，油箱内油量下降，R接入电路的电阻值_____，油量表的示数______。（选填“变大”或“变小”）
R0与油量表串联在电路中，所以油量表即电流表。当汽车行驶时，油箱内油量减少，浮标下降，变阻器滑片P上升，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻R总=R+R0变大，由I=U/（R+R0）可知，电路中的电流变小，油量表的示数变小。
【例题4】如图所示，电阻R1 为10Ω，电源两端电压为 6V。开关S 闭合后，求: （1）当滑动变阻器R接入电路的电阻R2为50Ω时，通过电阻R1 的电流I；（2）当滑动变阻器接入电路的电阻R3为20Ω时，通过电阻R1的电流I ′ 。
二、欧姆定律在并联电路中的应用
定值电阻R1和R2并联，电源电压为U.并联电路各支路两端的电压相等 U1=U2通过电阻R1的电流为： I1=U1 /R1通过电阻R2的电流为： I2=U2 /R2并联电路的总电流
1. 并联电路中总电流的计算
并联电路中干路电流等于各支路两端电压除以本支路电阻的和。
（1）并联电路中的总电阻在并联电路中，两个电阻R1和R2对电流的阻碍作用，也可以用一个电阻R替代，若通过这一个电阻的电流与原来两个电阻的总电流相同，则这个电阻R就叫这个并联电路的总电阻。
2. 并联电路中的总电阻和分电阻的关系
（2）理论推导：并联电路中的总电阻和分电阻的关系由欧姆定律知： I1=U1/R1 I2=U2/R2 I=U/R在并联电路中： I=I1+I2 U=U1=U2
结论：并联电路总电阻的倒数，等于各并联电阻的倒数之和。
电阻并联相当于增大了导体的横截面积，所以并联电路的总电阻比任何一个分电阻都要小．
几个导体并联后，总电阻为什么会变小呢？
并联电路各支路两端的电压相等， U1=U2因为 U1= I1R1 U2= I2R2即 I1R1= I2R2所以
3. 并联电路的分流特点
结论：并联电路中，各支路的电流与支路电阻的大小成反比.
并联电路中电流表与电压表示数的变化主要由以下三个方面引起：①滑动变阻器的滑片P的位置变化引起；②开关的断开或闭合引起；③电路出现断路故障引起。
4. 并联电路动态分析
【例题5】在图所示的电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，写出三个电表示数的变化情况：________.
这是并联电路，电压表示数是电源电压不变。 根据：并联电路中各支路电流互不影响，干路的电流等于各支路电流之和。 当滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器R2连入电路的电阻变大，根据I2=U/R2，通过R2的电流变小； 电流表A1的示数为通过R1的电流是不变的； 电流表A是测干路电流的，其示数I=I1+I2，所以示数是变小的。
电压表的示数不变，电流表A1的示数不变，电流表A的示数变小。
【例题6】如图所示，电阻R1为10Ω ， 电源两端电压为12V。开关S闭合后，求:（1）当滑动变阻器R接入电路的电阻R2为 40Ω时， 通过电阻R1的电流 I1 和电路的总电流I； （2）当滑动变阻器接入电路的电阻R3为 20Ω时，通过电阻R1的电流I1′ 和电路的总电流 I′ 。
（2）当滑动变阻器接入电路的电阻R3为 20 Ω时，通过电阻R1的电流I1′ 和电路的总电流 I′ 。
总结：当并联电路中的一个支路的电阻改变时，这个支路的电流会变化，干路电流也会变化，但另一个支路的电流和电压不变。
动画讲解——《欧姆定律在串、并联电路中的应用》
视频讲解——《串、并联电路的等效电阻》
串联电路电流、电压、电阻的规律
串联电路两端的总电压等于各串联用电器两端的电压之和。
串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。
串联电路中，各电阻两端的电压与它们电阻的大小成正比。
串联电路中电流处处相等。
并联电路电流、电压、电阻的规律
并联电路干路中的电流等于各支路的电流之和。
并联电路中各支路两端的电压都相等。
并联电路总电阻的倒数，等于各并联电阻的倒数之和。
并联电路中，各支路电流与支路电阻大小成反比。
1. 把5Ω的电阻R1跟15Ω的电阻R2和一个电流表串联起来，接在电源上，电流表的读数是0.3A，电源的电压是多少？
R1 、R2串联，通过的电流相等，电路的总电阻R=R1 +R2 = 20 Ω +20 Ω= 20 Ω电源电压U=IR=0.3 A× 20 Ω=6V答：电源的电压为6V。
2. 电阻R1与R2并联后接入电路，两端所加电压为24 V，如果R1为80Ω，通过R2 的电流为0.2 A，电路中的总电流是多少？电阻R2的阻值是多少？
（1）由于电阻R1与R2并联，所以 R1与R2两端电压相等为24V，则通过 R1的电流 I1= U/ R1=24 V/ 80Ω=0.3A 干路电流为各支路电流之和，则电路中的总电流 I= I1+I2= 0.3A+ 0.2A= 0.5A（2）R2的阻值 R2= U/ I2=24V/ 0.2A =120Ω
3. 有一个 40 Ω 的电阻，允许通过的最大电流是0.2 A。若将它接在20 V的电源上，该电阻能正常工作吗？为使其正常工作，应串联一个多大的电阻？
4. 如何用一个电流表和一个已知电阻来测量某未知电阻的阻值？小林设计了图所示的电路。实验时，已知R1为20 Ω，在闭合S的情况下，断开S1时电流表的读数是0.15 A，闭合S1时电流表读数是0.21 A。整个实验过程中电池的电压不变，求被测电阻R2的阻值。
由电路图可知，开关闭合前，电路为R1的简单电路，电流表测通过R1的电流，开关闭合后，R1与R2并联，电流表测干路电流；因为并联电路中各支路独立工作、互不影响，故开关S闭合前后，通过R1的电流不变，由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，通过R2的电流为I2=I-I1=0.21A-0.15A=0.06A并联电路中各支路两端的电压相等，根据根据欧姆定律可得，有U=U1=U2=I1R1=I2R2=0.15A×20Ω=3V则R2的阻值
5. 如何用一个电压表和一个已知电阻来测量某未知电阻？小红设计了图所示的电路。实验时，已知R1为40 Ω。在闭合S的情况下，断开S1时电压表的读数是2.0 V，闭合S1时电压表的示数是2.8 V。整个实验过程中电池的电压不变，求被测电阻R2。
当S、S1闭合时，电阻R2被短路，电压表测电源电压，电压表的示数即为电源电压，即U=2.8V当S闭合，S1断开时，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电压表的读数是2.0V，则R1两端的电压U1=2VR2两端的电压U2=U-U1=2.8V-2V=0.8V已知R1为40Ω，由串联电路中处处电流相等，得
1．两个电阻串联，若其中一个电阻增大，则总电阻________；两个电阻并联，若其中一个电阻增大，则总电阻________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
两个电阻串联，总电阻等于两个电阻之和，故其中一个电阻增大，则总电阻变大。 两个电阻并联，总电阻的倒数等于各个电阻的倒数之和，故其中一个电阻增大，则总电阻变大。
2．下列说法错误的是（　　）A．串联电路中，任何一个分电阻总小于串联的总电阻B．并联电路中，并联的总电阻等于各分电阻的倒数之和C．串联电路中，电阻越大，它两端的电压就越高D．并联电路中，电阻越大，通过它的电流就越小A．由于串联电路总电阻等于各串联电阻之和，则串联电路中任何一个电阻小于串联总电阻，故A正确，不符合题意；B．并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，故B错误。 C．由于串联电路中电流相等，电阻越大，根据U=IR可知它两端的电压就越大，故C正确，不符合题意；D．由于并联电路中电压相等，电阻越大，根据I=U/R 可知通过它的电流就越小，故D正确，不符合题意。 故选B。
3. 如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片从右端向左移动的过程中、下列说法正确的是（　　）A．电流表A1示数不变，电流表A2示数变大B．电流表A1示数变小，电压表V示数不变C．电压表V示数与电流表A2示数的比值变大D．电流表A2示数变大，电压表V示数不变，灯泡变亮
由图可得，滑动变阻器与灯泡并联，电流表A1测灯泡所在支路电流，电流表A2测干路电流，电压表测电源电压，并联电路中各用电器工作互不影响。当滑动变阻器的滑片从右端向左移动的过程中，灯泡的亮度不变，电流表A1示数不变；电源电压不变，故电压表V示数不变；滑动变阻器电阻变小，电压不变，由欧姆定律可得，通过滑动变阻器的电流变大，由并联电路电流规律可得，干路电流也变大，即电流表A2示数变大，电压表V示数与电流表A2示数的比值变小，故A正确，BCD错误。所以选A。
4. 现有两个电阻R1、R2，且R1>R2，则将如图部分电路分别接到同一电源上，电流表示数最大的是（　　）
A B C D
5. 如图所示电路，电阻R0=20Ω，当滑动变阻器R的滑片P移到a端时，电流表的示数是0.5A；当滑片P移到变阻器的b端时，电流表的示数为0.2A。则滑动变阻器的最大阻值为_____Ω。
6．如图是某同学为汽车设计的油量表（实际上就是电流表）原理示意图，R0是定值电阻，R是滑动变阻器，则向油箱里正常加油时，油量表的示数会______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；油箱加油过满时，电路______（选填“会”、“不会”）被短路。若换用电压表改装成油量表，要求油面升高时电压表示数变大，电压表应并联在图中______（选填“R”、“R0”）两端。
7．在如图所示电路中，电源电压为9V不变，电阻R1阻值为10Ω，变阻器R2上标有“20Ω 2A”字样。闭合开关S后，通过R1的电流为0.5A。求：（1） R1两端的电压U1 ；（2）当变阻器滑片移至最右端时，通过R1的电流。
8．如图电路中，R1=30Ω，R2=20Ω，闭合开关后，电流表的示数为0.3A。求：（1）电阻R1两端的电压是多少？（2）通过R2的电流是多少？（3）电路中，干路总电流是多少？（4）电路总电阻是多少Ω？