初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第十七章 欧姆定律第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用教学课件ppt

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利用欧姆定律推导出串、并联电阻的关系，并能进行简单的计算。
探究电阻串、并联规律中等效思维方法的理解与运用。
串并联电路中的电流、电压规律
串联电路中干路电流等于各支路电流之和；I=I1=I2=…=In
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
并联电路中各处的电流是相等的；I=I1+I2+…+In
并联电路中各支路两端电压相等。 U=U1=U2=…=Un
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。
　　聪明的小苏找到收音机需要更换的电阻阻值为20Ω，然而他手边只有几只10Ω的定值电阻，你有什么办法可以帮到他吗？
　　欧姆定律是电学的基本定律之一，应用非常广泛。实际电路虽然比较复杂，但是往往可以简化为串联电路 、 并联电路或它们的组合。 我们如何运用欧姆定律解决串联和并联电路中的问题呢？
欧姆定律在串联电路中的应用
1. 计算串联电路中的电流
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。
根据串联电路电流的规律可得，经过电阻R1和R2的电流相等，即I=I1=I2。电阻R1两端的电压U1，R2两端的电压U2。根据串联电路电压的规律可得U = U1 + U2，有U = IR1 + IR2= I（R1 +R2）可求得
【例1】如图所示，电阻R1为10Ω，电阻R1为20Ω，电源两端电压为6V。开关S闭合后，求：通过电阻R1的电流I。
根据串联电路电流的规律可知
U1=IR1　　U2=IR2
U=IR1＋IR2=I(R1+R2)
根据串联电路电压的规律可知
,可得R1、R2两端电压为
答：通过电阻R1的电流I为0.2A。
2. 计算串联电路中的电阻阻值
【例2】为开展科技活动，小阳设计了一个用开关S2控制阻值为R1的电阻两端电压的工作电路，如图甲所示，电源电压恒为19V。此外，利用实验测得通过R1的电流与其两端电压的关系如图乙所示。求：（1）电阻R1的阻值。（2）闭合开关S1，要使S2断开时R1两端的电压变为16V，电阻R2的阻值。
(1) 从图乙可知，电阻为R1的电阻器两端的电压U'为19V 时，通过它的电流 I'为0.95A 。由欧姆定律可得
(2) S2断开后，电阻R1两端的电压趴为16V。 根据欧姆定律，此时通过电阻R1的电流为
由于S2断开时电阻R1和电阻R2是串联的，则其两端的电压之和等于电源电压U。则电阻R2两端的电压为
U2=U-U1=18V-16V=2V
因为串联电路中各处的电流相等，所以此时通过电阻R2的电流为
3.串联电路中总电阻与分电阻的大小关系
猜想与假设两个电阻串联以后，等同于增大了导体的长度，由于导体的电阻与长度有关，导体越长电阻越大，所以此时总电阻应当比各个电路都大。
实验器材电源（电压为6V）、(5Ω、10Ω、15Ω)的电阻各一个、电流表、开关、 导线若干。
【实验】串联电路中总电阻与分电阻的大小关系
实验过程①将阻值为R=15Ω的一个电阻接在6V的电源上，闭合开关，记录电流表此时的示数。②将阻值为R1=5Ω和阻值为R2=10Ω的电阻串联在5V的电源上，闭合开关，记录电流表此时的示数。
R1和R2串联时，根据欧姆定律可得：U1=IR1 U2=IR2 U=IR根据串联电路电流电压可得：U=U1+ U2　，I=I1=I2可得：
串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。
电阻串联后相当于增大了导体的长度，所以串联电路的等效电阻大于各部分电阻。
几个电阻并联后，总电阻会怎样变化呢？
等效电阻：几个连接起来的电阻所起的作用，可以用一个电阻来代替，这个电阻就是那些电阻的等效电阻。
【学习任务一】电阻的串联
将两只滑动变阻器串接起来，如图所示，把a、b接入电路后，要使两只变阻器的总电阻最大，则滑片P1、P2的位置（　　）A．P1放在最左端，P2放在最右端B．P1放在最右端，P2放在最左端C．P1放在最右端，P2放在最右端D．P1放在最左端，P2放在最左端
根据串联电路的电流与电压特点，你能推论出用电器之间的电压关系吗？
根据串联电路电流特点可得：I1=I2由欧姆定律可得：U1=I1R1 U2=I2R2则：
串联电路中各电阻两端的电压与它们电阻的大小成正比。
【学习任务二】欧姆定律在串联电路中的运用
若电阻R甲：R乙=1：3，将它们串联后接入电路中，甲电阻两端的电压是2伏，那么这个串联电路两端的总电压是（　　）A．2V　　　　　　　B．4V　　　　　　C．6V　　　　D．8V
甲电阻两端的电压U甲=2V，则乙电阻两端的电压：
根据串联电路的电压规律，电源电压：U=U甲+U乙=2V+6V=8V，故ABC错误，只有D正确。故选：D。
欧姆定律在并联电路中的应用
1. 计算并联电路中的电流
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。
根据并联电路电压特点可知，定值电阻R1和R2两端的电压相等 U1=U2，电源电压为U，则U=U1=U2由于并联电路干路电流等于各支路电流之和，则
【例3】如图，电阻R1 、R2并联接入电路中。已知：R1＝10Ω，R2＝40Ω ,电源两端电压为12V。开关S闭合后，求：通过电阻R1的电流I1和电路的总电流I。
根据并联电路电压的特点，可得
U1=U2=U=12V
由欧姆定律得，通过R1的电流I1和R2的电流I2
I=I1+I2=1.2A+0.3A=1.5A
由并联电路电流特点可得，电路的总电流I
通过电阻R1的电流I1为0.2A和电路的总电流I为1.5A。
2. 计算并联电路中的某电阻阻值
【例4】如图所示，一个电阻R1为10Ω ，开关S1闭合、S2断升时，电流表的示数为1.2A, 再把S2 闭合后，电流表的示数变为l.5A 。（1）开关 S1闭合、S2断开时，电阻R1两端的电压是多少？（2）另一个电阻器的电阻R2是多少？
（1）开关 S1闭合、S2断开时，电流表的示数等于通过电阻R1电流I1。 由欧姆定律可得，此时电阻电阻R1两端的电压为
U1=l1R1＝1.2A×10Ω=12V
（2）当两个开关闭合时，两个电阻器是并联的，它们两端的电压相等即U2＝U1＝12V且电流表的示数等于通过两个支路的电流之和I，因此S2闭合后通过电阻R2的电流为
I2=I-I1=1.5A-l.2A= 0.3A
由欧姆定律可得，电阻R2的阻值为
3.并联电路中总电阻和分电阻的关系
由并联电路中电流和电压特点知
I=I1+I2 ，U=U1=U2
并联电路总电阻的倒数，等于各并联电阻的倒数之和。
电阻并联后相当于增大了导体的横截面积，所以并联电路中的等效电阻小于各并联电阻。
【学习任务三】电阻的并联
一位同学在做实验时，需要阻值为20Ω的电阻一个，但手边只有10Ω和5Ω的电阻各2个，下列做法符合题意的是（　　）A．将两个10Ω的电阻串联起来B．将两个5Ω的电阻串联起来C．将一个10Ω和一个5Ω的电阻串联起来D．将一个10Ω和一个5Ω的电阻并联起来
根据并联电路电流与电压特点，你能推论出支路电流与干路电流的关系吗？
根据并联电路电压特点知，各支路两端的　电压相等，即U1=U2由欧姆定律可得：U1=I1R1 U2=I2R2则：I1R1=I2R2
并联电路中，各支路的电流与支路电阻的大小成反比。
【学习任务四】欧姆定律在并联电路中的运用
两个定值电阻的阻值之比为R1：R2=2：3，将它们并联接在同一电源上，通过的电流之比为________，它们两端的电压之比为________ 。
【例5】如图所示电路中，电源两端电压的电压不变，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动的过程中（　　）A．电流表、电压表的示数都减小B．电流表、电压表的示数都增大C．电流表的示数增大、电压表的示数减小D．电流表的示数减小、电压表的示数增大
由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端的电压，电流表测电路中的电流；当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中，接入电路的电阻变大，电路的总电阻变大；根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小；根据U=IR可知，R1两端的电压变小，即电压表示数变小。故选：A。
【学习任务五】动态电路的分析
如图所示是一种自动测定油箱内油量多少的示意图，R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表（由电流表改装而成）指针所指的刻度，就能知道油箱内油量的多少，则下列说法正确的是（　　）A．油量减少，R减少，油量表指针偏转变小B．油量减少，R增大，油量表指针偏转变大C．油量增加，R减少，油量表指针偏转变大D．油量增加，R增大，油量表指针偏转变小
解：由电路图可知，R与R′串联，油量表串联在电路中，当油量增加时，浮标上移，滑片下移，R连入电路的电阻减小，电路中的总电阻减小，故D错误；由　　可知，电路中的电流变大，则油量表的指针偏转变大，故C正确；同理，当油量减少时，浮标下移，滑片上移，R增大，油量表的指针偏转变小，故AB错误。故选：C。
欧姆定律在串、并联电路中的应用的基本思路
串、并联电路中的电流关系、电压关系，描述的是不同研究对象之间的相互联系。
公式中的三个量是不是这个研究对象的！
1. 欧姆定律公式中的电压、电流、电阻是对同一个研究对象而言的，因此在应用欧姆定律解决问题的时候，必须明确：
2. 在解决串、并联电路的问题时，可先选择某个导体为研究对象，根据欧姆定律求解通过它的电流或它两端的电压， 再通过该导体与其他导体的串、并联关系求得题目的答案。
3. 也可先通过两导体串、并联关系求得通过某一个导体的电流或它两端电压，再以该导体为研究对象，用欧姆定律求解答案 。
欧姆定律在串、并联电路中的应用
并联电路中的等效电阻小于各并联电阻。
串联电路中的等效电阻大于各串联电阻。
1.路总电阻的变化范围为（　　）A．30～80ΩB．0～80ΩC．0～50Ω　　　D．0～30Ω
点评：对于滑动变阻器，要知道它的铭牌的电阻和电流的含义，结合串联求出整个电路中电阻大小。
2.（2017秋•青羊区校级期中）对如图的电路图分析正确的是（　　）A．L1与L2并联，A测量L2的电流B．L1与L2并联，V1与V2的示数应该相等C．L1与L2串联，V1测量电源电压D．L1与L2串联，V1与V2的示数之和等于电源电压
点评：本题考查了串并联电路的辨别和串联电压特点的应用，知道电压表和电流表在电路中的电阻特点是关键。
3.（2024秋•邛崃市校级期末）很多小区安装了具备人脸识别功能的门禁系统。若人脸识别成功，开关S1自动闭合，电动机启动打开门；若人脸识别不成功，则需要人工按动开关S2，才能控制电动机打开门。在如图所示的四个电路中，能正确模拟此类门禁系统内部控制电路的是（　　）
解：根据题意，若人脸识别成功，开关S1自动闭合，电动机启动打开门；若人脸识别不成功，则需要人工按动开关S2，才能控制电动机打开门，则两个开关单独都能打开大门，即两开关并联后再与电动机串联（串联在电路的R起到保护电路的作用），只有B正确。故选：B。
点评：本题结合生活实际考查根据要求设计电路图，关键是确定两开关的连接方式。
4. （2025•成都模拟）如图是电阻甲和乙的U-I图像.小明根据图像信息做出的判断，正确的是（　　）A．当甲两端电压为0.5 V时，通过它的 电流为0.3AB．当乙两端电压为2.5V时，其电阻为 10ΩC．将甲和乙串联，若电流为0.3A，则甲、乙两端的电压之和为2VD．将甲和乙并联，若电压为1V，则它们的干路电流为0.4 A
点评：本题考查串并联电路的特点和欧姆定律的应用，是一道综合题。
1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。
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