初中物理人教版九年级全册第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用教学设计

【课件展示】完成表格内容

以下是课外实践活动设计的风力测试仪，你能说明此装置是如何用来测量风速的吗？

根据学生的回答

【过渡语】这节课我们就来学习如何运用欧姆定律解决串并联电路中的问题。

（板书课题）第四节  欧姆定律在串、并联电路中的应用

（板书）一、等效电阻规律

【演示实验一】

步骤1：连接如下图甲所示的实物电路R1=10Ω，R2=20Ω闭合开关使电流表示数为0.1A。

步骤2:用电阻箱如图乙代替R1、 R2同样使电流表达到0.1A。

步骤3:让学生找出电阻箱阻值R和R1、R2的关系。

甲                     乙

【温馨提示】

电阻箱R和R1 、R2 产生了相同的效果，我们就说R是R1 、R2 的等效电阻或者说是总电阻。即

R总 = R1+ R2。如果串联的更多那就一直加下去即有：

R总 = R1+ R2+……+ Rn。

【提问】为什么会有这样的结论呢？下面就让我们一起来体验结论得出的过程。

【推导过程】（课件展示）

①结合电路图中所标示的物理量,由欧姆定律可知：

U1=　　　　　　,U2=　　　　　　。

②用R表示R1和R2的等效电阻,则U=　　　　　。

③由U= U1 + U2,可得IR=　　   +　　　  ,因为I=I1=I2,可推出R=　　　　　　。

【拓展延伸】

①串联电路中,串联的电阻越多,电阻越大。

②串联电路中,串联的电阻数量一定,某一电阻增大,总电阻会随之增大。

③电阻串联后相当于增加了导体的长度,故串联后的总电阻大于任何一个分电阻,如图所示。

【演示实验二】

步骤1：连接如下图丙所示的实物电路R1=3Ω，R2=6Ω闭合开关使电流表示数为1.5A。

步骤2:用电阻箱如图乙代替R1、 R2同样使电流表达到1.5A。

步骤3:让学生找出电阻箱阻值R和R1、R2的关系。

丙                   丁

【温馨提示】

与串联电路相同R是R1 、R2 的等效电阻或者说是总电阻。

【提问】并联电路总电阻和各支路电阻之间究竟有什么样的关系呢？下面我们就再来体验一下它们关系的推导过程。

【推导过程】（课件展示）

①结合电路图中所标示的物理量,由欧姆定律可知：

I1=　　　　　　　,I2=　　　　　　　　　。

②用R表示R1和R2的等效电阻,则I=　　　　　。

③由I=I1+I2 ，U = U1=U2可得   =　　　　　。

【拓展延伸】

①并联电路中,并联的电阻越多,总电阻越小。

②并联电路中,并联的电阻数量一定,某一电阻增大,总电阻会随之增大。

③电阻并联后相当于增加了导体的横截面积,故并联后的总电阻小于任何一个分电阻,如图所示。

④两个电阻并联：

【方法提炼】以上实验探究过程用到的物理方法为：等效替代法

二、典例分析（课件展示）

【典例剖析1】一只小灯泡当两端电压为3V时能正常发光，此时的电阻为6Ω，如果把这只小灯泡接到9V的电源上，如下图所示，需要再串联一个阻值多大的定值电阻，才能正常发光？

【设计意图】通过本例题的剖析使学生掌握逆向推理计算法、等效电阻计算法的应用，同时使学生明白串联分压原理

【思路导航1】逆向推理计算法

 【温馨提示】由以上的计算结果我们可以得到下面结论：串联电路中两用电器电压之比等于电阻之比。

【点拨归纳】逆向推理计算法是指：从所求物理量开始进行逐步逆推所需要的物理量，一直推到题目已知条件为止。即从未知到已知的计算方法；

【思路导航2】等效电阻计算法

依据题意由欧姆定律计算出电路中电流

将灯泡和电阻等效成一个电阻，画出等效电路

【点拨归纳】等效电阻计算法：是指将电路中串联或者并联的两个或两个以上的电阻或用电器等效看作是一个电阻，整体应用欧姆定律进行电流或电阻的求解类问题。

【反馈练习1】

 如图所示,电源电压U=6V,电阻R1=4Ω,R2=6Ω,开关S闭合。求：

(1)电路总电阻多大?

(2)电路中电流多大?

(3)电阻R1、R2两端的电压之比多大?

【典例剖析2】如图所示，电阻R1为10Ω，电源两端电压为12V。开关S闭合后，求：当滑动变阻器R接入电路的电阻R2为40Ω，通过电阻R1的电流I1和电路的总电流I；

【设计意图】通过本例题的剖析使学生掌握顺向推理计算法、并巩固等效电阻计算法的应用。

【思路导航1】顺向推理计算法

由并联电路电压规律

U1= U2 = U总=12V

由并联电路电流规律I总=I1+I2=1.2A+0.3A=1.5A

【温馨提示】由以上的计算结果我们可以得到下面结论：并联电路中两用电器电流之比等于电阻之比的倒数。即

【点拨归纳】顺向推理计算法：从已知条件入手，结合串并联电路的电流电压规律，顺向推理所求未知量。即从已知到未知的计算方法；

【思路导航2】等效电阻计算法

由并联电路电压规律

U1= U2 = U总=12V

通过R1的电流由欧姆定律有：

R1和R2的等效电阻，即总电阻

所以电路的总电流为

【综合归纳】求干路中总电流时既可以用各支路电流之和，也可以先求总电阻，用总电压除以总电阻两种方法解决。

【反馈练习2】

如图所示的电路中,R1=6Ω,R2=12Ω,电流表示数为0.4A,则A、B两端的电压为　　　V。

【典例剖析3】多个电路状态的计算

【设计意图】让学生学会多状态变化的电路的一般解决方法

如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1=5Ω，R2=15Ω。

（1）若开关S闭合，S1、S2都断开时，电流表的示数为0.2A，求电源电压；

（2）    若开关S、S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.9A，求通过电阻R3的电流。

【思路导航】

（1）    S闭合，S1、S2都断开：R1、R2串联，等效图如下所示。

（2）S、S1、S2都闭合，R1与R3并联， R2被短路.等效电路图如下所示

【点拨归纳】电路变化的题，一定要根据已知找到每个电路状态，并画出每个电路状态的等效电路图，那么就将一道较复杂的题转变成两道或三道简单题

【方法提炼】三、求解电路计算题的步骤

【设计意图】让学生明确电路计算的一般方法和基本的解题步骤，以规范学生的解题过程。

（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。