人教版九年级全册第十七章 欧姆定律第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用完整版教学练习题习题课件ppt

课题名

17.4 《欧姆定律在串并联电路中的应用》

教学目标

1.理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.理解串联电路的等效电阻，会用串联电路的特点和欧姆定律分析解决简单的串联电路问题.

3.理解并联电路的等效电阻，会用并联电路的特点和欧姆定律分析解决简单的并联电路问题.

教学重点

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.

教学难点

探究电阻串、并联规律中等效思维方法的理解与运用.

教学准备

多媒体课件、5Ω、10Ω的电阻、电流表、电压表、开关、学生电源、滑动变阻器各1个，导线若干.

教学过程

情景导入

李明爷爷的收音机不响了，检查后发现有一个200欧姆的电阻烧坏了，需要更换，但身边只有100欧姆的电阻和几个50欧姆的电阻，能否利用其中某些电阻组合起来？使组合的电阻相当于一个200欧姆的电阻？这节课我们就为大家来分析这些问题。

合作探究

探究点一   串联电路的电阻

活动1：让学生讨论、交流如何设计出实验验证出两个电阻串联后的总电阻与各个电阻的关系？设计出实验电路图。

总结：设计思路：我们先根据欧姆定律，用伏安法测量出每一个电阻的阻值，再测量出串联电路的总电阻。电路图如下：

活动2：学生进行实验：

实验1：分别先后将2欧姆、3欧姆串联接入AB之间，测算出其阻值。

实验2：撤去这两个电阻，将5欧姆的接入AB电路中，观察电压表和电流表的示数，测算其电阻的阻值。

实验3：再将2欧姆、3欧姆、5欧姆的全部接入电路中，测算出电阻的阻值。

实验4：再将10欧姆的定值电阻接入AB电路中，观察其电压表和电流表的示数，测算其电阻的阻值。

归纳总结：串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。表达式为：R=R1+R2

知识拓宽：让学生交流讨论，在串联电路中为什么总电阻要大于任何一个分电阻？在串联电路中电阻与它两端的电压分配有什么关系？

归纳总结：（1）几个电阻串联起来，相当于增大了导体的长度，故总电阻会比任何一个分电阻都大。

（2）在串联电路中，具有分压作用，即R1：R2=U1：U2

探究点二   并联电路的电阻

活动1：让学生在探究串联电路电阻特点的基础上猜想，并联电路中总电阻和各个支路电阻之间可能存在什么关系？说出猜想的依据。

总结：总电阻小于任何一个分电阻，因为将电阻并联，相当于增大了导体的横截面积，横截面积越大，其电阻越小。

活动2：根据猜想，每一个小组之间设计出电路图。

活动3：根据设计的电路图，学生连接实物图，进行实验验证。

（1）先闭合开关S、S1，把电阻R1接入电路中，记录电压表和电流表的示数；

（2）再闭合开关S、S2，把R2接入电路中，记录电压表和电流表的示数；

（3）最后把三个开关都闭合，两个电阻并联接入电路中，记录电压表和电流表的示数；

（4）移动滑片，再重复上述实验。

活动4：根据实验，小组之间交流、讨论，并联电阻的特点。

归纳总结：（1）在并联电路中，总电阻小于任何一个分电阻，因为并联相当于增大了导体的横截面积，横截面积越大，电阻越小。（2）并联电路具有分流作用，即R1：R2=I2：I1。

典例剖析

   例1. 在探究并联电路中电阻的规律时，小明同学分别按如图（a）连接电路时，电键应该是_____的。图（b）中电阻R是替代图（a）中并联电阻R1和R2的电阻，则接入电阻R时电路应满足：在_________保持不变时，电流表A3的示数与电流表A1的示数______。

【答案】断开；电源电压；相等

例2.（多媒体展示）如图所示，是某探究小组测量电阻时所得到的两个定值电阻A和B的电流和电压关系的图象，则A的电阻值为       Ω；若将A和B并联接入到电压为15V的电源两端时，电路中的总电流为          A.

出示课件，展示问题：

排忧解难，你来算一算

电信公司机房接到某用户反映，他家的电话不能使用．经过机房人员初步测试，判断为接入该用户的电话线某处短路．为了确定短路的具体位置，机房人员利用测量仪器接成如图所示的电路进行测量．已知电话线由两根导线并排而成，该用户家到机房的电话线长5km，设单根电话线每米的电阻为3×10-3Ω，测量时电压表示数为12V，电流表示数为1A，若只考虑电话线的电阻，你能够求出短路位置到机房的距离s吗？

探究点三  欧姆定律在串联电路中的应用

活动1：出示课件，展示问题：首先让学生讨论、分析出思路，然后再交流，得出答案。

如图所示，两电阻R1=3Ω；R2=6Ω串联在电压为9V的电源上，求，两电阻两端电压U1和U2分别为多少伏？

思路：先从已知条件多的入手，求出总电阻，然后利用欧姆定律求出电路中的电流，由串联电路中电流的规律得出每一个电阻的电流，再由欧姆定律的变形公式分别求出每一个的阻值大小。

格式：

方法1：

解：因为串联，所以R=R1+R2=3Ω+6Ω=9Ω所以电路中的电流：=1A

因为串联，所以I=I1=I2=1A由公式变形得U1=I1R1=1A×3Ω=3V；U2=I2R2=1A×6Ω=6V

方法2：两个电阻R1、R2串联，所以I1=I2，在串联电路中：R1：R2=U1：U2=3Ω：6Ω=1:2；U=9V，所以U1=3V，U2=6V。

典型例题

例3.例题1(多媒体展示)如图所示，电阻R1为12Ω，将它与R2串联后接到8V的电源上，已知R2两端的电压是2V.请求出电路的总电阻.

例4 教师用多媒体展示教材P83页的例题1，并利用欧姆定律进行分析.

教师总结：（1）从例题2中可以看出，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.

（2）另外还可以看出，当串联电路中的一个电阻改变时，电路中的电流及另一个电阻两端的电压都会随之改变.很多实际电路都利用了串联电路的这一特点.

例5（多媒体展示）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S1、S2，电压表示数为6V，电流表示数为0.6A，断开S2后，电压表示数变为2V，则R2的电阻和电源电压分别是（     ）

A.10Ω、9V

B.20Ω、6V

C.20Ω、9V

D.10Ω、6V

例6.有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪被广泛用来检测酒驾，传感器R1的阻值随酒精气体浓度的变化如图甲，工作电路如图乙，电源电压恒为12V，定值电阻R2=30Ω．求：

（1）被检测者未喝酒时，R1阻值；

（2）被检测者酒精气体浓度为0.8mg/mL时，电流表的示数；

（3）现在公认的酒驾标准为0.2mg/mL≤酒精气体浓度≤0.8mg/mL，当电压表示数为4.8V时，通过计算说明被检测司机是否酒驾？

【点拨】（1）从图甲中直接可以看出，当被检测者未喝酒时，即酒精气体的浓度为0时传感器电阻的阻值；（2）由电路图可知，传感器和定值电阻串联，电压表测传感器两端的电压，电流表测电路中的电流；根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出电流表的示数；（3）当电压表的示数为4.8V时，根据串联电路的电压特点求出定值电阻两端的电压，根据欧姆定律求出电路的电流，继而求出传感器的电阻，由图象得出对应酒精气体的浓度，然后与酒驾标准相比较即可判断是否酒驾．

【自主解答】

探究点四  欧姆定律在并联电路中的应用

活动1：出示课件，展示问题，让学生交流、讨论阐明每一个小组的解题思路。

例7如图，电源电压为6V保持不变．R1的阻值是10Ω．通过R2中的电流为0.2A，求：

（1）R2的阻值是多少？

（2）电流表的示数为多少？

思路：根据欧姆定律的变形公式即可求出R2的阻值；然后再根据欧姆定律求出通过电阻R1的电流，最后根据并联电路中电流的规律求出干路电流．

解答：

解：（1）由电路图可知，R1、R2并联，

由变形得 R2==30Ω；

（2）通过电阻R1的电流：I1==0.6A；

因为并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流：I=I1+I2=0.6A+0.2A=0.8A．

归纳总结：解答欧姆定律的有关计算时，要明确：

（1）欧姆定律中的I、U、R都是同一导体或同一段电路上对应同一状态下的物理量。

（2）由于在实际电路中，往往有几个导体，即使是同一导体，在不同时刻的I、U、R值也不同，故应用欧姆定律时对应同一导体同一时刻的I、U、R标上同一的下角标，以避免张冠李戴。

课堂小结

课堂练习1-5

学生活动

学生讨论如何解决李明爷爷在实际生活中遇到的问题

学生讨论、交流如何设计出实验验证出两个电阻串联后的总电阻与各个电阻的关系？设计出实验电路图。

学生进行实验

学生交流讨论，在串联电路中为什么总电阻要大于任何一个分电阻？在串联电路中电阻与它两端的电压分配有什么关系？

学生在探究串联电路电阻特点的基础上猜想，并联电路中总电阻和各个支路电阻之间可能存在什么关系？说出猜想的依据。

根据猜想，每一个小组之间设计出电路图

根据设计的电路图，学生连接实物图，进行实验验证。

根据实验，小组之间交流、讨论，并联电阻的特点。

学生跟着老师的分析和点拨自己试着解答例1-7然后再听老师讲解

学生自主解答课堂练习1-5

设计意图

在提问中创设课堂情境引入新课激发学生学习兴趣

知识拓宽

（1）几个电阻串联起来，相当于增大了导体的长度，故总电阻会比任何一个分电阻都大。

（2）在串联电路中，具有分压作用，即R1：R2=U1：U2

总结：总电阻小于任何一个分电阻，因为将电阻并联，相当于增大了导体的横截面积，横截面积越大，其电阻越小。

归纳总结：（1）在并联电路中，总电阻小于任何一个分电阻，因为并联相当于增大了导体的横截面积，横截面积越大，电阻越小。（2）并联电路具有分流作用，即R1：R2=I2：I1。

典例剖析例1【点拨】连接电路时，开关始终应该断开；根据等效替代法可知图（a）的两个电阻并联后接入电路的效果与图（b）一个电阻接入电路的效果相同，即保持并联电路的两端之间电压和电流都保持相同，据此解答．

例4教师总结：（1）从例题2中可以看出，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.

（2）另外还可以看出，当串联电路中的一个电阻改变时，电路中的电流及另一个电阻两端的电压都会随之改变.很多实际电路都利用了串联电路的这一特点.

例5解析：闭合开关S1、S2时，电路中只有电阻R1，故此时电压表示数即为电源电压，根据欧姆定律可得，R1=U/I=6V/0.6A=10Ω，当S1闭合、S2断开时，电路中的R1和R2串联，电压表测量的是R1两端电压，为2V，则R2两端电压为6V-2V=4V，根据R1/R2=U1/U2可得，电阻R2的阻值为2×10Ω=20Ω.

例6【点拨】（1）从图甲中直接可以看出，当被检测者未喝酒时，即酒精气体的浓度为0时传感器电阻的阻值；（2）由电路图可知，传感器和定值电阻串联，电压表测传感器两端的电压，电流表测电路中的电流；根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出电流表的示数；（3）当电压表的示数为4.8V时，根据串联电路的电压特点求出定值电阻两端的电压，根据欧姆定律求出电路的电流，继而求出传感器的电阻，由图象得出对应酒精气体的浓度，然后与酒驾标准相比较即可判断是否酒驾．

布置作业

对应本节课课后同步练习题

板书设计

*第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用

教学反思

1.推导出串联和并联电路总电阻的计算公式是本节的教学重点，用等效的观点分析串、并联电路是本节的难点，协调好实验法和理论推导的关系是本节教学的关键.在推导的过程中，要注意引导学生从影响导体电阻大小的长度、横截面积、材料等因素中，借助于导体串联相当于增加了导体的长度从而使总电阻增大；导体并联相当于增加了导体的横截面积，从而使总电阻减小等方面去理解，加深学生的印象.

2.为了便于学生对“等效代替”的理解，教师可引导学生回顾“合力与分力”的关系，合力概念的引入正是基于合力作用的效果与分力作用的效果相同，类似地引入总电阻的概念，可画出等效的电路图，说明

用等效的电阻接入电路，电路两端的电压和流过的电流相同，故可用等效电阻来代替原来的串联电阻.

3.教师在教学设计中应注意发挥学生学习的主体作用，不可将推导过程全盘包揽，在引导后要交给学生完成.教师可以引导学生画电路图并将各个量在图中标清楚，然后给学生一些时间，让学生根据电路特点和欧姆定律自己尝试找出等效电阻和串、并联电阻的关系.