人教版九年级全册第十七章 欧姆定律第2节 欧姆定律优秀备课课件ppt

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第十七章 欧姆定律第4课 欧姆定律在串、并联电路中的应用（第一课时）
新课导入
温故而知新
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。
（一）欧姆定律内容：
（二）欧姆定律数学表达式：
电流
电压
电阻
I—通过导体的电流，单位安培（A）；U—导体两端电压，单位伏特（V）；R—导体本身的电阻，单位欧姆（Ω）。
一、欧姆定律
温故而知新
（一）电流规律：在串联电路中，通过各个用电器的电流都相等。
二、串联电路中电流和电压规律
I=I1=I2
数学表达式：
（二）电压规律：在串联电路中，串联电路的总电压等于各个用电器两端电压之和。
U=U1+U2
数学表达式：
温故而知新
（一）电流规律：在并联电路中，干路电流等于各个用电器的电流之和。
三、并联电路中电流和电压规律
I=I1+I2
数学表达式：
（二）电压规律：在并联电路中，并联电路的总电压等于各个用电器两端电压。
U=U1=U2
数学表达式：
课堂讲解
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
03
欧姆定律的应用练习
欧姆定律在串联电路中的应用
电流关系
如图，是电阻R1、R2组成的串联电路。通过它们的电流分别是I1、I2，通过电源的电流是I；各电阻两端电压分别是U1、U2，串联电路总电压为U。
串联电路中各处的电流都是相等的。
数学表达式：I=I1=I2=…=In
电压关系
串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和。
数学表达式：U=U1+U2+…+Un
提出问题
前面我们已经学习了串联和并联电路电流、电压的规律。如果电阻串联时总电阻是比原来大了还是小了？
我们知道，长度会影响导体电阻的大小。把两个电阻串联起来，相对于增加了导体的长度，故总电阻应该增大了。如图所示。
由欧姆定律得：
U1=I1R1
U2=I2R2
U=IR总
由串联电路可知：
U =U1+U2 I=I1=I 2
所以：
IR总=I1R1+I2R2
即：
R总=R1+R2
串联电路的总电阻等于各个电阻之和。
结论
实验目的
探究电阻串联时总电阻与各电阻的关系
实验器材
电源、5Ω、10Ω、15Ω的电阻、电流表、开关、 导线若干。
实验步骤
一、画出两个电阻R1、R2串联电路图，并根据电路图连接实物电路
实验步骤
二、闭合开关，读取电流表的读数
三、把R=15Ω的电阻接入电路，画出电路图，并根据电路图连接实物电路，然后闭合开关，读取此时电流表的读数。
实验数据与分析
测量数据记入表格
通过一个电阻（R=15Ω）的电流与通过两个电阻（R1=5Ω、R2=10Ω）串联的电流是相等的。
结论
归纳总结
在串联电路中，若一个电阻R对电流的阻碍作用与两个串联电阻R1和R2对电流的阻碍作用是相同的，则这个电阻R就叫这个串联电路的总电阻（或把R叫做电阻R1和R2串联的等效电阻）。
结论
串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。R=R1+R2+…Rn
提出问题
几个电阻串联后，总电阻为什么会变大呢？
R总＞R1
R总＞R2
串联总电阻比任何一个分电阻都大。
n个相同的电阻R0串联后的总电阻R总=
nR0
电阻串联相当于增大导体的长度。
提出问题
（2）从电压关系来看，电源电压分给了两个电阻，两个电阻串联后，每个电阻分得的电压具有什么规律呢？
（1）串联电路中的总电压等于各部分电路两端的电压之和。U=U1+U2,三者之间具有怎样的关系呢？
串联电路中的分压特点
如图，把电阻R1、R2串联起来接在电源两端。电源电压为U，电阻R1、R2两端电压为U1、U2。
由U1=I1R1、U2=I2R2、I1=I2可得：
U1:U2=R1:R2
由欧姆定律导出式U=IR可得：
结论
1.串联电路中，各电阻两端的电压比等于电阻的阻值之比；2.电阻的串联，每个电阻分得的电压与该电阻阻值成正比；3.串联分压公式：
定值电阻与滑动变阻器串联时，变阻器阻值减小时，变阻器分得电压减小；同时，定值电阻两端电压则增大。反之依然。
1．把R1=5Ω，R2=15Ω的两只电阻串联起来，接在电压是6V的电源上，求这个串联电路的电流。
R1=5Ω
U = 6V
R2=15Ω
故串联电路的电流是：
R = R 1+R 2 = 5Ω +15Ω = 20Ω
串联电路的总电阻是：
【解析】
2．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”）。
【解析】
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。
变大
变大
欧姆定律在并联电路中的应用
电流关系
如图，是电阻R1、R2组成的并联电路。通过它们的电流分别是I1、I2，通过电源的电流是I；各电阻两端电压分别是U1、U2，串联电路总电压为U。
并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。
数学表达式：I=I1+I2+…+In
电压关系
并联电路中，电路总电压等于各电阻两端电压。
数学表达式：U=U1=U2=…=Un
提出问题
如果电阻并联时总电阻是比原来大了还是小了？
我们知道，横截面积会影响导体电阻的大小。把两个电阻并联起来，相对于增加了导体的横截面积，故总电阻应该减小了。如图所示。
由欧姆定律得：
并联电路的总电阻的倒数等于各电阻倒数之和。
结论
又因为U=U1=U2
（1）若电路中有多个电阻并联，则
（2）若n个阻值都为R0的电阻串联，总电阻R=
（3）两电阻并联时：
因为：
＜
＝R1
即R＜R1
同理，R＜R2
并联电阻的总电阻比任何一个分电阻都小。
实验目的
探究电阻并联时总电阻与各电阻的关系
实验器材
电源、4Ω、6Ω、2.4Ω的电阻、电流表、开关、 导线若干。
实验步骤
一、画出两个电阻R1、R2并联电路图，并根据电路图连接实物电路
实验步骤
二、闭合开关，读取各电流表的读数
三、把R=2.4Ω的电阻接入电路，画出电路图，并根据电路图连接实物电路，然后闭合开关，读取此时电流表的读数。
实验数据与分析
测量数据记入表格
通过一个电阻（R=2.4Ω）的电流等于通过两条支路电阻（R1=4Ω、R2=6Ω）的电流之和。
结论
归纳总结
在并联电路中，若一个电阻R对电流的阻碍作用与两个并联电阻R1和R2对电流的阻碍作用是相同的，则这个电阻R就叫这个并联电路的总电阻（或把R叫做电阻R1和R2并联的等效电阻）。
结论
并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。R-1=R1-1+R2-1+…Rn-1
提出问题
几个电阻并联后，总电阻为什么会变小呢？
等效
电阻并联相当于增大导体的横截面积。
并联总电阻比任何一个分电阻都小。
n个相同的电阻R并联后的总电阻R总=
R总R总提出问题
（2）从电流流通关系来看，干路电流属于总电流，分给了两个电阻组成的并联支路，每个电阻分得的电流具有什么规律呢？
（1）并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。I=I1+I2、三者之间具有怎样的关系呢？
并联电路中的分流特点
如图，把电阻R1、R2并联起来接在电源两端。电源电压为U，干路电流为I，通过电阻R1、R2的电流为I1、I2。
由U1=I1R1、U2=I2R2、U1=U2可得：
I1:I2=R2:R1
由欧姆定律导出式I=U/R可得：
3．如图所示，R2=30 Ω，电流表的示数为0.6A，电压表的示数为12V。求：（1）R1的阻值；（2）并联电路总电流I ；（3）并联电路总电阻R 。
解：(1)R1的阻值
(2)通过R2的电流
电路的总电流
I=I1+I2=0.6A+0.4A=1A
(3)并联电路总电阻
4．如图所示，电阻R1、 R2并联接入电路中。已知：R1 =10 Ω， R2 =40 Ω，电源两端电压为12 V。开关S闭合后，求：通过电阻R1 的电流I1 和电路的总电流I 。
解：根据题意画出等效电路图
并联电路中电压的特点：
I= I 1+ I 2=1.2A+0.3A= 1.5A
U= U1= U2=12V
R2=40Ω
U=12V
R1=10Ω
I1=？
I=？
I2
答：通过电阻R1 的电流为1.2A；电路的总电流为1.5A。
1.将两个电阻串联，总电阻为50欧，若一个电阻为30欧，另一个是_____。2.将5个20欧的电阻串联，总电阻为______欧，若将n个阻值为R的电阻串联，总电阻为_____。3.将一段阻值为60Ω镍铬合金丝，从中间截断后，把截后的两段镍铬合金丝两端分别连接起来并在一起，并联后的镍铬合金丝的总电阻为 。4.将1000欧的电阻与1欧的电阻并联，并联总电阻为( )。A. 大于1000欧 B. 小于1欧 C. 1000欧>R>1欧 D. 等于1001欧
20Ω
100Ω
nR
15Ω
B
5.电阻R1、R2并联接在电源上，下列说法错误的是（ ）。A. 并联电路的总电阻等于各并联导体的电阻的倒数之和；B. 当R1变大时，总电阻也变大；C. 当电源电压变大时，总电阻不变；D. 当干路中的电流变化时，总电阻不变
A
6.教室里装有四组日光灯，每一组包含4盏灯。小薇将日光灯打开了一组，觉得教室亮度不够，再打开另一组灯之后，教室电路的( )。A. 总电阻增大 B. 总电阻减小 C. 总电流减小 D. 总电压增大
B
7.如图所示，R1=20Ω，滑动变阻器R2最大阻值为80Ω，电源电压恒为6V不变，当滑片P由最左端滑到最右端时，电流表示数变化范围是多少？此时电压表的示数为多大？
 
U1=U=6V
电流表的示数
 
电流表的示数
 
电压表的示数
 
则电流表的变化范围为：0.3A～0.06A
当滑片P在最右端时，R1与R2串联，如图乙
8.电路元件A和B中的电流与两端电压的关系如图所示，由图可得A的电阻为______Ω，若将A、B并联后接在电压为2V的电源两端，干路中的电流是_______A；若将甲、乙串联后接在3V电路中，电路中的电流是_______A。
【解析】[1]由图象可知，当UA=3V时，IA=0.6A，根据欧姆定律可得，元件A的电阻[2]并联电路中各支路两端的电压相等，A和B并联接在2V的电源两端时，其电压为UA=UB=2V由图象可知，此时通过元件A的电流IA=0.4A，通过元件B的电流IB=0.2A，由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可得，干路中的电流I并=IA+IB=0.4A+0.2A=0.6A[3]两元件串联在电压为3V的电源两端时，由串联电路中的电流处处相等可得I串=IA=IB由串联电路中的电压规律可得UA+UB=3V结合图象可知，当I串=0.2A时满足以上条件，即此时电路中的电流为0.2A。
9.如图所示，闭合开关S，两电流表示数之比5：3，则R1与R2两端的电压之比U1：U2= ______；电阻之比R1：R2= ______ 。
【解析】由图知R1与R2并联，两电流表分别测量干路和R2的电流，示数之比为5 ：3，并联电路各支路两端电压相等，则R1与R2两端的电压之比U1:U2=1:1。并联电路同时有分流作用，电阻之比R１：R２＝I2：I1=3:2。答案：1:1；3:2。
10.“开车不饮酒，酒后不开车”是每位司机都必须遵守的交通法规。图甲是气体中酒精浓度测试仪的原理图，电源电压U=12V，R1是气敏电阻，其阻值随气体中酒精浓度的变化规律如图乙所示。气体中酒精浓度大于或等于20mg/100mL、小于80mg/100mL时为酒驾，大于或等于80mg/100mL时为醉驾。测试仪便用前应先调零，即当气体中酒精浓度为0时，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表示数U1=10V，调零后R2的滑片位置保持不变，试问：
（1）由图乙可知，气敏电阻的阻值随酒精浓度的增大而______（选填“增大”或“减小”）；（2）调零后R2接入电路中的阻值？_______（3）在某次检测中，电流表示数为0.4A，试通过计算分析，判断该司机属于酒驾还是醉驾？______
【解析】（1）[1]由图乙可知，气敏电阻R1随着酒精气体浓度的增大而减小。（2）[2]由甲图可知，两电阻串联，电压表测R1的电压，电流表测电路的电流，由乙图可知，当气体中的酒精浓度为0时，R1=100Ω，此时电路中的电流根据串联电路电压的规律及欧姆定律得R2接入电路中的阻值为（3）[3]当电流表示数为0.4A时，由欧姆定律可知，电路的总电阻为根据串联电路电阻的规律知气敏电阻的阻值为R1′=R′-R2=30Ω-20Ω=10Ω由图乙知，当气敏电阻的阻值为10Ω时，气体中的酒精浓度为160mg/100mL，大于80mg/mL可知该司机属于醉驾。
课堂总结
思维导图
归类练习
类型1:串、并联电路的计算
1.如图，电源电压恒定，R1=30Ω，R2=60Ω，当开关S3闭合，S1、S2都断开时，电流表的示数为0.1A，则电源电压是______V；当开关S3断开，S1、S2都闭合时，电流表的示数是______A。
类型1:串、并联电路的计算
【解析】由电路图知道，当开关S3 闭合，S1、S2 都断开时，R1与R2 串联，电流表测电路中电流，由串联电路电压的特点和欧姆定律知道，电源电压是：U=I（R1 +R2 ）=0.1A×（30Ω+60Ω）=9V；当开关S3 断开，S1、S2 都闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流，由并联电路电流的特点和欧姆定律知道，此时电流表的示数是：I′=I1 +I2 =U/R1+U/R2=9V/30Ω+9V/60Ω=0.45A。答案为： 9；0.45。
类型2:I-U关系图像
2.如图是电阻甲和乙的I﹣U图像，下列说法正确的是（　　）。A．电阻乙为定值电阻；B．当电阻甲两端电压为2V时，R甲=0.4Ω；C．当甲和乙串联，电路电流为0.2A时，电源电压为3V；D．当甲和乙串联，两者电阻相同时，电源电压为2.5V
类型2:I-U关系图像
【解析】A．由图像可知，乙对应的电流与电压不成正比，根据欧姆定律可知乙电阻的阻值变化，故A错误；B．由图像可知，当甲两端电压为2V时，通过的电流为0.4A，此时的电阻为故B错误；C．甲和乙串联，通过两电阻的电流相等，当电路电流为0.2A时，由图像可知根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知，电源的电压故C正确；
类型2:I-U关系图像
D．甲和乙串联，由于串联电路中电流处处相等，根据U=IR可知：两者电阻相同时，甲和乙电阻两端的电压相等，由图像可知：当甲和乙电阻两端的电压为3V，通过甲和乙电阻的电流相等，则电源电压故D错误。故选C。
类型3:比值的计算
3.如图所示的电路中，电压表V1的示数为9伏，电压表V2的示数为3伏，那么R1与R2的阻值之比为（   ）。A．2:1 B．1:2 C．3:1 D．1:3
类型3:比值的计算
【解析】由图知，两电阻串联，电压表V1测量的是R1和R2两端的总电压，电压表V2测量的是R2两端的电压，即U2=3V根据串联分压可得R1两端的电压U1=U-U2=9V-3V=6VR1和R2串联，电流相等，根据串联分压有带入数据变形可得故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
类型4:开关类动态电路分析
4.如图所示的电路，电源电压恒定，开关S1闭合，S2断开。要使电压表和电流表的示数均增大，下列操作一定可行的是（　　）。A．滑动变阻器的滑片P向右移B．滑动变阻器的滑片P向左移C．滑动变阻器的滑片P不动，S1由闭合到断开D．滑动变阻器的滑片P不动，S2由断开到闭合
类型4:开关类动态电路分析
【解析】由电路图可知，当开关S1闭合，S2断开时滑动变阻器和定值电阻是串联的，电流表测的是整个电路的电流，电压表测的是滑动变阻器两端的电压；AB．开关S1闭合，S2断开，则R1和R2串联，滑动变阻器的滑片P向右移，R2变大，串联电路总电阻变大，电流表示数减小，R1两端电压减小，R2两端电压（即电压表示数）增加；滑动变阻器的滑片P向左移，R2变小，串联电路总电阻变小，电流表示数增大，R1两端电压变大，R2两端电压（即电压表示数）减小，故AB不符合题意；
类型4:开关类动态电路分析
C．如果断开开关S1，则滑动变阻器未接入电路，电压表被串联在电路中，此时电压表示数增大，约等于电源电压，电流表示数却约等于0，所以C不符合题意；D．如果S2闭合使R1短路，则整个电路中的电阻减小，电流表示数增大，此时滑动变阻器两端电压为电源电压，所以电压表的示数也增大，故D符合题意。故选D。
类型5:划片移动类动态电路分析
5.如图所示的电路中，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，当合上开关S时，如果电流表的示数减少，那么（　　）。A．R2上的滑片在向左滑动 B．电压表的示数增大C．电压表的示数也减少 D．电压表的示数不变
类型5:划片移动类动态电路分析
【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。由可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，电源电压一定，电阻变大，所以滑动变阻器的滑片P向右滑动； 由U=IR可知，R1两端的电压变小，即电压表的示数变小，故ABD错误，不符合题意；C正确，符合题意。故选C。
类型6:敏感电阻类动态电路分析
6.如图所示，将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源连接成电路。光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。闭合开关，逐渐增大光敏电阻的光照强度，观察电表示数的变化情况应该是（　　）。A．电流表和电压表示数均变小 B．电流表示数变大，电压表示数变小C．电流表示数变小，电压表示数变大 D．电流表和电压表示数均变大
类型6:敏感电阻类动态电路分析
【解析】由电路图可知，R0与R串联，电流表测电路中的电流，电压表测R0两端电压。逐渐增大光敏电阻的光照强度，光敏电阻的阻值减小，电路的总电阻减小，电源电压不变，电路的总电阻减小，根据电路中电流变大，即电流表的示数变大；定值电阻R0阻值不变，根据U0=IR0，电阻R0两端的电压变大，即电压表示数变大，故ABC错误，D正确。故选D。
类型7:限流、限压问题
【解析】由图可知，开关闭合后，两灯泡串联，电流表A测电路中的电流，已知灯泡L1标有“9Ω 1A”，L2标有“4Ω 1.5A”，电流表选“0～3A”量程，由于串联电路中电流处处相等，则电路中的最大电流为I=I1=1A根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得由 可得最大电源电压U=IR=1A×13Ω=13V；故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
课程结束