精编九年级全一册物理同步备课系列（人教版）精编九年级全一册物理同步备课系列（人教版）第17.4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用（课件+教案+导学案+练习）（解析版）

第17.4节欧姆定律在串、并联电路中的应用（导学案）（解析版）【学习目标】1．知道串联电路电阻的特点，会利用串联电阻的特点分析有关问题；2．知道并联电路电阻的特点，会利用并联电阻的特点分析有关问题；3．知道串联电路中电流、电压、电阻的特点，能运用欧姆定律解决简单的串联电路问题；4．知道并联电路中电流、电压、电阻的特点，能运用欧姆定律解决简单的并联问题。5.通过计算，学会解答电学计算题的一般方法，培养学生的逻辑思维能力。【学习重点】欧姆定律在串联和并联电路中的应用。【学习难点】运用串联电路分压的规律及并联电路分流的规律解决电学问题。【自主学习】预习课本第83-第85页，回答下列问题：一、复习检测1.复习欧姆定律的内容：通过导体的电流与导体两端电压成正比，与导体的电阻成反比。2.欧姆定律公式：。两个变形式：，。3.串联电路中电流的规律：串联电路中，通过各个用电器的电流都相同。4.串联电路中电压的规律：串联电路两端总电压等于各个用电器两端电压之和。5.并联电路中电流的规律：并联电路中，干路电流等于各个支路电流之和。6.并联电路中电压的规律：并联电路中，各个用电器两端电压都相同。二、预习检测1.两个电阻串联的规律：两个电阻的串联时，串联电路的总电阻等于各个电阻之和；即：R总=R1+R2。2.两个电阻并联的规律：两个电阻并联时，并联电路总电阻的倒数，等于各个电阻的倒数之和；数学表达式：，也可用公式求出总电阻。【合作探究】分组进行以下探究活动，最后归纳总结：探究一：串联电路的特点（1）探究串联电路总电阻与分电阻关系（2）分析：根据欧姆定律可得：U1＝IR1，U2＝IR2，根据串联电路的电压特点可知：U＝U1＋U2，由以上各式可得：IR′＝IR1＋IR2，即R′＝R1＋R2。（3）结论：①串联电路的总电阻等于各分电阻之和，即R总＝R1＋R2＋…＋Rn；②串联电路中，通过某个电阻的电流或串联电路的电流，等于串联电路两端电压除以总电阻，表达式为；③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。（4）理解：两个电阻串联，相当于导体的长度增大，所以总电阻增大。如图所示。（5）串联电路分压的规律：=；该式子表明，在串联电路中，电压的分配跟电阻成正比。探究二：并联电路的特点（1）并联电路总电阻与分电阻关系（2）分析：根据欧姆定律可得：，根据并联电路的电流和电压特点可知：，由以上各式可得：，即R总=；（3）结论：①并联电路的总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和，即；②当并联电路中的一个支路的电阻改变时，这个支路的电流会改变，干路电流会改变，另一个支路的电流和电压不变。③当两个电阻并联时，并联电路总电阻可用公式计算。（4）理解：两个相同电阻并联，相当于材料、长度相同，横截面积增大，所以总电阻减小。如图所示。【课堂检测】1.如图所示的四个电路中，已知定值电阻R1和R2的阻值大小关系为R1>R2。在这四个电路中，电路的等效电阻最小的是（ ）。A.B.C.D.【答案】D。【解析】∵串联电路总电阻等于各分电阻之和，即电阻越串越大、大于任何一个分电阻，∴R串>R1>R2，∵并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，即电阻越并越小、小于任何一个分电阻，∴R串>R1>R2>R并，则在这四个电路中，电路的等效电阻最小的是D。2.如图所示是电阻甲和乙的U﹣I图象，下列说法正确的是（ ）。A.甲的电阻值保持10Ω不变；B.乙的电阻值保持20Ω不变；C.甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，电路总电流为0.3A；D.甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2A时，乙的电压为4V【答案】C。【解析】（1）由甲和乙的U﹣I图象可知，通过甲的电流与电压成正比，根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变，乙电阻的阻值变化的，故B错误；当U甲＝2V时，对应的电流为0.1A，所以R甲=U甲I甲（2）甲、乙并联在2V电源时，当电源电压为2V，由并联电路的电压特点知，两电阻两端的电压为2V，由图象可知，I甲＝0.1A，I乙＝0.2A，故干路电流I＝I甲+I乙＝0.1A+0.2A＝0.3A，故C正确；（3）甲、乙串联在电路中，当电路电流为2A时，由图可知，U乙＝2V，故D错误。3.如图所示，甲图是灯泡L和定值电阻R的I-U关系图象。将L和R先后以乙图和丙图两种方式接在同一电源上，若乙图中U1∶U2=m，丙图中I1∶I2=n，则下列判断中正确的是（ ）。A.m=nB.m＞nC.m＜nD.mn=1【答案】B。【解析】图乙中，灯泡与电阻串联，U1∶U2=RL∶R=m，图丙中，灯泡与电阻并联，I1∶I2=R∶RL=n，由甲图可知，小灯泡两端电压越大，RL越大，且RL>R，故选择B。4.有两个可变电阻，开始时阻值相等，都为R，现将其中一个电阻的阻值增大，将另一个电阻的阻值减小，则两个电阻并联后总电阻将（）。A．一定大于R B．一定等于R C．一定小于R D．以上结果都有可能【答案】C。【解析】ABCD．因为并联电路总电阻的倒数等于支路电阻倒数之和，所以并联电路总电阻小于任一电阻值，即两个电阻并联后总电阻小于较小电阻的阻值，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。5.如图所示，甲、乙、丙三个电路中，电源电压U相等，每个电路的总电阻相等，则下列关系正确的是（）。A．R1>R2 B．R3>R4 C．R5>R2 D．R4>R1【答案】B。【解析】ABCD．如图所示，三个电路中，每个电路的总电阻相等，且有并联后电路电阻变小，串联后电路电阻变大，因此有，故下列关系中ACD错误，B正确。故选B。6.电工师傅在修理电器时，急需一只8Ω的电阻，但手边只有阻值20Ω、5Ω、10Ω和40Ω的电阻各一只，下列做法能帮他解决问题的是（）。A．将10Ω和40Ω的电阻并联 B．将5Ω和20Ω的电阻串联C．将5Ω和40Ω的电阻并联 D．将10Ω和20Ω的电阻串联【答案】A。【解析】AC．两个电阻并联后，总电阻所以并联后的总电阻分别为8Ω和4.4Ω，故A正确，C不正确。BD．根据串联电路的特点，若将两个电阻串联在电路中，电路中的总电阻是两个电阻之和。那么，B选项中总电阻为25Ω，D选项中总电阻为30Ω，故BD都不正确。7.一只阻值为0.1欧的电阻与另一只阻值为10欧的电阻并联，并联后的等效电阻（）。A．小于0.1欧 B．等于1欧C．等于10.1欧 D．小于10欧但大于0.1欧【答案】A。【解析】因为并联电路电阻的关系为：+，所以并联电路的总电阻小于任一支路电阻，即小于最小的电阻，故总电阻小于0.1Ω。故选A。8.如图所示电路，电源电压保持不变，其中R0、R1为定值电阻，闭合开关，当把滑动变阻器的滑片从右端调到左端过程中，下列说法中正确的是（ ）。A.电流表A示数变小B.电压表V1示数变小C.电压表V2示数变小D.R0两端的电压变小【答案】B。【解析】闭合开关S后，三个电阻串联，电压表V2测R1两端的电压，电压表V1测R1和R2两端的电压之和，电流表测电路中的电流；当把滑动变阻器的滑片从右端调到左端过程中，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，∵I=UR电阻R0两端电压变大，R1和R2两端的电压变小，故B对，D错。9.酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车，如图甲所示是它的原理图，酒精气体传感器的电阻跟酒精气体浓度的关系如图乙所示。如果测试到的酒精气体浓度越大，那么（）。A.传感器的电阻越大；B.电压表的示数越大；C.通过传感器的电流越小；D.传感器两端的电压越大【答案】B。【解析】由电路图可知，两电阻串联，电压表测量R0两端的电压，由图象可知，酒精气体浓度越大传感器的电阻越小，串联电路的总电阻越小，故A不正确；由I=UR由U＝IR可知，定值电阻R0两端的电压变大，即酒精气体浓度越大，电压表的示数越大，故B正确；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，在电源电压不变时，传感器两端的电压越小，故D不正确。10.3Ω和6Ω的两个电阻，并联后相当于增加了导体的，等效电阻为 Ω；串联后相当于增加了导体的 ，等效电阻为Ω。【答案】横截面积；2；长度；9。【解析】电阻并联，相当于横截面积变大，其等效电阻R=电阻串联，相当于导体的长度变长，其等效电阻R=R1+R2。11.电阻R1与R2串联，它们的等效电阻是10Ω，如果已知R1=4Ω，则R2的电阻是Ω；如果R1与R2并联，其等效电阻为Ω。【答案】6；2.4。【解析】电阻R1与R2串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值：R2＝R串−R1＝10Ω−4Ω＝6Ω；两电阻并联时总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，=+=+=解得：R并=2.4Ω。12.把n个阻值相等的定值电阻串联时，总阻值为R1；如果把它们并联时，总阻值为R2，则R1∶R2＝。【答案】n2∶1。【解析】设每一个电阻的阻值为R，n个阻值相同的电阻串联，总电阻：R1＝nR；n个阻值相同的电阻并联，总电阻R总=1nR，所以，R1：R2=nR：1nR=n13.甲、乙两个定值电阻，甲标有“16Ω1.5A”、乙标有“40Ω0.5A”。如果把二者串联起来，为保证电阻工作安全，则该串联电路两端允许加的最大电压为V。如果把二者并联起来，为保证电阻工作安全，则该并联电路的干路最大电流为A。【答案】28；1.75。【解析】（1）由两定值电阻的铭牌可知，两者允许通过的最大电流分别为：I甲＝1.5A，I乙＝0.5A，因串联电路中各处的电流相等，所以，两电阻串联起来时，电路中的最大电流I＝0.5A，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由I=UR可得，串联电路两端允许加的最大电压：U串＝I（R甲+R乙（2）当甲达到最大电流时，U甲=24V，当乙达到最大电流时，U乙=20V，所以应选择U=20V，此时I甲=1.25A，I=I甲+I乙=1.25A+0.5A=1.75A。14.电阻R1和R2串联在电源电压恒为6V的电路中，已知电阻R1=4Ω，电阻R1两端的电压是2V，则R1中的电流为A，R2的阻值为Ω。【答案】0.5；8。【解析】由题意可知，两电阻串联，R1中的电流：I1=U1R1=因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的总电阻：R=UI=6V因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻R2的阻值：R2=R-R1=12Ω-4Ω=8Ω。15.一个滑动变阻器标有“1.5A30Ω”的字样。当它与一个阻值为30Ω的电阻串联接入电路时，该串联电路部分总电阻的变化范围为，当二者并联接入电路时，该并联电路部分总电阻的变化范围为。【答案】30~60Ω；0~15Ω。【解析】由题意可知，变阻器与定值电阻串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的总电阻为30Ω；当滑动变阻器接入电路中的电阻为30Ω时，电路中的总电阻R＝R滑+R定＝30Ω+30Ω＝60Ω，所以，整个电路总电阻的变化范围为30Ω～60Ω；变阻器与定值电阻并联R=R1当滑动变阻器接入电路中的电阻为30Ω时，电路中的总电阻R＝15Ω，所以，整个电路总电阻的变化范围为0~15Ω。16.有甲、乙两个电阻，其电流与电压的关系如图所示。若二者串联，甲两端电压是1V，则此时乙两端电压为V；若二者并联，干路电流为0.6A，则电源电压为V。【答案】2；2。【解析】由图像知，当甲两端电压是1V时，串联电路中电流I=0.2A，图中对应乙两端电压为2V；由图像知，当U=2V时，通过甲、乙的电流分别为0.4A和0.2A，此时干路电流为0.6A。17.如图所示，电源两端电压保持不变。闭合开关S，电流表A1的示数I1为0.9A，电流表A2的示数I2为1.5A，R1=10Ω。求定值电阻R2的阻值。【解析】根据题意可求出R2的电流I=I2−I1=1.5A−0.9A=0.6A，又因为总电压为U=I1R1=0.9A×10Ω=9V，所以R2=9V0.6A=15Ω18.某科研人员为了检测一种金属材料的承压性能，取一小片质量为5kg的金属样品，把它放在如图甲所示电路中的压力传感器R上，R实质上是一个压敏电阻，它的阻值随压力的变化情况如图乙。电路中R0是定值电阻，电源电压保持12V不变，将量程为0～0.6A的灵敏电流计的表盘参数改成压力值，然后在样品上施加不同的压力，通过电流表的示数变化情况研究样品受力情况，g取10N/kg，试问：（1）将样品自由地放置在传感器上时，电路中的电流为0.048A，定值电阻R0的阻值是多少？（2）在保证电路中各元件都安全的情况下，样品上允许额外施加的最大压力是多少？【答案】（1）10Ω；（2）1150N。【解析】（1）样品自由地放置在传感器上时，电路中的总电阻R总＝＝250Ω此时R受到的压力F＝G样＝m样g＝5kg×10N/kg＝50N由图乙可知此时R的阻值R＝