資源簡介

*第四節　電阻的串聯和并聯
【重點難點】
重點:串、并聯電路中總電阻和分電阻的“等效替代”關系。
難點:根據串、并聯電路電流、電壓、電阻的關系,結合歐姆定律能夠對簡單的電路問題進行計算分析。
【教學準備】
教師準備:多媒體課件、學生用電流表、學生電源、阻值相同的定值電阻三個、開關一個、導線若干。
學生準備:學生用電流表、學生電源、阻值相同的定值電阻三個、開關一個、導線若干(學生分組實驗,6人一組,共分8個小組)。
【教學設計】
【情境引入】
一電工制作電器,需要5 kΩ和20 kΩ的電子元件各一個,而手頭上只有10 kΩ的電子元件,用10 kΩ的電子元件怎樣才能得到5 kΩ和20 kΩ的電子元件呢
【新課教學】
一、電阻的串聯
1.實驗探究:
提出問題:
電阻串聯之后,總電阻是增大還是減小
猜想與假設:
導體的電阻與導體的長度有關,導線越長電阻越大。幾個電阻串聯后相當于增加了導體的長度,總電阻應當比各個分電阻都大。
進行實驗與收集證據:
(1)將一個定值電阻R接在如圖所示電路的A、B之間,閉合開關,觀察電流表的示數。
(2)將兩個同樣的定值電阻R串聯起來,接在圖中的A、B之間,閉合開關,觀察電流表的示數。
(3)在A、B之間換上三個串聯著的同樣阻值的電阻R,閉合開關前先預計一下電流表的示數會怎樣變化,再閉合開關,看看自己的預測是否正確。
數據分析與處理:電流表的示數一次比一次小,而電路兩端的電壓保持不變,說明電路中的總電阻在增大。
實驗結論:串聯電路的總電阻的阻值比任何一個分電阻的阻值都大。
2.理論推導:
如圖所示,兩電阻R1、R2串聯,兩電阻串聯后的總電阻為R,那么,總電阻R與R1和R2在數值上有什么關系呢
由歐姆定律可知,U1=I1R1,U2=I2R2,U=IR。
根據U=U1+U2,就有IR=I1R1+I2R2,
串聯電路中有I=I1=I2,
所以R=R1+R2,
即兩個串聯電阻的總電阻等于各分電阻之和。
3.知識拓展:
(1)當有n個電阻R1、R2、R3…Rn串聯時,總電阻R=R1+R2+R3…+Rn。
(2)n個相同的電阻R0串聯,總電阻R=nR0。
(3)幾個電阻串聯,其中一個電阻增大,則總電阻隨著增大。
(4)要使電路中的總電阻增大,可采用電阻串聯的方法。
4.串聯電路中電流、電壓、電阻的關系:
根據歐姆定律使用時的“同一性”,即電流、電壓和電阻必須是同一個導體或同一段電路上的三個量,才能滿足I=的關系,據此就可以對相關物理量的大小進行推導計算,但必須還要把握以下關系:
電阻串聯時有:I=I1=I2,U=U1+U2,R=R1+R2。
電阻串聯時有:=,即串聯電路中,各電阻兩端的電壓與電阻的大小成正比,這就是串聯分壓的原理。
二、電阻的并聯
1.實驗探究:
提出問題:
電阻并聯后,總電阻是增大了還是減小了
猜想與假設:
兩段導體并聯在一起,相當于導體的橫截面積變大,因此,其電阻值可能會變小。
進行實驗與收集證據:
(1)將一個定值電阻R接在圖中的A、B之間,閉合開關,觀察電流表的示數。
(2)將兩個同樣的定值電阻R并聯起來,接在圖中的A、B之間,閉合開關,觀察電流表的示數。
(3)在A、B之間換上三個并聯的定值電阻R,閉合開關,觀察電流表的示數。
數據分析與處理:電流表的示數一次比一次大,而電路兩端的電壓保持不變,說明電路中的總電阻變小。
實驗結論:電阻并聯后總電阻的阻值比任何一個分電阻的阻值小。
2.理論推導:
如圖所示,兩電阻R1、R2并聯,兩電阻并聯后的總電阻為R,那么,總電阻R與R1和R2在數值上有什么關系呢
由歐姆定律可知,I=,I1=,I2=,
根據I=I1+I2,就有=+,
并聯電路中有U=U1=U2,
所以=+,
即兩個并聯電阻的總電阻的倒數,等于兩個分電阻的倒數之和。
3.知識拓展:
(1)當有n個電阻R1、R2、R3…Rn并聯時,就有=++…+。
(2)n個相同的電阻R0并聯,總電阻R=。
(3)幾個電阻并聯,其中一個電阻增大,則總電阻隨著增大,反之變小。
(4)要使電路中的總電阻變小,可采用電阻并聯的方法。
4.并聯電路中電流、電壓、電阻的關系:
根據歐姆定律使用時的“同一性”,即電流、電壓和電阻必須是同一個導體或同一段電路上的三個量,才能滿足I=的關系,據此就可以對相關物理量的大小進行推導計算,但必須還要把握以下關系:
電阻并聯時有:U=U1=U2,I=I1+I2,=+。
電阻并聯時有:=,即并聯電路中,各電阻分到的電流與電阻的大小成反比,這就是并聯分流的原理。
【課堂小結】
通過本節課的學習,你有什么收獲與體會 請每一位同學對自己在本節課的學習情況進行評估,然后教師歸納并投影本節內容。
布置作業
鞏固本節知識,總結串、并聯電路的電流、電壓、電阻的規律。
【板書設計】
*第四節　電阻的串聯和并聯
1.串聯電路的總電阻等于各串聯電阻的阻值之和
公式:R=R1+R2
(電阻串聯相當于增加導體的長度,總電阻比各個分電阻都大。)
2.并聯電路的總電阻的倒數等于各個并聯電阻的倒數之和
公式:=+
(并聯電阻相當于增加導體的橫截面積,電阻并聯后總電阻比任何一個分電阻的阻值小。)

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