*第四节 电阻的串联和并联 【重点难点】 重点:串、并联电路中总电阻和分电阻的“等效替代”关系。 难点:根据串、并联电路电流、电压、电阻的关系,结合欧姆定律能够对简单的电路问题进行计算分析。 【教学准备】 教师准备:多媒体课件、学生用电流表、学生电源、阻值相同的定值电阻三个、开关一个、导线若干。 学生准备:学生用电流表、学生电源、阻值相同的定值电阻三个、开关一个、导线若干(学生分组实验,6人一组,共分8个小组)。 【教学设计】 【情境引入】 一电工制作电器,需要5 kΩ和20 kΩ的电子元件各一个,而手头上只有10 kΩ的电子元件,用10 kΩ的电子元件怎样才能得到5 kΩ和20 kΩ的电子元件呢 【新课教学】 一、电阻的串联 1.实验探究: 提出问题: 电阻串联之后,总电阻是增大还是减小 猜想与假设: 导体的电阻与导体的长度有关,导线越长电阻越大。几个电阻串联后相当于增加了导体的长度,总电阻应当比各个分电阻都大。 进行实验与收集证据: (1)将一个定值电阻R接在如图所示电路的A、B之间,闭合开关,观察电流表的示数。 (2)将两个同样的定值电阻R串联起来,接在图中的A、B之间,闭合开关,观察电流表的示数。 (3)在A、B之间换上三个串联着的同样阻值的电阻R,闭合开关前先预计一下电流表的示数会怎样变化,再闭合开关,看看自己的预测是否正确。 数据分析与处理:电流表的示数一次比一次小,而电路两端的电压保持不变,说明电路中的总电阻在增大。 实验结论:串联电路的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。 2.理论推导: 如图所示,两电阻R1、R2串联,两电阻串联后的总电阻为R,那么,总电阻R与R1和R2在数值上有什么关系呢 由欧姆定律可知,U1=I1R1,U2=I2R2,U=IR。 根据U=U1+U2,就有IR=I1R1+I2R2, 串联电路中有I=I1=I2, 所以R=R1+R2, 即两个串联电阻的总电阻等于各分电阻之和。 3.知识拓展: (1)当有n个电阻R1、R2、R3…Rn串联时,总电阻R=R1+R2+R3…+Rn。 (2)n个相同的电阻R0串联,总电阻R=nR0。 (3)几个电阻串联,其中一个电阻增大,则总电阻随着增大。 (4)要使电路中的总电阻增大,可采用电阻串联的方法。 4.串联电路中电流、电压、电阻的关系: 根据欧姆定律使用时的“同一性”,即电流、电压和电阻必须是同一个导体或同一段电路上的三个量,才能满足I=的关系,据此就可以对相关物理量的大小进行推导计算,但必须还要把握以下关系: 电阻串联时有:I=I1=I2,U=U1+U2,R=R1+R2。 电阻串联时有:=,即串联电路中,各电阻两端的电压与电阻的大小成正比,这就是串联分压的原理。 二、电阻的并联 1.实验探究: 提出问题: 电阻并联后,总电阻是增大了还是减小了 猜想与假设: 两段导体并联在一起,相当于导体的横截面积变大,因此,其电阻值可能会变小。 进行实验与收集证据: (1)将一个定值电阻R接在图中的A、B之间,闭合开关,观察电流表的示数。 (2)将两个同样的定值电阻R并联起来,接在图中的A、B之间,闭合开关,观察电流表的示数。 (3)在A、B之间换上三个并联的定值电阻R,闭合开关,观察电流表的示数。 数据分析与处理:电流表的示数一次比一次大,而电路两端的电压保持不变,说明电路中的总电阻变小。 实验结论:电阻并联后总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值小。 2.理论推导: 如图所示,两电阻R1、R2并联,两电阻并联后的总电阻为R,那么,总电阻R与R1和R2在数值上有什么关系呢 由欧姆定律可知,I=,I1=,I2=, 根据I=I1+I2,就有=+, 并联电路中有U=U1=U2, 所以=+, 即两个并联电阻的总电阻的倒数,等于两个分电阻的倒数之和。 3.知识拓展: (1)当有n个电阻R1、R2、R3…Rn并联时,就有=++…+。 (2)n个相同的电阻R0并联,总电阻R=。 (3)几个电阻并联,其中一个电阻增大,则总电阻随着增大,反之变小。 (4)要使电路中的总电阻变小,可采用电阻并联的方法。 4.并联电路中电流、电压、电 ... ...
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