15、4 电阻的串联和并联 导学案(1)班级 组别 姓名
【学习目标】
1、通过实验和推导理解串联电路的等效电阻和表达式
2、会利用串联电路中电流、电压、电阻的特点 ,解答和计算简单的电路问题。
3、在实验中认识总电阻与原串联电阻之间的“等效替代”关系。 【自主学习,回顾知识】
1、欧姆定律表达式及变形公式:I= ,U= , R= 。 2、串、并联电路中电流间有什么关系?(设R1与R2串联或并联) I串= ,I并= 。 3、串、并联电路中电压间有什么关系?(设R1与R2串联或并联) U串= ,U并 。 提问: 在串、并联电路中,电阻间又有什么关系呢? 【合作探究与展示评估】 1、实验探究电阻的串联
[提出问题]:电阻串联后,其总电阻会增大还是减小?
[猜想与假设]:串联电路中的总电阻比每个所串联的电阻都 。(大、小、一样) [进行实验与收集证据] (按电路图要求,连接实物电路,进行分组实验讨论)
(1)将一个定值电阻R1接在下图的A、B之间,闭合开关、电流表的示数 I1= A
R1 R1 R2 R2 R1 R3
(2)将两个电阻R1、R2串联起来,接在A、B之间,闭合开关、电流表示数 I2= A。 (3)将电阻R1、R2、R3串联起来接在 A、B之间 ,合上开关前先预计一下电流表的示数会发生什么变化 ,合上开关电流表示数I3= A。 则I1、I2、I3的大小关系: 。 可见电阻串联的越多,电路中的电流越 ,电路的总电阻值越 。
阅读“加油站”中的内容,小组间交流讨论回答下列问题: (1)在上述(2)的探究中,R串可以叫做电阻R1,R2串联后的 电阻或 电阻。 (2)有同学认为R1,R2串联后,电路中就有了R1,R2,R串三个电阻,你认为对吗? 综合上述:串联电路的总电阻的阻值比任何一个所串的电阻值都 。( 大、小) [思考] 电阻串联就相当增加电阻的 (长度、截面积),所以阻值变 。
2、理论推导:阅读书本P108页内容,进行下列科学推导:
(等效代替法:用一个电阻R来代替两个或两个以上串联(并联)的电阻 ,其效果相同 ) 在下图中,两个串联导体的电阻值分别为R1和R2,设总电阻的阻值为R。 R1、R2两端的电压分别为U1和U2,串联两端的总电压为U 通过R1、R2、R的电流分别为I1、I2、I
推导过程:(参照课本写出推导出R与R1、R2关系的过程)
据欧姆定律变形公式:U= U1= U2= . 由串联电路电压关系得:U= + , 即IR= + 。
再由串联电路电流关系得:I= ,化简得:R= 。 结论二:串联电路的总电阻等于 。公式为 。 当有n个电阻R1、R2、R3、„、Rn串联时总电阻为R= 。 结论三:(特殊的)n个阻值均为R0的电阻串联时的总电阻R串= 。 【检测提高】:
1、现在有电阻值为1Ω、2Ω、3Ω、4Ω各1个,将它们串联后的总电阻是多少? 如果有10个电阻值均为1Ω的电阻串联起来,其总电阻又是多少?
解:(1)R串= 。(2)R串= 。
2、王师傅在维修电器时,需要一个200Ω的电阻,但他身边只有一些50Ω、100Ω的电阻,他可以用100Ω的电阻 个 联起来,也可以用两个50Ω和 个100Ω的电阻串联起来。 3、如图所示的电路中,电灯与滑动变阻器是 联的,当滑片P向右移动时,整个电路的总电阻变 ,电流表示数变 ,灯泡变 。
5、 把两个阻值不同的电阻R1和R2串联,则总电阻 ( )
A.介于两个电阻之间 B.比任何一个电阻都要小 C.比任何一个电阻都要大 D.可能等于其中的一个电阻 6、图所示的电路中,电源电压为6V,且保持不变,图中灯L1电阻值为2Ω,灯L2的电阻是4Ω,则通过灯L l的电流强度为
______A,电压表示数为 V。 7、(选做)王新同学有两个电阻R1和R2,已知R1=3R2,他将这两个电阻串联起来接入电路中,用电压表测出R2两端的电压为6 V,则R1两端的电压为( )
A.2 V B.6 V C.12 V D.18 V 8、(选做) 如图所示,电路中的两只电压表的规格完全相同,均有两个量程(0~3V,0~15V).闭合开关,两只电压表的指
针偏转角度相同,则电阻R1与R2的比值为( ) A. 1∶5 B. 5∶1 C. 1∶4 D. 4∶1 9、(选做)一小灯泡阻值为10Ω,正常工作时的电流为0.4A,现要将其接入12V的电路中,要求仍能正常发光,则应串联一个多大的电阻? 10、(选做)某公共场所(公共楼梯内,医院走廊)有一盏长明灯,电阻为500Ω,要保证其使用寿命,规定允许通过的最大电流为0.2A。问应该怎样才能将这盏灯接到照明电路上?
【课堂小结与课堂反馈】:
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