資源簡介

(共31張PPT)
第四章 電路探秘
浙教版八年級(jí)上冊
第7節(jié) 電路分析與應(yīng)用（1）
－－－串聯(lián)電路
教學(xué)目標(biāo)
科學(xué)觀念：理解串聯(lián)電路中電流、電壓的特點(diǎn)；能用串聯(lián)電路的電流、
電壓特點(diǎn)分析計(jì)算分壓問題；
科學(xué)思維：通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和數(shù)據(jù)的的，發(fā)展觀察、分析、歸
納、概括等能力；能綜合運(yùn)用電學(xué)知識(shí)解決問題；
探究實(shí)踐：通過設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手操作能力；
態(tài)度責(zé)任：體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)的重要性并對(duì)科學(xué)探究產(chǎn)生一種
積極向上的欲望；并在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)到探究的樂趣；保持對(duì)科
學(xué)的強(qiáng)烈的好奇心。
新知導(dǎo)入
復(fù) 習(xí)：
1、串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)是什么？
2、串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)是怎樣的？
3、歐姆定律的內(nèi)容和公式是怎樣的？
串聯(lián)電路中電流處處相等。I總=I1=I2
串聯(lián)電路中各用電器兩端電壓之和等于總電壓。U總=U1+ U2
歐姆定律的內(nèi)容：通過導(dǎo)體的電流，跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。
數(shù)學(xué)表達(dá)式：I=U/R
思考討論
如果圖 4-63 中：
（1）打開開關(guān)S，哪個(gè)燈不會(huì)發(fā)光？
（2）取下燈泡 L1，另一個(gè)燈泡 L2會(huì)亮嗎？
以上現(xiàn)象說明了什么？
（1）打開開關(guān)S，兩個(gè)燈都不會(huì)發(fā)光
（2）取下燈泡 L1，燈泡 L2是不會(huì)亮的。
說明：
①串聯(lián)電路中，電流的路徑中只有一條；
②串聯(lián)電路中的開關(guān)控制著全部用電器；
③串聯(lián)電路各用電器相互影響。
活動(dòng)：
串聯(lián)電路中電阻有什么規(guī)律？你能用已學(xué)的知識(shí)推導(dǎo)一下嗎？
因?yàn)榇?lián)電路中總電壓等于各用電器兩端電壓之和，U總=U1+U2……①，且歐姆定律的變形公式U=IR……②,若將②代入①中，有I總R總＝I1R1+ I2R2，其中串聯(lián)電路中電流處處相等。
I總=I1=I2，所以可得 R總＝R1+ R2。即串聯(lián)電路中，總電阻等于各電阻之和。
你能用類比方法解釋下列問題嗎？
（1）為什么串聯(lián)電路中各處電流都相等？
（2）為什么兩個(gè)電阻串聯(lián)后的總電阻比任何一個(gè)分電阻大？
討論交流
電流在某種程度上與水流是相似的，那么電路就可以看做水管。串聯(lián)電路沒有支路，也就是說只有一條回路。試想水流只沿著一條路流動(dòng)而沒有分流，那水流大小就是處處相等的，同理可得，串聯(lián)電路中電流處處相等。
兩個(gè)電阻串聯(lián)起來，相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長度，導(dǎo)體越長對(duì)電流的阻礙作用越大，所以總電阻比任何一個(gè)分電阻都大。
活動(dòng)：
你能根據(jù)串聯(lián)電路中的電流規(guī)律、電壓規(guī)律、電阻規(guī)律及歐姆定律來推導(dǎo)一下串聯(lián)電路中電壓與電阻的比例關(guān)系嗎？
串聯(lián)電路中：
I總=I1=I2
U總=U1+U2
R總=R1 +R2
因?yàn)榇?lián)電路中串聯(lián)電路中電流處處相等：I1=I2 ……①，且歐姆定律的公式I=U/R……②,若將②代入①，可得U1/R1=U2/R2,即U1/U2=R1/R2。即串聯(lián)電路中，各用電器兩端的電壓與其電阻成正比。
也就是說，串聯(lián)電路具有等流分壓的特點(diǎn)。
歸納：
一、串聯(lián)電路的規(guī)律
1）串聯(lián)電路的電流只有一條通路。
2）串聯(lián)電路的開關(guān)控制整個(gè)電路的通斷。
3）串聯(lián)電路中各用電器之間相互影響。
4）串聯(lián)電路電流處處相等：I總=I1=I2
5）串聯(lián)電路總電壓等于各處電壓之和：U總=U1+U2
6）串聯(lián)電路的等效電阻等于各電阻之和：R總=R1+R2
7）串聯(lián)電路具有等流分壓特點(diǎn)（電壓與電阻成正比）：U1/U2=R1/R2
視頻：
串聯(lián)電路的特點(diǎn)
（點(diǎn)擊圖片播放）
例題講解
二、串聯(lián)電路的分析與應(yīng)用舉例
例題1、
一個(gè)小燈泡正常發(fā)光時(shí)兩端的電壓是 2.5 伏，通過的電流為 0.2安。現(xiàn)用一個(gè)電壓為 4.5伏的電源對(duì)其供電，為了使小燈泡能正常發(fā)光，需要串聯(lián)一個(gè)多大的電阻？
解：
供電電壓高于用電器正常工作電壓，則需串聯(lián)一個(gè)電阻來分擔(dān)一部分電壓，使用電器獲得正常工作電壓。
已知正常工作時(shí)燈泡兩端的電壓和通過它的電流為：U１=2.5V，I=0.2A;電阻R分擔(dān)的電壓應(yīng)該是：U２= U-U１
= 4.5V-2.5V=2V; 根據(jù)歐姆定律，電阻R=U2/I=2V/0.2A
=10Ω。
答 ：串聯(lián)的電阻 R 的阻值是 10Ω。
例題講解
例題2、
電阻之比為1：2的兩燈串聯(lián)，則通過燈的電流之比和燈兩端的電壓之比分別為( )
A．1:2 1:2
B．1:1 1:2
C．1:1 1:1
D．1:2 1:1
解析：
兩個(gè)電阻串聯(lián)，因?yàn)榇?lián)電路中各處電流都相等，所以通過它們的電流大小相等，即電流之比是1:1；在串聯(lián)電路中，電阻兩端的電壓與電阻成正比，即：U1/U2=R1/R2，故A、C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確。
B
例題講解
例題3、
有兩個(gè)導(dǎo)體，電阻分別為 10Ω和30Ω。把它們串聯(lián)后通過10Ω電阻的電流是0.5A，則電源的電壓是多少？兩個(gè)電阻上的電壓分別是多少？
解： 設(shè)電阻R1=10Ω、R2=30Ω，則串聯(lián)電路中電流處處相等，所以I1=I2=0.5A；
串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端電壓之和及歐姆定律： U總=I(R1+R2)=0.5A×(10Ω+30Ω)=20V
U1=IR1=0.5A×10Ω=5V; U2=IR2=0.5A×30Ω=15V
答：電源電壓20V，10Ω和Ω電阻兩端電壓分別為5V、15V。
＝10Ω
＝30Ω
I1＝0.5A
I2＝0.5A
例題講解
例題4、
R1=12歐，將它與R2串聯(lián)后接到8伏的電源上，已知R2兩端的電壓是2伏。求R2的阻值。
解：已知電源電壓和R2兩端電壓為：
U總=8V U2=2V
則R1兩端電壓：U1=U總-U2=8V-2V=6V
則電路中電流：I=U1/R1=6V/12Ω=0.5A
R2阻值為：R2=U2/I2=2V/0.5A=4Ω
答：R2阻值為4 。
＝12Ω
U＝8V
U2＝2V
＝
例題講解
例題5、
小金制作了一個(gè)利用電壓表測物體重力的小作品，它能在電壓表盤上讀出所放物體重力的大小，如圖所示。
（1）當(dāng)秤盤不放任何重物時(shí)，滑片P恰好處于a點(diǎn)。
閉合開關(guān)，當(dāng)秤盤上所放鉤碼個(gè)數(shù)增多時(shí)，電壓表示
數(shù)將________ (填 “增大”、“減小”或“不變”);
（2）一段時(shí)間后，在秤盤放2牛重的鉤碼時(shí)，表盤
讀數(shù)比2牛大，換不同重的鉤碼反復(fù)試驗(yàn)，每次讀數(shù)都不同且大于鉤碼的重力。產(chǎn)生這一現(xiàn)象是由于______引起的(填字母)
A.R1短路 B.R1斷路 C.R2短路 D.R2斷路
增大
A
解釋
解析：
（1）根據(jù)圖片可知，定值電阻R1與變阻器R2串聯(lián)，
由于滑片上連接的是電壓表，因此無論滑片怎樣移動(dòng)，
變阻器接入的都是全部阻值，即通過電路的電流不變。當(dāng)秤盤上砝碼的個(gè)數(shù)增多時(shí)，滑片向下移動(dòng)，與電壓表并聯(lián)的電阻變大，根據(jù)U=IR可知，電壓表的示數(shù)增大。
（2）電壓表的示數(shù)偏大，根據(jù)U=IR可知，應(yīng)該是通過電路的電流增大了，由于總電壓不變，那么總電阻變小了。如果R2短路，那么電壓表的示數(shù)變成0；如果R1短路，那么總電阻變小，而總電流變大，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。故選A。
課堂練習(xí)
1、抗擊新冠肺炎期間，醫(yī)務(wù)人員進(jìn)入病房必須要穿戴好防護(hù)服、口罩、護(hù)目鏡等。為了減少醫(yī)務(wù)人員與病人接觸，小華設(shè)計(jì)了一種輸液提示器，能在護(hù)士站觀察到藥液量的變化。當(dāng)袋中藥液量減少時(shí)，為使電壓表示數(shù)隨之減小，符合要求的電路圖是（　　）
C
課堂練習(xí)
2、兩個(gè)規(guī)格相同的學(xué)生電流表A1和A2連入如圖所示的電路中。當(dāng)閉合開關(guān)S后，電阻R1與R2均有電流通過，且兩只電流表的指針偏轉(zhuǎn)角度相同，則R1與R2的阻值之比是（　　）
A．4：1 B．1：4
C．1：5 D．5：1
A
課堂練習(xí)
3、在2022北京冬奧會(huì)開幕式上，400名演員揮動(dòng)發(fā)光桿，發(fā)光桿一會(huì)發(fā)出綠光代表綠草，隨后又發(fā)出白光組成蒲公英。據(jù)悉，桿上有兩個(gè)開關(guān)：一個(gè)是總開關(guān)，另一個(gè)用來控制發(fā)出白光和綠光。下面電路設(shè)計(jì)最能實(shí)現(xiàn)這一效果（　　）
D
課堂練習(xí)
4、如圖所示，電源電壓恒定，R1＝20Ω．閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S1，電流表示數(shù)是0.3A；若再閉合S1，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變?yōu)?.5A，則電源電壓為　　V，R2的阻值為　 　Ω。
6
30
課堂練習(xí)
5、如圖，R1＝5 Ω，R2＝10 Ω，閉合開關(guān)，電流表示數(shù)為 0.2 A，則：
（1）R1兩端的電壓為______；
（2）通過R2的電流為__________；
（3）電源兩端的電壓為______；
（4）電路的總電阻為________。
1V
0.2A
3V
15Ω
課堂練習(xí)
6、如圖是一種自動(dòng)測定油箱內(nèi)油面高度的裝置，R是滑動(dòng)變阻器，它的金屬滑片連在滑桿的右端，從電流表指針?biāo)傅目潭龋涂梢灾烙拖鋬?nèi)油面的高度。當(dāng)油面上升時(shí)，電流表的示數(shù)____，定值電阻R0兩端的電壓____（均選填“變大”“變小”或“不變”）。
變大
變大
課堂練習(xí)
7、在“研究串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)進(jìn)行了如下探究：
[實(shí)驗(yàn)步驟]
①連接好如圖所示電路，閉合開關(guān)觀察兩燈發(fā)光情況；
②分別用電壓表測燈L1，L2和電源兩端電壓，并將讀數(shù)記錄在表內(nèi)。
請(qǐng)你在答題卷中用筆畫線代替導(dǎo)線，將電壓表接入電路中，測出電源電壓。
[得出結(jié)論]比較表中數(shù)據(jù)可知：串聯(lián)電路的總電壓等于各分電壓之和。
[反思交流]要使上述結(jié)論更具普遍性，同學(xué)們討論了以下三種方案：
方案甲：反復(fù)斷開，閉合開關(guān)，測出各電壓值；
方案乙：更換不同規(guī)格的燈泡，測出各電壓值；
方案丙：增加電池節(jié)數(shù)，測出各電壓值。
以上三種方案，你認(rèn)為不可行的是　 。　
方案甲
解釋
解釋：
（1）電源有三節(jié)干電池，電壓為1.5V×3＝4.5V，所以電壓表選擇0～15V的量程；電壓表并聯(lián)在電源兩端；如下圖所示：
（2）方案乙和方案丙：換用不同的規(guī)格的小燈泡，或者增加電池的節(jié)數(shù)，改變電源電壓，測出電源電壓和燈泡L1、L2兩端的電壓，可以得到串聯(lián)電路電壓關(guān)系的普遍性的規(guī)律；而方案甲中反復(fù)斷開，閉合開關(guān)，測出各電壓值，得出的結(jié)論不具備普遍性，不可行。
故答案為：如上圖；方案甲。
課堂練習(xí)
8、如圖甲是某電子秤的原理示意圖，R1＝100Ω，托盤下方的電阻R2為壓敏電阻，其電阻大小與托盤內(nèi)所放物體質(zhì)量m大小關(guān)系如圖乙所示，已知電源電壓為6V保持不變。
（1）該電子秤的最大稱量不得超過 g。
（2）若托盤內(nèi)不放物體，求此時(shí)電流表的示數(shù)I1。
（3）若放入某物體后，電流表示數(shù)為I2＝0.03A，求該物體的質(zhì)量大小。
1000
0.01A
800g
解釋：
解釋：
(1)由圖表可知，最大稱量值為質(zhì)量1000g；
(2)若托盤內(nèi)不放物體，則物體質(zhì)量為 0，根據(jù)圖像可知R2的電阻為 500Ω；根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)可得電路的總電阻：R＝R1＋R2＝100Ω＋500Ω＝600Ω；則電流表示數(shù)為I=U/R=6V/600Ω=0.01A。
(3)解：若放入某物體后，電流表示數(shù)為I2＝0.03 A，則由I=U/R可得此時(shí)電路的總電阻：R總＝U/I＝6V/0.03A=200Ω，則壓敏電阻：R2'＝R'－R1＝200Ω－100Ω＝100Ω；由圖像可知，此時(shí)物體質(zhì)量為 800g。
課堂總結(jié)
串聯(lián)電路的特點(diǎn)：
1、串聯(lián)電路的電流只有一條通路。
2、串聯(lián)電路的開關(guān)控制整個(gè)電路的通斷。
3、串聯(lián)電路中各用電器之間相互影響。
4、串聯(lián)電路電流處處相等：I總=I1=I2
5、串聯(lián)電路總電壓等于各處電壓之和：U總=U1+U2
6、串聯(lián)電阻的等效電阻等于各電阻之和：R總=R1+R2
7、串聯(lián)電路具有等流分壓特點(diǎn)（電壓與電阻成正比）：
U1/U2=R1/R2
板書設(shè)計(jì)
等流
、
分壓
作業(yè)布置
1、復(fù)習(xí)本課時(shí)內(nèi)容；
2、完成作業(yè)本中相應(yīng)練習(xí)；
3、完成學(xué)案中“課后鞏固”；
4、預(yù)習(xí)“并聯(lián)電路”相關(guān)內(nèi)容。
謝謝
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