5.3 等效电路——欧姆定律应用之二（课件PPT）-【学海风暴】2023-2024学年九年级上册初三物理（教科版）

第五章　欧姆定律 九年级物理教科版·上册 3.等效电路——欧姆定律应用之二 授课人：XXXX 1 新课引入 如图所示，收音机中一个10Ω的定值电阻烧坏了，需要更换，现身边只有2Ω、3Ω、5Ω、7Ω、8Ω、20Ω、30Ω的电阻若干，如何解决这一问题。 可以用另外几个电阻串联或并联来代替。 观察并思考 等效电阻 新知讲解 一、电路的等效电阻 几个连接起来的电阻所起的作用，可以用一个电阻来代替，这个电阻就是那些电阻的等效电阻。 1.定义： 注意 2.“等效”：对电流的阻碍效果相同；或者说两端电压相同时，通过单个电阻或者几个连接到一起的电阻的电流的大小相同。 1.几个连接起来的电阻所起的作用，可以用一个电阻来代替，这个电阻就是那些电阻的等效电阻，这里用到的方法是等效法。 新知讲解 2.串联电路的等效电阻 实验探究：串联电路的等效电阻 提出问题：电阻串联后，其等效电阻会增大还是减小？ 猜想与假设： 由于导体电阻与导体的材料、长度以及横截面积有关； 几个电阻串联后相当于在材料和横截面积不变的情况下增加了导体的长度； 故猜想：电阻串联后，等效电阻会增大。 新知讲解 设计并进行实验： 实验结论： R =R1+R2 如图所示，将已知阻值的电阻R1和R2串联接在电路中，接通电源后，读取电压表和电流表的示数U 和I，用欧姆定律算出R1与R2串联后的等效电阻R 的大小。 再将R 的值与R1、R2的值进行比较，即可得出R 跟R1和R2之间的关系。 新知讲解 如图所示，设电路电流为 I ，电源电压为 U , R1两端的电压为 U1 , R2两端的电压为 U2，电路等效电阻为R。 理论推导 根据欧姆定律，可得：U=IR , U1=I1R1 ，U2=I2R2 , 由串联电路的电压规律可知: U=U1＋U1，所以 IR= I1R1+I2R2， 又因为串联中电流处处相等,所以 I=I1=I2 , 因此可得: R=R1＋R2 , 即：串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和。 归纳 新知讲解 1.串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和。 2.若两个电阻串联，有R＝R1＋R2。 3.串联电路的等效电阻大于各串联导体的电阻，是因为把电阻串联起来，相当于增加了导体的长度。 4.若n个相同的电阻R0串联，则总电阻R＝nR0。 新知讲解 例1 有一只小灯泡，它正常发光时灯丝的电阻是8.3Ω，正常工作时的电压是2.5V。如果我们只有电压为6V的电源，要使小灯泡正常工作，需要串联一个多大的电阻？ 分析：画出电路图如图所示。给小灯泡串联一个电阻R2，可分去一部分电压，使小灯泡两端的电压U1为正常工作电压2.5V。 解：电阻R2分去的电压为： 电路中的电流为： 需要串联的电阻为： 拓展 从这道例题可以看出，串联电阻具有分压的作用，这一点在实际问题中有广泛应用。 强化训练 如图所示的电路，当滑动变阻器的滑片左右移动，R 两端的电压如何变化？ 当滑动变阻器的滑片向左移动时，RP接入电路的电阻变小，滑动变阻器分得的电压减小，所以R 两端的电压变大。 如果把电压表连接在变阻器RP两端，向左移动滑片，电压表示数如何变化？ 当滑动变阻器的滑片向左移动时，RP接入电路的电阻变小，滑动变阻器分得的电压减小，所以电压表示数减小。 新知讲解 例2 如图所示，电阻R1为10Ω，电源两端电压为6V。开关S闭合后，求： （1）当滑动变阻器R 接入电路的电阻R2为50Ω时，通过电阻R1的电流I； （2）当滑动变阻器接入电路的电阻R3为20Ω时，通过电阻R1的电流I ’。 解：（1）因为R1和R2串联，所以： 可求得： （2）同理，可求得R3、R1串联时，电路中的电流为： 强化训练 （陕西中考）如图甲所示的电路中，电源电压恒为12 V，滑动变阻器的铭牌上标有“100 Ω　0.5 A”字样。如图乙所示为R1的I­ -U 图像，R1的阻值为______Ω。当电路中电流为0.2 A时，滑动变阻器R2接入电路的阻值为_______Ω。为了不损坏滑动变阻器，R2接入电路的阻值应不小于_______Ω。 20 40 4 强化训练 解：选取图像上一点，根据欧姆定律的变形公式可得： 当电路中的电流为0.2 A时，电路中的总电阻为： 根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得：R滑＝60 Ω－20 Ω＝40 Ω。 为了不损坏滑动变阻器，电路中的最大电流为0.5 A， 滑动变阻器接入电路的最小阻值为R滑′＝24 Ω－20 Ω＝4 Ω。 新知讲解 3.并联电路的等效电阻 猜想与假设： 由于导体电阻与导体的材料、长度以及横截面积有关； 几个电阻并联后相当于在材料和长