内容正文:
第三节 等效电路
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学习目标
1.理解运用欧姆定律和电路特点推导串、并联电路中电阻关系的过程。
2.理解串联电路的等效电阻,会用串联电路的特点和欧姆定律分析解决简单的串联电路问题。
3.理解并联电路的等效电阻,会用并联电路的特点和欧姆定律分析解决简单的并联电路问题。
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情景导入
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在维修爷爷的收音机时,小聪发现收音机中有一只100Ω的电阻坏了,可小聪手边只有几只50Ω的定值电阻,有什么办法可以解决这个问题?
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收音机内部电路板
100Ω的电阻坏了,怎样用50Ω的电阻替代?
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自学互研
知识板块一 串联电路的等效电阻
1.几个电阻连接起来所起的作用可以和一个电阻等效,这个电阻就是那些电阻的__________。
等效电阻
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2.江峰和王明为了探究串联电阻的阻值与各串联的电阻的阻值之间的关系,他们利用两个定值电阻(R1=5Ω,R2=10Ω)及电源等器材设计了如图甲所示的电路图。
R1
R2
S
R'
A
V
图甲
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R1
R2
(1)根据电路图,用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整。
解:如图所示
图乙
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(2)实验记录,通过分析实验数据,得到的结论是___________________________________________。
次数 1 2 3
U/V 1.5 2.4 3
I/A 0.1 0.16 0.2
串联电路的总电阻等于各串联的电阻的阻值之和
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证明:设串联电阻的阻值为R1和R2,串联后的等效电阻为R。通过它们的电流分别为I1、I2和I。
U1=I1R1,
依欧姆定律得:
U
U1
U2
I
I2
I1
R1
R2
S
U2=I2R2,
U=IR
依串联电路规律得U=U1+U2
∴ IR=I1R1+I2R2
又∵ I=I1=I2
∴ R=R1+R2
猜想:串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和。
两个电阻串联公式:R=R1+R2
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串联电路的等效电阻等于______________.
串联导体相当于增长了导体的_______,所以串联的等效电阻______任何一个串联导体的电阻。
+
=
长度
大于
各串联电阻之和
注:若有n个相同的电阻R0串联:
R等效= n R0
R等效=R1+R2+R3+•••+Rn
结论:
串联电阻简图
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例题 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。如果用6V的电源,要使灯泡正常工作,需要串联一个多大的电阻?
I
R1=8.3Ω
R2
S
E
解:电阻R2分去电压
U2=U-U1=6V-2.5V=3.5V
U=6V
U1=2.5V
U2
电路中电流
需要串联的电阻
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知识板块二 并联电路的等效电阻
3.如图所示,根据欧姆定律和并联电路特点推导R与R1、R2的关系。
解:I=I1+I2……①
U=U1=U2……④
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并联电路的等效电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。
结论:
+
并联导体相当于增加了导体的_________ ,所以并联的等效电阻_______于各并联导体的电阻。
横截面积
小
并联电阻简图
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电流与电压分配关系
U1
U2
R1
R2
=
1、串联电路的电压分配
2、并联电路的电流分配
I1
I2
R2
R1
=
U1
U2
I1
I2
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知识板块三 等效电路
R2、R3并联再和R1串联,先算并联,后算串联。
先算R2、R3的等效电阻R23,再算R1、R23的等效电阻R123。
S
R1
R2
R3
S
R1
R23
S
R123
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交流展示
问题 如图所示,把一段9Ω的粗细均匀的电阻丝弯成一个正三角形,再将A、C两点接入电路中,则AC间的电阻是_______Ω。
2
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随堂演练
1. 一个5Ω的电阻和一个10Ω的电阻串联 ,等效电阻是( )
A.5Ω B.10Ω
C.15Ω D