5.3 等效电路 课件 -2023-2024学年教科版物理九年级上册

第五章 欧姆定律 第3节 等效电路* 初中物理 九年级上册 JK 1 1.通过实验探究，了解电路的等效电阻.知道串、并联电路的 电阻关系。 2.能运用欧姆定律及串、并联电路的特点进行简单的电路计算。 学习目标 2 在维修爷爷的收音机时，小聪发现收音机中有一只 100 Ω的电阻坏了，可小聪手边只有几只50 Ω的定值电阻，有什么办法可以解决这个问题呢？ 课堂导入 知识点1 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。 两只50 Ω的定值电阻串联，是不是可以替代100 Ω的电阻？ 验证 实验探究 理论推导 新知探究 1.实验探究∶串联电路的等效电阻 提出问题∶ 两个(或几个)电阻串联之后的等效电阻与各串联电阻之间的大小关系是怎样的？ 猜想与假设∶ 电阻串联后相当于增大了电阻的长度，等效电阻会增大。 新知探究 设计实验 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，根据欧姆定律计算出 R1和 R2串联的等效电阻R。将R的值与R1、R2的值比较，看看R与R1和R2有什么关系。 新知探究 进行实验 根据电路图连接电路。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，读取U、I值， 更换不同阻值的电阻重复上面的实验，进行多次实验。R1和R2串联的等效电阻可以用欧姆定律算出R=U/I。 新知探究 分析论证 根据实验数据计算出R的值等于R1、R2的阻值之和。 探究归纳 串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和，即R=R1+R2。 串联电路的等效电阻大于任何一个分电阻 新知探究 2.理论推导∶串联电路的等效电阻 如图所示，设串联电阻的阻值为R1和R2，串联后等效电阻为R。通过它们的电流分别为I1、I2和I，根据欧姆定律和串联电路的特点，有 U=IR，U1=I1R1， U2=I2R2，I=I1=I2，U=U1+U2 则 新知探究 串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和。 如两个电阻串联，有R=R1+R2。 实验和理论推导都证明∶ 新知探究 导体的电阻和导体的长度有关，导体的串联相当于增加了导体的长度。 用简单的图示来理解物理规律，是学习物理的重要方法。 串联电路的等效电阻大于各串联导体的电阻。 新知探究 将导体并联相当于增加了导体的横截面积。 电阻的并联 两个电阻并联的总电阻小于每一个支路的电阻。 猜想∶ 用实验或理论推导的方法来对其进行检验。 新知探究 3.理论推导∶并联电路的等效电阻 如图所示，设并联电阻的阻值为R1和R2，并联后等效电阻为R。通过它们的电流分别为 I1、I2和 I，根据欧姆定律和并联电路的特点，有 U=IR，U1=I1R1， U2=I2R2， I=I1+I2，U=U1=U2 则 即 新知探究 并联电路的等效电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。如两个电阻并联，有 。 理论推导可以证明∶ 新知探究 4.分压原理 电阻R1、R2串联。R1、R2两端电压与其电阻成正比。 U1∶U2=IR1∶IR2=R1∶R2 若电路总电压大于用电器正常工作的电压，可以在电路中串联一个电阻分去多余电压，以便让用电器能够正常工作。 新知探究 5.分流原理 电阻R1、R2并联。通过R1、R2的电流与其电阻成反比。 I1∶I2=(U/R1)∶(U/R2)=R2∶R1 可将电流表与一个小电阻并联，进而改装成一个更大量程的电流表。 新知探究 如图所示，阻值为 4 Ω的电阻 R1与2 Ω的电阻 R2并联，电流表的示数为3 A，则通过电阻R1与R2的电流之比为_______，电源电压为_______V。 1∶2 4 解析：由图可知，两电阻并联，已知 R1=4 Ω，R2=2 Ω，则R并= ，由 I=U/R 可得，电源电压U=IR并=3A× 4/3 Ω=4 V;电阻R1与R2的电流之I1∶I2=R2∶R1=2Ω∶4 Ω=1∶2。 随堂小测 在处理复杂电路问题时，可以把整个电路或部分电路看成一个整体，利用一个简单的电路代替复杂的电路，这个简单的电路就是复杂电路的等效电路，如图所示。 知识点2 等效电路 新知探究 实际的电源都有一定的电阻，如干电池，我们需要用它的电压U和电阻r两个物理量来描述它。实际计算过程中，可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成，如图甲所示。 甲 随堂小测 3 1 在图乙中，R1=14 Ω，R2=9 Ω．当只闭合开关S1时，电流表示数I1=0.2 A；当只闭合开关S2时，电