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* 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呢？ 情境导入 1. 电阻的串联 (1)研究方法：在分析电路或进行计算时，可用串联后的总电阻去代替各串联电阻，这里用到等效法。 (2) 电阻串联时的规律：串联后的总电阻等于各串联电阻之和。 表达式：R=R1+R2。 知识点 电阻的串联、电阻的并联 1 感悟新知 (3)表达式的推导 在串联电路中：U=U1+U2， 由欧姆定律得：U1=IR1，U2=IR2，U=IR， 则IR=IR1+IR2，所以R=R1+R2。 2. 电阻的并联 (1)电阻并联时的规律：并联后的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。 表达式：=+。 (2)表达式的推导 在并联电路中：I=I1+I2， 由欧姆定律得：I1=，I2=，干路中的总电流I=。 则=+，所以=+。 (3)用数学方法分析总电阻R 与R1 和R2 之间的大小关系。 因为>，>。所以R<R1，R<R2。 知识链接 用等效法研究电阻的串联和并联： 1. 电阻串联图解(图1) 2. 给一个电阻串联另一个电阻后，相当于增大了原电阻的长度，所以串联后的总电阻大于各串联电阻。 3. 给一个电阻并联另一个电阻后，相当于增大了原电阻的横截面积，所以并联后的总电阻小于各并联电阻。 [中考·内江] 如图2 所示，电源电压为12 V，电阻R1 的阻值为10 Ω，开关S 闭合后，当滑动变阻器R3 的滑片P 位于最左端时，电压表的示数为6 V，电阻R2 的阻值为______Ω。调节滑片P，使电 压表的示数从3 V 变为1.5 V，则R3 接入电路中的阻值变化了______ Ω。 例1 10 40 9 解析：当滑动变阻器的滑片P 位于最左端时，滑动变 阻器R3 接入电路的阻值为0 Ω，电路中的电流为I= ==0.6 A，则R2= = =10 Ω。 10 当电压表示数为3 V 时，电路中的电流为I1== =0.3 A，此时电路中的总电阻为R===40 Ω， 此时滑动变阻器R3 接入电路的阻值为R3=R 总－R1－R2=40 Ω－10 Ω－10 Ω=20 Ω； 11 当电压表示数为1.5 V 时，电路中的电流为I1'== =0.15 A，此时电路中的总电阻为R总′===80 Ω。此时滑动变阻器R3 接入电路的阻值为 R3′=R 总′－R1－R2= 80 Ω－10 Ω－10 Ω=60 Ω。 则R3 接入电路中的阻值变化量为ΔR3= R3′ － R3=60 Ω－20 Ω=40 Ω。 12 技巧导引 在解答电学计算题时，先识别电路的连接方式，再根据串、并联电路电流、电压和电阻特点及欧姆定律进行分析，计算出相关物理量。 运用欧姆定律解题时一定要注意，欧姆定律的应用对象是同一导体。 13 如图3所示电路中，电源电压恒为30 V，电阻R1为15 Ω。同时闭合开关S1、S2 时，电流表的示数为2.5 A。求： 例2 14 (1)通过电阻R1 的电流； 解：由电路图可知，同时闭合开关S1、S2 时，R1 与R2并联，电流表测干路电流。 (1)通过电阻R1 的电流I1===2 A； 15 (2)电阻R2 的阻值。 解：因并联电路中的干路电流等于各支路电流之和，所以通过电阻R2 的电流I2=I－I1=2.5 A－2 A=0.5 A，则电阻R2 的阻值R2===60 Ω。 16 技巧点拨 在几个电阻并联的电路中，若要求其中一个电阻的阻值，一般不采用先求总电阻，再利用并联总电阻与各并联电阻的关系求未知电阻的阻值，因为并联总电阻的表达式应用难度较大。通常可采用如下思路： 第一步：利用并联电路电流的规律，先求出通过未知电阻所在支路的电流； 第二步：利用欧姆定律求未知电阻的阻值。 17 1. 串联分压的规律 串联各部分的电压之比等于电阻之比。 2. 表达式 =、=、=。 R 代表总电阻，U 代表总电压。 知识点 串联分压 2 3. 对规律的理解 (1)根据串联分压的规律可知，电阻大的那部分电路分得的电压大。 (2)在串联电路中，若其中一部分电路电阻变大，则这部分电路分得的电压变大。 (3)在串联电路中，某部分电路电阻占总电阻的几分之几，则分得的电压就占总电压的几分之几。其表达式为 =、 =。 知识链接 串联分压规律的理论推导： 串联电路电流的规律：I1 =I2。 结合欧姆定律可得：=，即=。 闭合时，R1、R2 两端的电压分别是U1、U2，通过的 电流分别是I1、I2，下列关系正确的是( ) A. I1 ∶ I2=1 ∶ 1 B. I1 ∶ I2=1 ∶ 2 C. U1 ∶ U2=1 ∶ 1 D. U1 ∶ U2=2 ∶ 1 例3 解析：串联电路中电流处处相等，故I1=I