5.3 《等效电路》 课件 ---2024-2025学年教科版物理九年级上学期

5.3 测量电阻——欧姆定律应用之二 教科版九年级物理上册 教学目标 1.物理观念： 进一步了解串联、并联电路的特点，了解等效电路的电阻。 2.科学思维： 学习等效的物理方法。用简单的图示来理解物理规律。 教学目标 教学目标 3.科学探究： 经历等效电阻和等效电路的探究过程。 4.科学态度与责任： 体验探究的快乐及科学方法的魅力。 教学目标 教学重点 了解串、并联电路电阻的特点，理解等效电路。 教学难点 并联电路的等效电阻的猜想和推导。 新知导入 计算机的电路板上有电阻器，用久了，会损坏。 新知导入 新知导入 电阻器是计算机的重要元件，用久了，会损坏。 新知导入 电阻器是计算机的重要元件，用久了，会损坏。 新知导入 电阻器是收音机的重要元件，用久了，会损坏。 新知导入 在维修爷爷的收音机时，小聪收音机中有一只100Ω的电阻器坏了，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？ 新知讲解 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（equivalent resistance）。 一、电阻的等效电阻 新知讲解 新知讲解 一、电阻的等效电阻 两只50Ω的定值电阻串联，是不是可以替代100Ω的电阻？ 我们可以用伏安法做实验来探究。 我想，从理论上也应该能推导出来吧！ 新知讲解 如图所示，将已知阻值的电阻R1和R2串联在电路中，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和R2串联后的等效电阻R= 。 实验探究 串联电路的等效电阻 新知讲解 如图所示，将已知阻值的电阻R1和R2串联在电路中，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和R2串联后的等效电阻R= 。 实验探究 串联电路的等效电阻 R2 R1 新知讲解 如图所示，将已知阻值的电阻R1和R2串联在电路中，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和R2串联后的等效电阻R= 。 实验探究 串联电路的等效电阻 R2 R1 新知讲解 如图所示，将已知阻值的电阻R1和R2串联在电路中，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和R2串联后的等效电阻R= 。 实验探究 串联电路的等效电阻 R2 R1 U=1.5V I=0.1A 15Ω 新知讲解 如图所示，将已知阻值的电阻R1和R2串联在电路中，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和R2串联后的等效电阻R= 。 实验探究 串联电路的等效电阻 R2 R1 R1=5Ω ，R2=10Ω，R=15Ω。 三者关系 R=R1+R2 15Ω 新知讲解 从理论上来推导 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。通过它们的电流为I1、I2和I，根据欧姆定律和串联电路的特点，有 实验探究 串联电路的等效电阻 U1=I1R1，U2=I2R2，U=IR U1+U2=U I1R1+I2R2=IR, I1=I2=I ∴R=R1+R2 新知讲解 实验和理论推导都证明：串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和。如果两个电阻串联，有R=R1+R2 。 实验探究 串联电路的等效电阻 新知讲解 根据影响导体电阻大小的因素，参照如如所示，你能直观理解串联的等效电阻大于各串联导体的电阻吗？ 实验探究 串联电路的等效电阻 几个导体串联，相当于增加了导体长度。串联的等效电阻大于各串联导体的电阻。即R>R1, R>R2。 用简单的图示来理解物理规律，是学习物理的重要方法。 = + 串联电阻 新知讲解 用简单的图示来理解物理规律，是学习物理的重要方法。 根据影响导体电阻大小的因素，参照如如所示，参照图所示，你对并联电路的等效电阻有怎样的猜想？ 并联电路的等效电阻 = + 并联电阻 新知讲解 并联电路的等效电阻 我们先选择简单特例进行分析，这样有利于提出猜想。 导体并联相当于怎的导体的横截面积，我的猜想∙∙∙∙∙ 这个猜想需要用实验或理论推导的方法来检验！ 新知讲解 如图所示，将已知阻值的电阻R1和R2并联在电路中，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和R2并联后的等效电阻R= 。 并联电路的等效电阻 R1 R2 新知讲解 如图所示，将已知阻值的电阻R1和R2并联在电路中，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和R2并联后的等效电阻R= 。 并联电路的等效电阻 R1 R2 U=2.0V I=0.6A U=3.3Ω 新知讲解 如图所示，将已知阻值的电阻R1和R2并联在电路中，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和R2并联后的等效电阻R= 。 实验探究 串联电路的等效电阻 R1=5Ω ，R2=10Ω，R=3.3Ω。 三者关系 R<R1，R<R2 3.3Ω R1 R2 新知讲解 猜想，两个电阻并联的总电阻小于每一个支路的电阻。 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。通过它们的电流为I1、I2和I，根据欧姆定律和并联电路的特点，有 理性探究 推导并联电路的等效电阻 =, =, = I=I1+I2， =+,U=U1=U2, =+ 新知讲解 可以证明，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 理性探究 推导并联电路的等效电阻 =+。 新知讲解 例题 有一只小灯泡，它正常内发光时灯丝的电阻是8.3Ω，正常工作时电压是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？ 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为正常工作电压为2.5V。 新知讲解 例题 有一只小灯泡，它正常内发光时灯丝的电阻是8.3Ω，正常工作时电压是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？ 解：电阻R2分去的电压 U2=U-U1=6V-2.5V=3.5V 电路中的电流： = 需要串联的电阻 ==≈11.7Ω 新知讲解 串联电阻具有分压的作用。这一点能在实际问题中有广泛的应用。请同学们按照如图所示连接电路，观察串联电阻的分压作用，并说明我们自制的可调压电源的原理。 滑动变阻器的滑片左右移动，R两端的电压如何变化 电池和变阻器串联制成可调节电压的电源 新知讲解 在许多情况下，人们常利用作用效果相同，来认识和处理复杂的问题。现代电子技术中，在分析一些复杂的问题时，人们常常只关注整个电路（或电路的一部分）的输入、输出关系，即电流和电压的变化关系。 二、等效电路 新知讲解 现代电子技术中，在分析一些复杂的问题时，我们可以用一个简单的电路代替复杂的电路，使问题得到简化。这个简单的电路是复杂电路的等效电路。 二、等效电路 新知讲解 如图所示。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。 那么最右的电路是最左的电路的等效电路 二、等效电路 新知讲解 再算R1和R23的等效电阻R123， R123=R1+R23=2Ω+1Ω=3Ω。 二、等效电路 =+ =+ = ，R23=1Ω； 如图所示。R2=R3=R1=2Ω，计算等效电阻。 解：先算R2、R3的等效电阻R23， 课堂练习 1.下列说法不正确的是（ ） A. 用简单的图示理解物理规律是学习物理的重要方法 B. 几个导体串联相当于增加了导体长度 C. 几个导体并联相当于增加了导体的横截面积，等效电阻大于分电阻 D. 串联导体的等效电阻大于各串联导体的电阻 C 课堂练习 课堂练习 2.在修理爷爷的收音机时，要替换100Ω的电阻器，不可行的是（ ） A.两个50Ω的电阻器串联 B.两个200Ω的电阻器并联 C.一个40Ω和一个60Ω的电阻器串联 D.两个50Ω的电阻器并联 D 课堂练习 3.怎样利用手边4Ω的电阻约干个，组合成2Ω的等效电阻（ ） A.四个串联 B.两个串联 C.两个并联 D.四个并联 C 课堂练习 4.如图所示，电源电压为6V，R1=10Ω，当电压表示数为4V时，变阻器接入电路的阻值为（ ） A.4Ω B.5Ω C.10Ω D.2Ω B 课堂练习 5.如图所示，电源电压为12V，R1=10Ω，电压表的最小示数为2V时，变阻器的最大阻值为（ ） A.50Ω B.40Ω C.30Ω D.20Ω A 课堂总结 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。 （1）串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和。如果两个电阻串联，有R=R1+R2 。 串联分压U1：U2=R1：R2 （2）并联电路的等效电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。如果两个电阻并联，有 2.等效电路：现代电子技术中，在分析一些复杂的问题时，我们可以用一个简单的电路代替复杂的电路，使问题得到简化。这个简单的电路是复杂电路的等效电路。 =+。 课堂总结 板书设计 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。 （1）串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和。如果两个电阻串联，有R=R1+R2 。 串联分压U1：U2=R1：R2 （2）并联电路的等效电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。如果两个电阻并联，有 2.等效电路：现代电子技术中，在分析一些复杂的问题时，我们可以用一个简单的电路代替复杂的电路，使问题得到简化。这个简单的电路是复杂电路的等效电路。 =+。 板书设计 作业布置 1.课堂作业P83.T1 2.家庭作业P83.T2。 P83家庭实验室 黑箱游戏 作业布置 课程结束 教科版九年级物理上册 $$