内容正文:
5.4 等效电路
1.结合欧姆定律与串并联电路特点,理解等效电阻的含义,会利用等效思想求解串联、并联电路的总电阻并进行相关电路计算。
2.阅读课本P90—P93内容,自主探究“等效电路”小节基础知识内容,并根据阅读内容填写本节预习任务,把握本课重难点。
旧知温故
1.伏安法测电阻的原理可由________进行公式变形推导得到。
2.串联电路中电流处处相等,总电压等于各部分电路电压之________。
3.并联电路各支路两端电压相等,干路电流等于各支路电流之________。
4.电流表串联接入电路,电压表________在被测元件两端。
5.滑动变阻器能够改变电路中的电流与元件两端的________。
6.物理学常用________法,用一个效果相同的量替代多个物理量简化分析。
新知填空
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______电阻,也叫作______电阻。
2.串联电路的等效电阻等于各串联电阻之______,即 R=______;导体串联相当于增加了导体的______,所以越串总电阻越______。
3.串联电路的分压规律:电压之比等于电阻之比,即 U1/U2=______;串联电路中哪个电阻大,哪个电阻分得的电压就越______。
4.并联电路的等效电阻的______等于各分电阻的______之和,即 1/R=______;导体并联相当于增大了导体的______,所以并联的等效电阻比任何一个支路电阻都______。
5.并联电路的分流规律:电流之比等于电阻的______比,即 I1/I2=______。
6.计算练习:两个5 Ω的电阻串联,总电阻为______Ω;两个10 Ω的电阻并联,总电阻为______Ω。
7.混联电路的等效电路:R2、R3并联后再与R1串联,应______算并联部分的等效电阻,______算串联部分的总电阻。
8.欧姆定律的局限性:仅适用于______电阻(如金属导体),且要求温度等条件稳定;一般金属导体的电阻随温度升高而______。
【课堂探究】(结合实验与思考,小组交流后作答)
1.计算:一个100 Ω的电阻坏了,手边只有几只50 Ω的定值电阻,怎样组合可以等效替代它?说明理由。
答:__________________________________________
2.动态电路选择:电源电压不变,定值电阻R与滑动变阻器串联,滑片向右移动使变阻器接入电阻变大时( )
A.滑动变阻器接入电路的电阻变小 B.电路的总电阻不变
C.电流表示数变大 D.电压表示数变小
答:__________________________________________
3.R1与R2串联,电流表A1、A2均测串联电路电流,电压表V1测R1两端电压,V2测电源电压,则( )
A.I1=I2,U1>U2 B.I1=I2,U1<U2 C.I1>I2,U1=U2 D.I1<I2,U1=U2
答:__________________________________________
4.计算:R1=15 Ω与R2=30 Ω串联,电压表V1测R1两端电压,V2测电源电压,两表示数之比是多少?
答:__________________________________________
1.已知,在如图所示的四种连接方式中,阻值最大的是( )
A. B.
C. D.
2.有一根粗细均匀、阻值为3R的电阻线,现将它首尾相连绕制成一个等边三角形电阻,如图所示。若把A、B两点分别接入电路中的M、N两端,则MN间的电阻为( )
A.R B. C. D.3R
3.一盏正常工作时的电压为6 V、电阻为的电灯接在18 V的电源两端,要让该电灯正常工作,应该( )
A.串联一个的电阻 B.串联一个的电阻
C.并联一个的电阻 D.串联一个的电阻
等效电路:化繁为简的电路思维
当多个电阻串联或并联时,可以用一个 “等效电阻” 代替整组电阻。替换之后,电路两端电压、总电流保持不变,这就是等效替代法,是物理重要研究思想。
19 世纪电报快速发展,海底电缆线路复杂,工程师很难直接计算整条线路的电流。法国工程师戴维南提出等效电源思想,把复杂电路简化,大幅降低电路计算难度。
现在,等效电路是电子工程师必备工具。手机主板上密密麻麻的元件,工程师设计时先用等效电路简化分析,预估电压、电流,避免元件过载。在维修家电时,维修师傅也会用等效电阻思路,快速判断电路故障。
要注意,等效电阻只是效果等效,并不是真的多出一个电阻。等效替代的思路,不只用于电路,在力学等其他物理板块也经常使用。
把预习中发现的问题记录一下吧 ...
参考答案
任务一 温故知新·基础填空
旧知温故
1.欧姆定律
2.和
3.和
4.并联
5.电压
6.等效
新知填空
1.等效;总
2.和;R1+R2+…+Rn;长度;大
3.R1/R2;多
4.倒数;倒数;1/R1+1/R2+…;横截面积;小
5.反;R2/R1
6.10;5
7.先;后
8.纯;增大
【课堂探究】
1.把两只50 Ω的电阻串联起来:R=R1+R2=50 Ω+50 Ω=100 Ω,与原电阻等效。(两只50 Ω电阻并联只有25 Ω,不符合。)
2.答案:D。变阻器接入电阻变大→总电阻变大→电流变小→由串联分压,变阻器分得电压变大,定值电阻(电压表所测)两端电压变小。
3.答案:B。串联电路电流处处相等,I1=I2;V1测部分电压,V2测总电压,总电压大于任何一部分的电压,U1<U2。
4.总电阻 R=15 Ω+30 Ω=45 Ω。由串联分压 U1/U=R1/R=15/45=1/3,即 V1与V2示数之比为1∶3。
任务二 基础过关·课前自测
1.答案:A
解析:串联电路的总电阻大于任何一个分电阻,并联电路的总电阻小于任何一个分电阻,所以两个电阻串联后的总电阻最大,并联后的总电阻最小。
2.答案:B
解析:已知电阻线粗细均匀,总电阻为3R,则绕制成一个等边三角形电阻后,;若把A、B两点分别接入电路中的M、N两端,则电路为与串联后再与并联,由电阻的串、并联等效电阻的计算方法可知,,即,解得。故选B。
3.答案:A
解析:电源电压大于电灯正常工作时的电压,为使电灯正常工作,应给电灯串联一个电阻分压;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以串联电阻两端电压,根据串联电路分压规律可知,,已知为12 Ω,则串联电阻的阻值。故选A。
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