(共29张PPT)
5.3 等效电路
——欧姆定律应用之二
教学目标
知识与技能
进一步了解串联电路的特点,了解等效电路的电阻。
教学目标
过程与方法
经历等效电阻和等效电路的探究过程,学习等效的物理方法。
情感态度与价值观
体验探究的快乐及科学方法的魅力。
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。
导入: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?
一、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。
一、电路的等效电阻
我们可以用伏安法做实验来探究。
两只50Ω的定值电阻串联,是不是可以替代100Ω的电阻?
我想,从理论上也也应该能推导出来吧!
电路图
实验探究 串联电路的等效电阻
按电路图顺序将器材摆放好,先串联后并联电压表。
R1
R2
R1
R2
S
R'
A
V
电路图
实验探究 串联电路的等效电阻
把已知电阻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,用欧姆定律算出R1和R2串联后的等效电阻R= 。
R1
R2
S
R'
A
V
将R的值与R1、R2的值比较,看有什么关系。
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
E
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
串联电路的等效电阻也可以从理论上推导
U1=I1R1,
依欧姆定律得:
U
U1
U2
I
I2
I1
R1
R2
S
E
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
串联电路的等效电阻也可以从理论上推导
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
根据影响电阻大小的因素:
串联电路的等效电阻大于各串联导体的电阻。
串联电阻增长度,等效电阻大于分电阻。
+
=
串联电阻的等效电阻大于分电阻
用简单的图示来理解物理规律,是学习物理的重要方法。
我们选择简单的特例进行分析,这样有利于提出猜想。
+
将导体并联相当于增大了导体的横截面积,
我猜想……
并联导体的等效电阻
用简单的图示来理解物理规律,是学习物理的重要方法。
+
将导体并联相当于增大了导体的横截面积,我猜想……
并联导体的等效电阻
这个猜想需要用实验或理论推导的方法来验证!
设并联电阻的阻值为R1和R2,并联后的等效电阻为R。通过它们的电流分别为I1、I2和I。
依欧姆定律得:
U1
U2
I
I2
I1
依并联电路规律得I=I1+I2
又∵ U=U1=U2
R1
R2
S
E
U
理性探究 并联电路的等效
依欧姆定律得:
U1
U2
I
I2
I1
依并联电路规律得I=I1+I2
又∵ U=U1=U2
R1
R2
S
E
U
理性探究 并联电路的等效
并联电路的等效电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。
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
串联电路有分压的作用
按如图所示的电路,观察串联电路的分压作用。并说明在自制的可调电源的原理。
A
V
R1
R2
S
由于串联电路电流相等I1=I2
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
等效电路
我的收获
几个连接起来的电阻所起作用,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。
串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和。
两个电阻串联,有R=R1+R2。
并联电路的等效电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。两个电阻并联,
串联电阻增长度,等效电阻大于分电阻。
并联电阻增面积,等效电阻小于分电阻。
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.20Ω
C
2. 一个10Ω的电阻和一个10Ω的电阻并联 ,等效电阻是( )
A.5Ω
B.10Ω
C.15Ω
D.20Ω
A
3. 一个10Ω的电阻和一个10Ω的电阻串联 ,等效电阻是( )
A.5Ω
B.10Ω
C.15Ω
D.20Ω
D
4. 要想得到一个20Ω的电阻,需要5Ω的电阻串联 个数是( )
A.5
B.4
C.3
D.20
B
5. 要想得到一个1Ω的电阻,需要5Ω的电阻并联 个数是( )
A.2
B.3
C.4
D.5
B
6.两导体电阻R1=10Ω,R2=1Ω,并联起来,等效电阻R的阻值范围 ( )
A.大于10Ω
B.在1Ω与10Ω之间
C.小于1Ω
D.无法确定。
B
7.两导体电阻R1=20Ω,R2=5Ω,串联起来,等效电阻R的阻值 ( )
A.10Ω
B.20Ω
C.25Ω
D.15Ω。
C
8.一个灯泡正常发光时电压为2.5V,电阻R1=10Ω,接6V的电源上,需要串联一个多大阻值的电阻才能正常发光 ( )
A.10Ω
B.15Ω
C.14Ω
D.12Ω。
C