教科版九年级物理上册 5.3 等效电路课件(共33张PPT)

(共33张PPT)
第十四章 探究欧姆定律
第3节 等效电路
课时流程
（1）知道电路的等效电阻(等效替代法)
（2）知道串联电路的等效电阻和并联电路的等效电阻
（3）会画等效电路
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知识点
电路的等效电阻
如图所示，收音机中一个10Ω的定值电阻烧坏了，
需要更换，现身边只有2Ω、3Ω、5Ω、7Ω、8Ω、
20Ω、30Ω的电阻若干，如何解决这一问题。
可以用另外几个电阻
串联或并联来代替。
新知探究
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。
定义
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_____________，这里用到的方法是________________。
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设计并进行实验：
在如图甲所示电路图A、B处，分别接入图乙中
的一个电阻R、两个串联的电阻R、三个串联的
电阻R，读出电流表示数。
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知识点
探究串联电路的等效电阻
分析与论证：
电流表示数一次比一次小，电路两端电压不变，
可知电路电阻增大。
如图所示，设电路电流为 i ，电源电压为 u , r1
两端的电压为 u1 , r2两端的电压为 u2，电路等效
电阻为r。
理论推导
根据欧姆定律，可得：
U=IR , U1=I1R1 ，U2=I2R2 ,
由于串联电路中 U=U1＋U1，
所以 IR= I1R1+I2R2, 又因为串联时 I=I1=I2 ,
所以 R=R1＋R2 ,
若有 3 个电阻串联，则有R=R1＋R2＋R3
n个电阻串联，则有R=R1＋R2＋…＋Rn ，即
串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和。
1. 串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和。若两个
电阻串联，有R＝R1＋R2。
2. 串联电路的等效电阻大于各串联导体的电阻，是因
为把电阻串联起来，相当于增加了导体的长度。
3. 若n个相同的电阻R0串联，则总电阻R＝nR0。
[陕西]如图甲所示的电路中，电源电压恒为12 V，滑动变阻器的铭牌上标有“100 Ω　0.5 A”字样。如图乙所示为R1的I U图像，R1的阻值为______Ω。当电路中电流为0.2 A时，滑动变阻器R2接入电路的阻值为_______Ω。为了不损坏滑动变阻器，R2接入电路的阻值应不小于_______Ω。
【例1】
20
40
4
【解析】
选取图像上一点，根据欧姆定律的变形公式可得：
当电路中的电流为0.2 A时，电路中的总电阻为：
根据串联电路中总电阻等于各
分电阻之和可得：R滑＝60 Ω－20 Ω＝40 Ω。
为了不损坏滑动变阻器，电路中的最大电流为0.5 A，
滑动变阻器接入电路的最小
阻值为R滑′＝24 Ω－20 Ω＝4 Ω。
如图所示，电阻串联相当于增加了导体的________，所以串联后的等效电阻要比每一个串联电阻都________。
电阻R1与一个40 Ω的电阻R2串联后，它们的总电阻是100 Ω，则R1的阻值是______Ω。如果在它们两端接上20 V电压，则通过R1的电流是______A。
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知识点
探究并联电路的等效电阻
在如图甲所示电路图A、B处，分别接入图乙中的一
个电阻R、两个并联的电阻R、三个并联的电阻R，读
出电流表示数。
设计并进行实验：
分析与论证：
电流表示数一次比一次大，电路两端电压不变，
可知电路中电阻减小。
如图所示，设支路电阻分别为 R1和 R2，电路两
端的电压为 U。
理论推导
根据欧姆定律有：并联时，总电流等于各支路电
流之和，则有：I=I1+I2，又因为I=
而在并联电路中，U=U1=U2，所以
若有3各电阻并联，则有
若有n个电阻并联，则有
即并联电路的等效电阻的倒数，等于各并联电阻
的倒数之和。
1. 并联电阻的实质：几个电阻并联，相当于增大
了电阻的横截面积，因而等效电阻会变小（比
最小的电阻还要小）。
2. 有n个阻值为R0的相同电阻并联，其等效电阻
R=
【解析】
串联电路，电阻越串越大；
并联电路电阻越并越小，电阻并联后，等效电阻变小，
比其中任何一个电阻的阻值都小。
[兰州]下列几组电阻并联后，等效阻值最小的一组是(　　)
A．30 Ω和15 Ω　　　　B．20 Ω和25 Ω
C．10 Ω和35 Ω D．5 Ω和40 Ω
【例2】
总 结
并联电路中任何一个电阻增大或减小，其等效电
阻同时也是增大或减小的。
如图所示，电阻并联相当于增加了导体的_______
_________，所以并联后的等效电阻要比每一个并联电阻都________。
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教学楼内装有多盏日光灯，每多开一盏日光灯，则教学楼内电路中的电流、电压、电阻的变化情况，下列说法中正确的是(　　)
A．总电阻变大 B．总电压变大
C．总电流变大 D．总电流不变
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知识点
等效电路
现代电子技术中，在分析一些复杂电路时，人们常
常只关注整个电路(或电路的某一部分)的输入、输
出关系，即电流和电压的变化关系。这样我们就可
以用一个简单的电路代替复杂电路，使问题得到简
化。这个简单的电路就是复杂电路的等效电路。
[呼和浩特]如图所示，R1＝R2＝R4＝R5＝5 Ω。当ab两端加5 V的电压时，用电压表测得cd两端的电压为4 V。求R3的阻值。
【例3】
【解析】
当ab两端加5 V电压时，电阻R1、R2、R3三个电阻串联接
入电路，电压表测cd两端的电压就是R3两端的电压，其
等效电路如图所示。根据串联电路电压规律可知，加在
R1、R2两端的总电压为5 V－4 V＝1 V，由于R1、R2电阻
已知，根据欧姆定律可求得此时电路中的电流，即通过
R3的电流，所以可求得R3的阻值。
【解析】
由题意可知U3＝4 V，
则
(中考·凉山州)如图所示，电源电压不变，当开关S1、S2同时闭合时，电流表的示数是0.3 A，电压表的示数是6 V。若两表互换位置，当开关S2闭合、S1断开时，电流表示数是0.2 A，则R1和R2的阻值之比是________，电源电压为________V。
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(中考·福州)如图所示，电源电压不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时(　　)
A．电流表A1示数变小，电压表V示数变小
B．电流表A2示数变大，电压表V示数变大
C．电压表V示数与电流表A1示数的比值不变
D．电压表V示数与电流表A2示数的比值不变
等效电路
等效电阻
串联电路的等效电阻：R=R1＋R2＋…＋Rn
并联电路的等效电阻：
等效电路
1. 串联电路的电阻特点：两个电阻串联 R＝R1＋R2；
n个电阻串联 R＝R1＋R2＋…＋Rn；
n个相同的电阻串联 R＝nR0。
2. 并联电路的电阻特点：两个电阻并联
n个电阻并联
n个相同的电阻并联
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需要一只10Ω的电阻，但手边仅有20 Ω 、40 Ω 、 50 Ω 、60 Ω 、80 Ω电阻各两只。 解决这个问题有哪些具体办法？
一根铜导线和一根镍铬合金线，长短粗细都相同。把它们并联在电路里， 通过哪根导线的电流大？为什么？
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将10 Ω和20 Ω的两个电阻串联，总电阻是______Ω。若通过它们的电流是0.3 A，则两电阻两端的总电压是________V。
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把一个1 Ω和一个1 000 Ω的电阻并联起来，等效电阻(　　)
A．大于1 000 Ω B．大于1 Ω小于1 000 Ω
C．小于1 Ω D．无法确定
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(中考·茂名)如图所示，将滑动变阻器的滑片P移到M端，闭合开关S，A表示数为1.0 A，V表的示数为6 V；滑片P移到N端，闭合开关S，V表的示数为2 V。求：
(1)电源的电压及电阻R0的阻值；
(2)滑动变阻器的最大阻值。