5.3等效电路 课件(共26张PPT)2023-2024学年教科版九年级上册物理

(共26张PPT)
第五章　欧姆定律
3.等效电路
1.进一步了解串、并联电路特点，了解等效电阻、电路。
2.能推导并认识串、并联电路中电阻的特点。
3.学习不同的探究方法，能运用等效法看问题并将问题简化。
◎重点:推导并认识串并联电路中电阻的特点。
通过任务驱动一、二完成目标2的学习。
电路的等效电阻
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　等效　电阻。
等效　
2.实验中将两个定值电阻R1、R2串联起来，用电压表测量他们的总电压，用电流表测出通过它们的电流，由公式　R＝　可求出两电阻串联后的等效电阻。
R＝　
串联电路的等效电阻
3.思考:该实验中，如何使实验结论更具有普遍性，更具有说服力呢？
在电路中串联一个　滑动变阻器　，改变电阻R1、R2两端的总电压以及通过它们的电流，多次验证　等效电阻R　和　R1、R2　的关系，就可以使实验结论更具有说服力。
滑动变阻器　
等效电阻R　
R1、R2　
4.推导过程:如图所示，两个电阻R1、R2串联在电源电压为U的电路上。
根据“串联电路中，电流　处处相等　”的特点可知，　I＝I1＝I2　。
根据“串联电路中总电压等于各部分电路电压　之和　”的特点可知U＝　U1＋U2　(①式)。
根据欧姆定律可知电阻R1、R2两端的总电压 U＝IR(②式)，分电阻R1两端的电压U1＝　I1R1　(③式)，R2两端的电压U2＝　I2R2　(④式)。
处处相等　
I＝I1
＝I2　
之和　
U1＋U2　
I1R1　
I2R2　
将②、③、④式代入①式得到关系式IR＝　I1R1＋I2R2　，化简得R＝　R1＋R2　，即串联电路的等效电阻等于各串联电阻　之和　。
5.由图可知，串联电路的等效电阻的　长度　比任何一个分电阻的　长度　都大，因此，等效电阻的阻值也一定比任何一个分电阻的阻值都大。
I1R1＋I2R2　
R1＋R2　
之和　
长度　
长度　
几个电阻(导体)串联起来，相当于增加了电阻(导体)的长度，等效电阻变大，等效电阻比串联的任何一个电阻的阻值都要大。
1.电器修理工小李需要一只60 Ω的电阻，他可以选择一只　20 　Ω的电阻和一只40 Ω的电阻串联得到。
并联电路的等效电阻
7.两个电阻并联后，等效电阻的　横截面积　比任何一个分电阻的　横截面积　都大，因此可以猜想等效电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都　小　。
20 　
横截面积　
横截面积　
小　
8.推导过程:将两个电阻R1、R2并联在电源电压为U的电路上，试联系并联电路电压、电流的规律和欧姆定律，推导出并联电路的等效电阻的表达式。
根据并联电路的电压特点可知，　U＝U1＝U2　；
根据并联电路的电流特点可知，　I＝I1＋I2　；
根据欧姆定律可知，I＝，I1＝ ，I2＝ ；
联立可得，＝＋，即＝ ＋　。
U＝U1＝U2　
I＝I1＋I2　
＋　
2.在并联电路中，关于电流、电压、电阻的叙述，不正确的是 (　B　)
A.总电流等于各支路中电流之和
B.总电阻等于各支路中电阻的倒数之和
C.各支路两端电压相等
D.总电阻比各支路电阻小
B
几个电阻(导体)并联起来，相当于增加了电阻(导体)的横截面积，等效电阻变小，等效电阻比并联的任何一个电阻的阻值都要小。
等效电路
9.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。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　。
电流　
电压　
等效电路　
3.如图所示的电路，电源电压恒定不变，当S1闭合、S2断开时，电压表的示数为3 V，当S1断开、S2闭合时，电压表的示数为9 V，则R1∶R2为 (　C　)
A.1∶3　
B.3∶1
C.1∶2　
D.2∶1
C
电阻的串联
提出问题:电阻串联后，其总电阻是增大还是减小？
作出假设:由于导体的电阻与导体的长度有关，导体越长，电阻　越大　，几个电阻串联后相当于增加了　导体的长度　。因此猜想，电阻串联后，总电阻会　增大　　。
越大　
导体的长度　
增大　　
设计实验并进行实验:在如图甲所示的电路图A、B处，分别接入如图乙中的一个电阻R、两个串联的电阻R、三个串联的电阻R，分别读出　电流表的示数　。
电流表的示数　
甲
乙
分析与论证:通过观察对比　电流表的示数　，发现电流表的示数一次比一次　小　，电路两端的电压　不变　　，可知电路中电阻　增大　。
实验结论:串联电阻的　总电阻　的阻值比任何一个　分电阻　的阻值都大。
电流表的示数　
小　
不变　　
增大　
总电阻　
分电阻　
理论推导:如图所示，设电路电流I，电源电压为U，R1两端的电压为U1，R2两端的电压为U2，电路总电阻为R，由欧姆定律可得，U＝IR，U1＝I1R1，U2＝I2R2。因为串联电路中U＝　U1＋U2　，所以IR＝　I1R1＋I2R2　，又因为串联电路中I＝I1＝I2，所以R＝　R1＋R2　。
U1＋
U2　
I1R1＋I2R2　
R1＋R2　
串联电阻的实质:几个电阻串联，相当于　增加了导体的长度　，因而总电阻比其中任何一个电阻都要　大 　，有n个相同的电阻串联，其总电阻R＝　nR0 　。
增加了导体的长
度　
大 　
nR0 　
若有n个电阻串联，则有R＝R1＋R2＋ R3…＋Rn，即串联电路的总电阻等于　各串联电阻之和　。
各串联电阻之和　
电阻的并联
提出问题:电阻并联后总电阻变大了还是变小了？
作出假设:由于导体的电阻与导体的　横截面积　有关，横截面积越大，电阻　越小　，几个电阻并联后相当于增加了导体　横截面积　。因此猜想:电阻并联后，总电阻会　变小　。
横截面积　
越小　
横截面积　
变小　
设计并进行实验:在如图所示电路图A、B处，分别接入图中的一个电阻R、两个并联的电阻R、三个并联的电阻R，分别读出　电流表示数　。
　
电流表示数　
分析与论证:通过对比观察电流表示数，可以发现电流表示数一次比一次大，电路两端的电压　不变　，可知电路中电阻　减小　。
不变　
减小　
实验结论:并联电路的总电阻的　阻值　比任何一个　分电阻阻值都小　。
理论推导:如图所示，设支路电阻分别为R1和R2，电路两端的电压为U。并联时，总电流等于　各支路电流之和　，则有I＝I1＋I2，因为I＝，I1＝，I2＝，所以＝＋，又因为在并联电路中，U＝U1＝U2，所以＝＋。
阻值　
分电阻
阻值都小　
各支路电流之和　
若有n个电阻并联，则有＝＋＋…＋，即并联电路的总电阻的　倒数　，等于各并联电阻的　倒数之和　。
倒数　
倒数之和　
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　，因而总电阻　会变小(比最小的电阻还要小)　，有n个阻值为R0的　相同　电阻并联，其总电阻R＝ 　。
横截
面积　
会变小(比最小的电阻还要小)　
相同