(共20张PPT)
第五章 欧姆定律
第3节 等效电路——欧姆定律应用之二
串联电路 并联电路
电流
特点
电压
特点
R1
R2
U1
U2
U总
R1
R2
U
I总
I1
I2
串联电路电流处处相等
即:I=I1=I2
并联电路,干路电流等于各支路电流之和
即:I=I1+I2
串联电路总电压等各部分电路的电压之和
即: U=U1+U2
并联电路中各支路两端的电压相等。
即:U=U1=U2
温故知新
新知导入
1.了解什么是等效电阻;
2.会计算串并联电路的等效电阻;
3.会利用欧姆定律对等效电路进行分析计算。
学习目标
1、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(R总)
等效含义:对电流的阻碍效果相同;或者说两端电压相同时,通过单个电阻或者几个连接到一起的电阻的电流的大小相同。
新知学习
知识点一:电路的等效电阻
2、串联电路的等效电阻
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
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。
电阻串联相当于增大导体的长度。
串联总电阻比任何一个分电阻都大。
R1
R2
R串
用简单的图示来理解物理规律,是学习物理的重要方法。
(1)等效替代法
R1
R2
U1
U总
U2
由欧姆定律变形公式可得:
U1=IR1 U2=IR2 U总=IR总 串联电路中:U总=U1+U2
即:IR总=IR1+IR2 R总=R1+R2
结论:串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。
I
I
I
R总
I
U总
(2)串联电路的总电阻与分电阻的关系
理论推导
注:若n个阻值相同的电阻R0串联,则总电阻R=nR0
例题
将阻值为8Ω的电阻与阻值为16Ω的电阻串联,串联后的总电阻是多少?若电源电压为12V,则流过的电流为多少?
解:如图所示
与串联的总电阻:
8Ω+16Ω=24Ω
通过的电流:
3、并联电路的等效电阻
理性探究:推导并联电路的等效电阻
把电阻R1和R2并联起来,相当于增加了导体的横截面积。
A
S
I
R1
R2
I1
I2
U1
U2
U
两个电阻并联的总电阻小于每一个支路的电阻。
猜想∶
电阻并联相当于增大导体的横截面积。
并联总电阻比任何一个分电阻都小。
R等
R1
R2
(1)等效替代法
R1
R2
U
I1
I总
I2
由欧姆定律可得:
并联电路中:I总=I1+I2
结论:并联电路总电阻的倒数等于各个并联电阻的倒数之和。
I总
R总
U
R1
U
I1=
R2
U
I2=
R总
U
I总=
R总
U
R1
U
=
R2
U
+
R总
1
R1
1
=
R2
1
+
(2)并联电路的总电阻与分电阻的关系
理论推导
注:若n个阻值相同的电阻并联,则总电阻
R =
n
R0
例题:
用电器的电阻20Ω,用电器的电阻为80Ω,将它们接在电压为16V的电源上,求此并联电路的总电阻,总电流,以及通过甲、乙两个用电器的电流。
解:设总电阻为,总电流为。
先求总电阻:由=+得
= =16Ω
根据欧姆定律,总电流==1A
因为总电压与两用电器两端的电压相等,
解得1==0.8A, 2==0.2A
1、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。
S
R1
R2
R3
S
R1
R23
S
R123
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。
2、等效方法:
新知学习
知识点二:等效电路
课堂总结
1.两个电阻值完全相等的电阻,若并联后的总电阻是10欧姆,则将它们串联的总电阻是( )
A.5欧姆 B.10欧姆
C.20欧姆 D.40欧姆
D
课堂练习
2.电阻R1的阻值比电阻R2小,把它们并联后,总电阻( )
A.既小于R1又小于R2
B.既大于R1又大于R2
C.小于R2而大于R1
D.等于R1与R2之和
A
3.路中有一根电阻丝,若要使电路中的电阻变大,可以采取的方法是( )
A.串联一根相同的电阻丝
B.并联一根相同的电阻丝
C.增大电路两端的电压
D.减小通过电路中的电流
A
4.如图所示,电阻R1为10Ω,电源两端电压为6V。开关闭合后,求:
(1)当滑动变阻器R2接入电路的电阻为50Ω时,通过电阻R1的电流I ;
(2)当滑动变阻器R2接入电路的电阻为20Ω时,通过电阻R1的电流I′。
R1
R2
S
P
解:由图可知,R1与R2串联。
(1)串联的总电阻是R=R1+R2=10Ω+50Ω=60Ω
I= = = 0.1 A
U
R
6 V
60 Ω
通过R1的电流为
(2)串联的总电阻是R ′ =R1+R2 ′ =10Ω+20Ω=30Ω
通过R1的电流为
I ′ = = = 0.2 A
U
R ′
6 V
30 Ω
5.如图所示,已知I=4.5 A,I2=0.9 A,电源电压为36 V,那么灯L1的电阻R1多大?灯L2的电阻R2以及并联的总电阻多大?
解: ∵ 灯L1和灯L2并联
∴ I = I1 + I2
I1 = I - I2 = 4.5 A -0.9 A = 3.6 A
而 U1 = U2 =U= 36 V
L2
I2
I
36 V
L1
I1
R1= = = 10 Ω
U1
I1
36 V
3.6 A
R2= = = 40 Ω
U2
I2
36 V
0.9 A
R总= = = 8Ω
U
I
36 V
4.5A