5.3 等效电路 课件 (共21张PPT) 2024~2025学年物理教科版九年级上册

(共21张PPT)
第五章 欧姆定律
第3节 等效电路——欧姆定律应用之二
小明在修理某电子仪器时，检查后发现有一个200欧姆的电阻烧坏了，需要更换。但是手边又只有一个100欧和几个50欧的电阻，能否将它们组合起来，使组合的电阻相当于一个200欧的电阻呢？
新知导入
1.用“等效替代”的观点分析分各电阻和等效电阻。
2.通过实验和理论推导理解串、并联电路的等效电阻和计算公式。
3.会利用串、并联特点的知识，解答和计算简单的电路问题。
学习目标
两个（或几个）电阻串联后，其总电阻会增大还是减小？这几个电阻串联之后的总电阻与参与串联的各个电阻(分电阻）有什么关系？
由于导体的电阻和导体的长度有关，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，总电阻应当等于各个分电阻之和。
新知学习
01 电路的等效电阻
提出问题
猜想与假设
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。
1.将已知阻值的电阻R1和R2串联接在电路中。
3.用欧姆定律算出R1与R2串联后的等效电阻R。将R的值与R1、R2的值比较，看看R跟R1和R2有什么关系。
2.接通电源后，读取电压表和电流表的示数U和I。
进行实验
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：串联电路的等效电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大，串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和。
理论推导：串联电路的总电阻与分电阻的关系
导体的电阻和导体的长度有关，导体的串联相当于增加了导体的长度。
用简单的图示来理解物理规律，是学习物理的重要方法。
串联电路的等效电阻大于各串联导体的电阻。
如图所示，用一个电阻R 代替两个串联着的电阻R1、R2 接入电路
（1）电路的状态不变，即R 两端的电压和通过它的电流都与原来的 相同，R 就叫作这两个串联电阻R1、R2 的等效电阻；
（2）并联电路的等效电阻和它的分电阻也存在这种“等效替代”的关系。
等效电阻
例:把10Ω的电阻和20Ω的电阻串联起来，接在电压是6V的电源上，求这个电路中的电流和R1、R2两端的电压之比。
U=6V
R1
R2
解：
电路中的电阻
R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω
电路中的电流
R1、R2两端的电压之比
若将两个（或几个）电阻并联，那么等效电阻和各支路电阻之间又有什么关系呢？
将两个（或几个）电阻并联相当于增加了导体的横截面积。则这两个（或几个）电阻并联的等效电阻小于每一个支路的电阻。
猜想∶
用实验或理论推导的方法来对其进行检验
并联电阻
A
A
B
R
R
R
R
R
R
实验序号 1 2 3
AB间电阻 一个电阻R 两个电阻R并联 三个电阻R并联
电流表示数
0.10A
0.20A
0.30A
设计实验
实验数据
实验探究∶推导并联电路的等效电阻
并联的电阻越多，电路中的电流越大。
说明：并联电路的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。
实验结论
由欧姆定律可得：
并联电路中：I总=I1+I2
即
结论：并联电路的等效电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。
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
+
理论推导：并联电路的总电阻与分电阻的关系
例:如图所示，R2=20Ω，电流表的示数为0.6A，电压表的示数为12V。求（1）R1的阻值；
（2）并联电路总电流I ；
（3）并联电路总电阻R。
解：（1）
　　（2）
　I=I1+I2=0.6 A+0.6 A=1.2 A
　　（3）
R1 =　　=　　　= 20 Ω
U
I1
12 V
0.6 A
I2 =　　=　　　= 0.6 A
U
R2
12 V
20 Ω
R2
R1
A
V
12 V
R=　　=　　　 = 10 Ω
U
I
12 V
1.2 A
02 等效电路
在处理复杂电路问题时，可以把整个电路或部分电路看成一个整体，利用一个简单的电路代替复杂的电路，这个简单的电路就是复杂电路的等效电路，如图所示。
课堂总结
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。
2.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。
3.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，有 。
4.串联电阻增长度，等效电阻大于分电阻。
5.并联电阻增面积，等效电阻小于分电阻。
1.两个导体串联后的总电阻大于其中任何一个导体的电阻，因为导体串联相当于 ( )
A.减小了导体长度 B.减小了导体横截面积
C.增大了导体横截面积 D.增大了导体长度
D
课堂练习
2. 阻值分别为10 Ω、100 Ω的两个电阻并联，并联后的等效电阻( )
A. 小于10 Ω B. 等于90 Ω
C. 等于110 Ω D. 大于100 Ω
A
3.两定值电阻R1、R2，已知R1>R2．在如图所示电路中，总电阻由大到小排列正确的是(　　)
A.甲>乙>丙>丁　　　　　 B.乙>丙>丁>甲
C.丙>甲>乙>丁 D.丁>甲>乙>丙
C
4.引入“等效电阻”概念时运用的科学方法是 （选填“等效替代”或“控制变量”）法。将一根粗细均匀的电阻丝从中间截断，再把这两段电阻丝并联起来，并联的总电阻值是截断前的 。
等效替代
5.如图所示，R2=20Ω，电流表的示数为0.6A，电压表的示数为12V。
求（1）R1的阻值；
　（2）并联电路总电流I ；
　（3）并联电路总电阻R。
解：（1）
　　（2）
　I=I1+I2=0.6 A+0.6 A=1.2 A
　　（3）
R1 =　　=　　　= 20 Ω
U
I1
12 V
0.6 A
I2 =　　=　　　= 0.6 A
U
R2
12 V
20 Ω
R=　　=　　　 = 10 Ω
U
I
12 V
1.2 A
R2
R1
A
V
12 V