第五章

歐姆定律第3節(jié)

等效電路*1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，了解電路的等效電阻.知道串、并聯(lián)電路的

電阻關(guān)系。2.能運(yùn)用歐姆定律及串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的電路計(jì)算。

在維修爺爺?shù)氖找魴C(jī)時(shí)，小聰發(fā)現(xiàn)收音機(jī)中有一只100Ω的電阻壞了，可小聰手邊只有幾只50Ω的定值電阻，有什么辦法可以解決這個(gè)問(wèn)題呢？知識(shí)點(diǎn)1電路的等效電阻

幾個(gè)連接起來(lái)的電阻所起的作用，可以用一個(gè)電阻來(lái)代替，這個(gè)電阻就是那些電阻的等效電阻。

兩只50Ω的定值電阻串聯(lián)，是不是可以替代100Ω的電阻？驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)探究

理論推導(dǎo)1.實(shí)驗(yàn)探究∶串聯(lián)電路的等效電阻提出問(wèn)題∶兩個(gè)(或幾個(gè))電阻串聯(lián)之后的等效電阻與各串聯(lián)電阻之間的大小關(guān)系是怎樣的？猜想與假設(shè)∶電阻串聯(lián)后相當(dāng)于增大了電阻的長(zhǎng)度，等效電阻會(huì)增大。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

如圖所示，將已知阻值的電阻R1和R2串聯(lián)接在電路中，接通電源后，讀取電壓表和電流表的示數(shù)U

和I，根據(jù)歐姆定律計(jì)算出

R1和

R2串聯(lián)的等效電阻R。將R的值與R1、R2的值比較，看看R與R1和R2有什么關(guān)系。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

根據(jù)電路圖連接電路。閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，讀取U、I值，更換不同阻值的電阻重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。R1和R2串聯(lián)的等效電阻可以用歐姆定律算出R=U/I。分析論證

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出R的值等于R1、R2的阻值之和。探究歸納

串聯(lián)電路的等效電阻等于各串聯(lián)電阻之和，即R=R1+R2。串聯(lián)電路的等效電阻大于任何一個(gè)分電阻2.理論推導(dǎo)∶串聯(lián)電路的等效電阻

如圖所示，設(shè)串聯(lián)電阻的阻值為R1和R2，串聯(lián)后等效電阻為R。通過(guò)它們的電流分別為I1、I2和I，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn)，有U=IR，U1=I1R1，U2=I2R2，I=I1=I2，U=U1+U2則

串聯(lián)電路的等效電阻等于各串聯(lián)電阻之和。如兩個(gè)電阻串聯(lián)，有R=R1+R2。實(shí)驗(yàn)和理論推導(dǎo)都證明∶

導(dǎo)體的電阻和導(dǎo)體的長(zhǎng)度有關(guān)，導(dǎo)體的串聯(lián)相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長(zhǎng)度。用簡(jiǎn)單的圖示來(lái)理解物理規(guī)律，是學(xué)習(xí)物理的重要方法。

串聯(lián)電路的等效電阻大于各串聯(lián)導(dǎo)體的電阻。將導(dǎo)體并聯(lián)相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的橫截面積。電阻的并聯(lián)兩個(gè)電阻并聯(lián)的總電阻小于每一個(gè)支路的電阻。猜想∶

用實(shí)驗(yàn)或理論推導(dǎo)的方法來(lái)對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)。3.理論推導(dǎo)∶并聯(lián)電路的等效電阻

如圖所示，設(shè)并聯(lián)電阻的阻值為R1和R2，并聯(lián)后等效電阻為R。通過(guò)它們的電流分別為

I1、I2和

I，根據(jù)歐姆定律和并聯(lián)電路的特點(diǎn)，有U=IR，U1=I1R1，U2=I2R2，I=I1+I2，U=U1=U2則即

并聯(lián)電路的等效電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和。如兩個(gè)電阻并聯(lián)，有

。理論推導(dǎo)可以證明∶4.分壓原理

電阻R1、R2串聯(lián)。R1、R2兩端電壓與其電阻成正比。U1∶U2=IR1∶IR2=R1∶R2

若電路總電壓大于用電器正常工作的電壓，可以在電路中串聯(lián)一個(gè)電阻分去多余電壓，以便讓用電器能夠正常工作。5.分流原理

電阻R1、R2并聯(lián)。通過(guò)R1、R2的電流與其電阻成反比。I1∶I2=(U/R1)∶(U/R2)=R2∶R1

可將電流表與一個(gè)小電阻并聯(lián)，進(jìn)而改裝成一個(gè)更大量程的電流表。如圖所示，阻值為

4Ω的電阻

R1與2Ω的電阻

R2并聯(lián)，電流表的示數(shù)為3A，則通過(guò)電阻R1與R2的電流之比為_(kāi)______，電源電壓為_(kāi)______V。1∶24解析：由圖可知，兩電阻并聯(lián)，已知

R1=4Ω，R2=2Ω，則R并=

，由

I=U/R

可得，電源電壓U=IR并=3A×4/3Ω=4V;電阻R1與R2的電流之I1∶I2=R2∶R1=2Ω∶4

Ω=1∶2。

在處理復(fù)雜電路問(wèn)題時(shí)，可以把整個(gè)電路或部分電路看成一個(gè)整體，利用一個(gè)簡(jiǎn)單的電路代替復(fù)雜的電路，這個(gè)簡(jiǎn)單的電路就是復(fù)雜電路的等效電路，如圖所示。知識(shí)點(diǎn)2等效電路實(shí)際的電源都有一定的電阻，如干電池，我們需要用它的電壓U和電阻r兩個(gè)物理量來(lái)描述它。實(shí)際計(jì)算過(guò)程中，可以把它看成是由一個(gè)電壓為U、電阻為0的理想電源與一個(gè)電阻值為r的電阻串聯(lián)而成，如圖甲所示。甲

31在圖乙中，R1=14Ω，R2=9Ω．當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，電流表示數(shù)I1=0.2A；當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí)，電流表示數(shù)I2=0.3A，把電源按圖甲中的等效方法處理。則電源的電壓U=_____V，電阻r=_____Ω。甲

乙解析：由題意可知，U=I1(R1+r)=I2(R2+r)，則0.2A×(14Ω+r)=0.3A×(9Ω+r)，解得r=1Ω，電源的電壓U=I1(R1+r)=0.2A×(14Ω+1Ω)=3V。

甲

乙等效電阻1.幾個(gè)連接起來(lái)的電阻所起的作用，可以用一個(gè)電阻

來(lái)代替，這個(gè)電阻就是那些電阻的等效電阻。2.串聯(lián)電路的等效電阻等于各串聯(lián)電阻之和。兩個(gè)電

阻串聯(lián)，有R=R1+R2。3.并聯(lián)電路的等效電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)

之和。兩個(gè)電阻并聯(lián)，有。4.串聯(lián)電阻增長(zhǎng)度，等效電阻大于分電阻。5.并聯(lián)電阻增面積，等效電阻小于分電阻。

1.兩個(gè)電阻R1、R2串聯(lián)在電路中：(1)通過(guò)兩個(gè)電阻的電流關(guān)系：

?。(2)兩個(gè)電阻兩端的電壓與電源電壓U的關(guān)系：

?。(3)兩個(gè)電阻與電路總電阻R的關(guān)系：

?。I1＝I2

U＝U1＋U2

R＝R1＋R2

2.兩個(gè)電阻R1、R2并聯(lián)在電路中：(1)通過(guò)兩個(gè)電阻的電流與干路電流I的關(guān)系：

?。(2)兩個(gè)電阻兩端的電壓與電源電壓U的關(guān)系：

?。(3)兩個(gè)電阻與電路總電阻R的關(guān)系：

?。I＝I1＋I(xiàn)2

U＝U1＝U2

1.如圖所示，已知I＝4.5A，I2＝0.9A，電源電壓為36V，那么燈L1的

電阻R1是多大？12

2.如圖所示的電路中，A、B兩端的電壓是6V，燈L1的電阻是8Ω，通

過(guò)的電流是0.2A。求：(1)通過(guò)燈L2的電流。解：(1)因?yàn)?/p>