资源简介

(共34张PPT)
5.4 等效电路
第5章 欧姆定律
教科2024版物理九年级全册【精做课件】
授课教师：********
班 级：********
时 间：********
5.3 等效电路教案
一、教学目标
（一）知识与技能目标
学生能够准确阐述等效电路的概念，理解等效电路在简化电路分析中的作用，清晰辨别电路中哪些部分可以进行等效替换。
熟练掌握电阻串联、并联以及混联电路的等效电阻计算方法，学会运用欧姆定律和串并联电路规律，将复杂电路转化为等效电路进行分析和计算。
能够根据实际电路问题，灵活运用等效电路的方法，准确求解电路中的电流、电压和电阻等物理量，规范书写电路分析和计算的过程。
（二）过程与方法目标
通过分析实际电路案例，引导学生经历从复杂电路到等效电路的转化过程，培养学生的抽象思维能力和逻辑推理能力，提高学生分析和解决复杂电路问题的能力。
在运用等效电路方法解题的过程中，让学生学会将电路中的元件和结构进行合理简化和重组，培养学生的电路设计和优化意识，提升知识迁移应用能力。
通过小组合作探究复杂电路的等效变换，培养学生的团队协作能力和沟通交流能力，使学生在合作中相互学习，共同提高电路分析技能。
（三）情感态度与价值观目标
激发学生对等效电路知识的学习兴趣，让学生体会等效电路在简化电路分析中的便捷性和实用性，感受物理学科的魅力，增强学习物理的自信心。
在解决复杂电路问题的过程中，培养学生勇于挑战困难、严谨认真的科学态度，使学生养成耐心细致分析电路的良好习惯。
通过实际电路案例的分析，引导学生关注物理知识在生活和科技中的应用，培养学生将物理知识与实际生活相联系的意识，激发学生利用科学知识解决实际问题的热情。
二、教学重难点
（一）教学重点
等效电路的概念和等效变换的基本原则。
电阻串联、并联及混联电路的等效电阻计算方法，以及运用等效电路分析和求解电路中的物理量。
（二）教学难点
复杂混联电路的等效简化过程，准确判断电路元件之间的串并联关系，确定等效变换的方法和步骤。
在动态电路或含有多个电源的电路中，运用等效电路的方法进行分析和计算，理解电路在不同状态下等效电路的变化规律。
三、教学方法
讲授法：系统讲解等效电路的概念、原理和计算方法，帮助学生构建清晰的知识框架，明确等效电路分析的基本思路。
案例分析法：通过展示各种实际电路案例，引导学生分析电路结构，进行等效变换，培养学生运用知识解决实际问题的能力。
讨论法：组织学生分组讨论复杂电路的等效简化方法，鼓励学生分享自己的思路和见解，促进学生之间的思想碰撞，加深对知识的理解。
练习法：布置针对性的练习题，让学生在练习中巩固所学知识，提高运用等效电路方法分析和计算电路的能力。
多媒体演示法：利用多媒体课件、电路仿真软件等工具，动态展示电路的等效变换过程，增强教学的直观性和趣味性，帮助学生更好地理解抽象的电路概念和变换过程。
四、教学过程
（一）情境导入（5 分钟）
问题展示：教师展示一个复杂的混联电路，包含多个电阻、开关和电源，提问学生：“如果要计算这个电路中某一个电阻两端的电压，直接分析是不是很困难？有没有更简便的方法呢？” 引发学生思考。
引入概念：通过学生的思考和讨论，教师顺势引入等效电路的概念，告诉学生可以通过将复杂电路进行等效变换，简化电路结构，从而更方便地分析和计算电路中的物理量，进而引出本节课的课题 ——5.3 等效电路（板书课题）。
（二）新课讲授
1. 等效电路的概念与原则（10 分钟）
概念讲解：教师详细讲解等效电路的概念，即对于一个复杂的电路，如果可以用一个简单的电路来替代它，并且在对外的电气性能上（如两端的电压、通过的电流等）完全相同，那么这个简单电路就叫做原复杂电路的等效电路。结合简单的电路图，举例说明等效电路的特点，如两个电阻串联可以等效为一个电阻，这个等效电阻的阻值等于两个电阻之和，在接入相同电源时，电路中的电流和电阻两端的电压与原串联电路相同。
等效原则：强调等效电路的等效变换原则，如保持电路两端的电压和通过的电流不变，等效前后电路的功率也应相等。同时，讲解在进行等效变换时，要根据电路的实际情况，合理选择等效的方法和对象，确保等效后的电路能够准确反映原电路的电气特性。
2. 电阻串联、并联电路的等效电阻计算（15 分钟）
串联电路等效电阻：回顾电阻串联电路的特点，通过推导得出串联电路的等效电阻计算公式\(R_{ }=R_1 + R_2 + \cdots + R_n\)。结合具体的案例，如两个电阻\(R_1 = 3 \)，\(R_2 = 5 \)串联，计算等效电阻，并分析等效前后电路中电流、电压的变化情况，让学生理解串联电路等效电阻的计算方法和意义。
并联电路等效电阻：同样，回顾并联电路的特点，推导并联电路等效电阻的计算公式\(\frac{1}{R_{ }}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\cdots+\frac{1}{R_n}\)。以两个电阻\(R_1 = 4 \)，\(R_2 = 6 \)并联为例，计算等效电阻，引导学生分析并联电路等效前后电流分配和电压关系的变化，加深学生对并联电路等效电阻计算的理解。
练习巩固：给出一些电阻串联和并联的简单电路练习题，让学生计算等效电阻，教师巡视指导，及时纠正学生在计算过程中出现的错误，巩固学生对串联、并联电路等效电阻计算方法的掌握。
3. 混联电路的等效简化与分析（20 分钟）
混联电路识别：展示多个混联电路案例，引导学生观察电路结构，学会识别电路中哪些部分是串联，哪些部分是并联。通过提问和讨论的方式，让学生说出判断串并联关系的依据和方法，如根据电流路径是否分支判断并联，根据电流依次通过元件判断串联。
等效简化步骤：以一个具体的混联电路为例，详细讲解混联电路等效简化的步骤。首先，找出电路中明显的串联或并联部分，计算它们的等效电阻；然后，将等效后的电阻与其他元件重新组合，继续寻找串并联关系，再次进行等效变换，直至将整个电路简化为一个简单的等效电路。在讲解过程中，使用多媒体课件动态演示等效变换的过程，让学生更直观地理解简化方法。
计算与分析：在完成混联电路的等效简化后，结合欧姆定律和串并联电路规律，计算电路中的电流、电压等物理量。引导学生分析等效前后电路中各物理量的变化情况，总结混联电路分析和计算的方法和技巧。组织学生进行小组讨论，分享各自的解题思路和方法，教师进行点评和总结。
（三）课堂练习（15 分钟）
发放练习题，题目涵盖不同类型的电路，包括简单的串联、并联电路以及复杂的混联电路。例如：
（1）在如图所示的电路中，\(R_1 = 2 \)，\(R_2 = 3 \)，\(R_3 = 6 \)，电源电压为\(12V\)，求电路的总电阻、通过各个电阻的电流以及\(R_2\)两端的电压。
（2）有一个由三个电阻组成的混联电路，\(R_1\)与\(R_2\)并联后再与\(R_3\)串联，\(R_1 = 4 \)，\(R_2 = 12 \)，\(R_3 = 5 \)，电路中总电流为\(2A\)，求电源电压以及各个电阻消耗的功率。
学生独立完成练习，教师巡视指导，及时发现学生在解题过程中遇到的问题，如电路分析错误、公式运用不当等。对于普遍存在的问题，教师进行集中讲解；对于个别学生的问题，进行单独辅导。
（四）课堂小结（5 分钟）
知识回顾：与学生一起回顾本节课的主要内容，包括等效电路的概念、等效变换的原则，电阻串联、并联和混联电路的等效电阻计算方法，以及运用等效电路分析和计算电路的步骤。
方法总结：总结运用等效电路解决问题的关键方法和技巧，如准确判断电路的串并联关系、合理选择等效变换的顺序、正确运用欧姆定律和串并联电路规律等。强调在分析复杂电路时，要逐步简化，不要急于求成。
重点强调：再次强调等效电路在电路分析中的重要性，鼓励学生在课后多做练习题，巩固所学知识，提高运用等效电路解决实际问题的能力。
（五）作业布置（5 分钟）
书面作业：布置教材课后相关习题，要求学生认真书写解题过程，规范使用物理公式和单位，特别是对于复杂的混联电路题目，要详细写出等效简化的步骤和计算过程。
拓展作业：让学生观察生活中的一个电路（如家庭照明电路、电子玩具电路等），尝试运用等效电路的方法对其进行分析，画出等效电路图，并思考如何通过改变电路元件来优化电路性能，下节课进行分享和交流。
五、教学反思
在本节课的教学过程中，密切关注学生对等效电路知识的理解和掌握程度，通过课堂练习和学生的反馈，及时发现学生存在的问题。对于学生在判断电路串并联关系、进行等效简化以及计算过程中出现的错误，深入分析原因，调整教学方法，加强针对性的讲解和练习。例如，针对学生对复杂混联电路等效简化困难的问题，增加更多的案例分析和分步练习。同时，根据学生的作业完成情况和拓展作业反馈，评估教学目标的达成度，总结教学经验，为今后的教学改进提供依据，不断优化教学过程，提高教学质量。
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
7
中考考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
1.通过实验探究，了解电路的等效电阻.知道串、并联电路的
电阻关系。
2.能运用欧姆定律及串、并联电路的特点进行简单的电路计算。
在维修爷爷的收音机时，小聪发现收音机中有一只 100 Ω的电阻坏了，可小聪手边只有几只50 Ω的定值电阻，有什么办法可以解决这个问题呢？
一、电路的等效电阻：
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。
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。
设串联电阻的阻值为R1和R2，串联后的等效电阻为R。通过它们的电流分别为I1、I2和I。
U1=I1R1，
依欧姆定律得：
U
U1
U2
I
I2
I1
R1
R2
S
E
U2=I2R2，
U=IR
依串联电路规律得U=U1+U2
∴ IR=I1R1+I2R2
又∵ I=I1=I2
∴ R=R1+R2
理论推导：
串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和。
根据影响电阻大小的因素：
+
=
将导体串联相当于增大了导体的长度，等效电阻大于分电阻。
例1. 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
（1）串联总电阻等于各串联电阻之和，即R=R1+R2+…+Rn。
串联电路电阻规律
（2）串联总电阻比任何一个分电阻都大。
（3）n个阻值为R的电阻串联R总=nR。
（4）串联电路中串联的电阻越多，电阻越大，即越串越大。
（5）串联电路中电阻有分压作用，电阻越大，分得的电压越大，即电压与电阻成正比，公式为： 。
+
将导体并联相当于增大了导体的横截面积，我猜想……
（3）并联电路的等效电阻：
设并联电阻的阻值为R1和R2，并联后的等效电阻为R。通过它们的电流分别为I1、I2和I。
依欧姆定律得：
依并联电路规律得I=I1+I2
又∵ U=U1=U2
R1
R2
S
E
理论推导：
并联电路的等效电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。
并联电路电阻规律
（2）并联总电阻比任何一个分电阻都小。
（5）并联电路中电阻有分流作用，电阻越大，分得的电流越小，即电流与电阻成反比，公式为： 。
（1）并联电路的等效电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即
（4）并联电路中并联的电阻越多，电阻越小，即越并越小。
（3）n个阻值为R的电阻并联 ；两个电阻并联的总电阻
二、等效电路：
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：
知识点1 等效电阻
1.在学习“串联电路的等
效电阻与各串联电阻之间
关系”的时候，小强和小
刚利用滑动变阻器
（铭牌上标有“
”）、两个定值电阻（阻值分别为 、 ）、电压
表、电源等器材进行了探究，他们设计了如图甲所示的电路图。
（1）根据电路图，请你
在图乙中用笔画线代替
导线，将没有连接完的
实物电路连接好
（导线不允许交叉且电
流表的量程选取适当）。
如图所示
（2）请你根据电路图分析：在闭合开关前，滑动变阻器的
滑片应移到___（填“”或“ ”）端。
（3）如表是小强和小刚在这次实验中所记录的数据。请你
根据他们三次测量的数据进行分析，可以得出的结论是：
______________________________________。
器材 序号 1 2 3
1.5 2.4 3
0.1 0.16 0.2
串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和
（4）若闭合开关后发现电流表有
示数而电压表无示数，则出现该
现象的原因可能是___（填字母）。
D
A. 滑动变阻器某处断路
B. 只有 被短路
C. 只有 被短路
D. 电压表的某一个接线柱接触不良
返回
2.电阻值分别为 和 的两个电阻串联的等效
电阻是____ ，并联的等效电阻是____ 。
10
2.4
返回
知识点2 等效电路
3.如图所示的电路中，电阻、 并联
接到电压为的电源两端，开关 闭合，
通过电阻、的电流分别为、 ，
电路的总电流为 。
（1）、并联后相当于一个电阻 ，
请推导证明： 。
【解】证明：由并联电路的电流特点
可知， ，结合欧姆定律可
知， ，又因为并联电路
中，所以 。
（2）若电路中 ，
，电源电压为 ，求电路
的总电流 。
若电路中 ， ，则
，解得总电阻 ，
电路的总电流 。
返回
4.有阻值为 的三个电阻，以任意方式全部连入电路中，
最多能得到几种不同阻值的等效电阻，其中最大阻值是____
，最小阻值是___ 。
18
2
【点拨】电阻串联时，得到的等效电阻阻值是最大的，最大
阻值 ；电阻并联时，得到的等效电阻
阻值是最小的，最小阻值 。
返回
5. 定值电阻、的 图线如图所
示。若、串联后的总电阻为 ，并
联后的总电阻为，则关于、 的
图线所在的区域，下列说法中，正
确的是( )
A
A. 在Ⅰ区域，在Ⅲ区域 B. 在Ⅲ区域，在 区域
C. 在Ⅰ区域，在Ⅱ区域 D. 在Ⅱ区域， 在Ⅲ区域
返回
6. ［多选］如图所示的电路中，电源电压保持不变，当闭合
开关后，电压表示数为，电流表示数为 ，则右边虚线
框内的电阻连接情况可能是( )
AD
A. 和 的电阻串联
B. 和 的电阻并联
C. 和 的电阻串联
D. 和 的电阻并联
返回
（第7题）
7. 有一根阻值为 的电阻线，现将它首尾相
连绕制成一个圆形电阻，如图所示。则、
间的电阻为( )
D
A. B. C. D.
（第7题）
【点拨】电阻线的电阻为，由图可知， 、
间的电阻是并联的。由于其他条件相同时，
电阻的大小与长度成正比，故、 间一条支
路的电阻 ，另一条支路的电阻
。根据并联电路的电阻关系可知，
、间的电阻 。
返回
8. ［2025·南京期末］物理兴趣小组在老师的指导下设
计了天然气泄漏检测电路，如图所示。电源电压恒定不变， 为定
值电阻，为气敏电阻， 的阻值随天然气浓度的增大而减小，则天
然气 ( )
D
（第8题）
A. 浓度增大，电压表示数变小
B. 浓度增大，电压表示数和电流表示数比值变
小
C. 浓度减小，电流表示数变大
D. 浓度减小，电压表示数和电流表示数乘积变
小
等效电路
等效电阻
用一个简单的电路代替复杂电路
等效电路
等效方法
并联电路
串联电路
R=R1+R2
谢谢观看！

展开更多......

收起↑