重慶市萬(wàn)州高級(jí)中學(xué)高2018級(jí)19班(404020) 周?chē)?guó)強(qiáng)●

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活用等效思想，巧解直流電路問(wèn)題

重慶市萬(wàn)州高級(jí)中學(xué)高2018級(jí)19班(404020)
周?chē)?guó)強(qiáng)●

直流電路問(wèn)題是高考必考的內(nèi)容，也是高中部分對(duì)電路的重點(diǎn)討論部分，其中的閉合電路歐姆定律以及其他內(nèi)容是非常重要的.而等效思想與這些知識(shí)的結(jié)合開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)新的解題思路，也出現(xiàn)了一系列技巧性很強(qiáng)的問(wèn)題.本文主要結(jié)合等效思想分三種不同的電路中常見(jiàn)的問(wèn)題進(jìn)行舉例說(shuō)明，希望學(xué)生好好體會(huì)，定有收獲.

一、等效法求電路外電阻問(wèn)題

電阻的等效是最為常見(jiàn)的也是最基本的等效問(wèn)題，等效電阻對(duì)于我們簡(jiǎn)化復(fù)雜的電路圖以及求解其他電路問(wèn)題時(shí)有重要的作用，是解題的基礎(chǔ).我們只要保證等效前后電阻的總值不變即可，這是等效的前提條件.

例1 如圖1所示，電阻R1～R6的電阻分別為4Ω、6Ω、12Ω、8Ω、10Ω、7.2Ω，求RAB得阻值.

點(diǎn)撥 這種等效是我們?cè)诮忸}中非常容易遇到的情況，在判斷電阻實(shí)際上是否接入電路中時(shí)我們要判斷其兩端的電壓是否存在，不存在電壓是不存在電流的，也就是說(shuō)電阻是并未起作用的，這時(shí)就可以直接省略了.

二、等效法求電源功率問(wèn)題

在高中物理中除非特殊指出，否則一般的電源都是有內(nèi)阻的.而電源功率是指電源向外電路輸出的功率，并非是電源內(nèi)阻所損耗的功率，這是最容易混淆的一點(diǎn)，也是題中經(jīng)常出現(xiàn)的考點(diǎn)，學(xué)生要了解電源功率與外電路電阻之間的關(guān)系才能正確解題.

點(diǎn)撥 本題中的電源內(nèi)阻大于定值電阻R0采用此種解法，但是當(dāng)內(nèi)阻小于內(nèi)阻時(shí)就不能實(shí)現(xiàn)外電阻等于內(nèi)電阻了，因?yàn)楫?dāng)滑動(dòng)變阻器為0時(shí)外電阻還是比內(nèi)阻大，這時(shí)就需要對(duì)曲線有深刻的理解了，學(xué)生可以自行討論此種情況.

三、等效法解電阻功率問(wèn)題

這里的電阻就是除內(nèi)阻外的電阻了，但是與電源功率不同的是此種情況下的電阻功率是外電路中某一個(gè)電阻的功率問(wèn)題，這是題目的設(shè)定在外電路中總是存在多個(gè)電阻，我們要合理等效才能使題目得到正確的簡(jiǎn)化求解.

例3 如圖5所示，電動(dòng)勢(shì)為10V，內(nèi)阻r=1Ω，R1=1Ω,R2=2Ω，R3=3Ω.當(dāng)R4為何值時(shí)其本身消耗的功率為最大值，并且求其最大功率以及這時(shí)本身兩端的電壓為多大.

解析 本題就是典型的等效法求解問(wèn)題，因?yàn)槿绻贿\(yùn)用適當(dāng)?shù)牡刃е苯咏柚]合電路歐姆定律求解會(huì)非常繁瑣，涉及很多個(gè)電阻，這顯然不是出題者想考察的.采用等效電源模型的方法可以很好的解決此類(lèi)問(wèn)題.我們?cè)趯W(xué)習(xí)中知道當(dāng)外電阻等于電源內(nèi)阻時(shí)電源輸出功率有最大值.雖然此題中并不是求電源功率，但是我們可以將除了R4之外的電阻和電源之間進(jìn)行等效，形成如圖6所示的等效電源.這時(shí)等效電源兩端的電壓就是R4本身的電壓，我們只要使R4=r′就可以了.接下來(lái)我們求等效的電源內(nèi)阻的值r′=4Ω，這是不難求出的.接下來(lái)的功率以及電壓就不難求出了，學(xué)生自行求解寫(xiě)出答案即可.

點(diǎn)撥 本題的巧妙之處就是等效電路的思想，這在恒定電流的考察中是非常重要的，也是我們必須掌握的技巧，只有合理的對(duì)問(wèn)題進(jìn)行等效，才能準(zhǔn)確快速的得出結(jié)論，學(xué)生要對(duì)此反復(fù)練習(xí)，實(shí)現(xiàn)舉一反三.

總之，等效法在對(duì)電路中的電阻、電壓、功率等問(wèn)題的求解都有很大的幫助，可以說(shuō)等效思想能否靈活運(yùn)用是我們能否快速準(zhǔn)確解題的關(guān)鍵，學(xué)生要開(kāi)動(dòng)自己的思維，并且探索經(jīng)驗(yàn)，形成自己的解題思路.

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