梅 波

(江蘇省贛榆第一中學(xué)，江蘇 連云港 222100)

運(yùn)用等效電源法巧解電路問(wèn)題

梅 波

(江蘇省贛榆第一中學(xué)，江蘇 連云港 222100)

等效電源法就是把電源與定值電阻串聯(lián)或并聯(lián)后的部分看作等效電源，在電學(xué)問(wèn)題上經(jīng)常遇到電路的分析和求電阻最大功率等問(wèn)題.常規(guī)方法做起來(lái)比較麻煩，而用等效電源法解決起來(lái)快速和簡(jiǎn)潔，學(xué)生學(xué)起來(lái)也容易上手.

等效電源；電路；電阻

在電路分析當(dāng)中，往往只研究電壓、電流、功率的某個(gè)支路，其余部分作為等效電源.這種等效思路是將碎片問(wèn)題整體化考慮，結(jié)合理論知識(shí)解決物理問(wèn)題.在高中物理學(xué)習(xí)階段，將復(fù)雜問(wèn)題分解為若干個(gè)簡(jiǎn)單問(wèn)題，是一個(gè)重要的解題思想，這里我們介紹的“等效電源法”便是其中之一.

一、動(dòng)態(tài)問(wèn)題，深入淺出

在電路分析當(dāng)中往往會(huì)涉及到可變電阻的問(wèn)題，這類電阻并聯(lián)或串聯(lián)在電路當(dāng)中，有某個(gè)可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的裝置組成，這樣的題目給同學(xué)們?cè)O(shè)定了障礙，如何翻過(guò)這種障礙將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，等效電源法便提供了一種思路.

例1 如圖1所示的電路中，當(dāng)動(dòng)態(tài)電阻R的電阻值增大的時(shí)候，下面哪種變化是可以發(fā)生的( )

A.AB點(diǎn)之間的電壓U增大

B.通過(guò)R的電流I增大

C.AB點(diǎn)之間的電壓U減小

D.通過(guò)R的電流I減小

解析如圖2所示，把電源、R1和R2的虛線框部分，看成整體一個(gè)等效電源，則AB兩端的電壓U為輸出電壓，負(fù)載為動(dòng)態(tài)電阻R，當(dāng)R電阻值增大的時(shí)候，等效電源的兩端電壓增大，通過(guò)R的電流減小，所以正確答案是A和D.

點(diǎn)撥解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵在于將可變電阻單獨(dú)考慮，再結(jié)合電學(xué)相關(guān)定理列出關(guān)系式，問(wèn)題就自然而然的解決了，尤其是解決選擇題的利器.好的解題技巧可以提高解題速度，達(dá)到快而準(zhǔn)的目的.

二、誤差分析，化繁為簡(jiǎn)

中學(xué)物理知識(shí)結(jié)構(gòu)當(dāng)中誤差分析是其中的一個(gè)重點(diǎn)，知識(shí)分布于整個(gè)電學(xué)體系當(dāng)中，這就需要同學(xué)們開(kāi)發(fā)靈活的思維，不再出現(xiàn)“聽(tīng)的懂，做不對(duì)”的局面，這里我們介紹一種方法，讓同學(xué)們從容應(yīng)對(duì)誤差分析問(wèn)題.

例2 電路當(dāng)中電表內(nèi)阻不能忽視的情況下，分析下列情況電表內(nèi)阻影響結(jié)果是什么樣的.如圖3所示，采用的電路所測(cè)的電動(dòng)勢(shì)( )真實(shí)值，內(nèi)阻( )真實(shí)值；如圖4所示，采用的電路所測(cè)的電動(dòng)勢(shì)( )真實(shí)值，內(nèi)阻( )真實(shí)值.

點(diǎn)撥電路分析問(wèn)題中等效電源法應(yīng)用廣泛，同學(xué)學(xué)習(xí)的時(shí)候要不拘一格，發(fā)散思維，對(duì)于同一個(gè)問(wèn)題采用不同的角度和方法進(jìn)行考慮，選取最優(yōu)解決方案，解題做到“快、準(zhǔn)、狠”，將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化是我們此方法的目的和精髓所在.

三、計(jì)算功率，信手拈來(lái)

物理知識(shí)當(dāng)中計(jì)算功率也是重點(diǎn)內(nèi)容，常規(guī)方法計(jì)算容易出錯(cuò)并且計(jì)算量大，如何讓功率問(wèn)題不再困擾同學(xué)們，看了以下我們的解題思路，相信會(huì)讓同學(xué)們有豁然開(kāi)朗的感覺(jué).

例3 如圖5所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻r=2Ω，R1=4Ω,R2為滑動(dòng)變阻器，當(dāng)R2為多大時(shí)消耗功率最大，并計(jì)算其功率.

點(diǎn)撥這是相對(duì)復(fù)雜的功率問(wèn)題的計(jì)算，運(yùn)用等效電源法便輕松、快捷的得到了解決，當(dāng)一個(gè)電路當(dāng)中研究某一個(gè)支路的時(shí)候，此支路就可以用等效電源法，碎片化的問(wèn)題就顯得非常清晰.解決問(wèn)題時(shí)只要基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)，思維開(kāi)闊，方法靈活，電路問(wèn)題不再是難題.

綜合以上三個(gè)例題，可以看出等效電源法的精髓所在，優(yōu)勢(shì)所在，在電路問(wèn)題當(dāng)中支路比較復(fù)雜的情況下尤其能夠體現(xiàn)這個(gè)方法的優(yōu)越性，同學(xué)們?cè)谠鷮?shí)的物理理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，勤加練習(xí)，面對(duì)“山重水復(fù)”的物理難題，選擇合適的解題方法，便會(huì)“柳暗花明”.

[1]孫宜好.定值電阻在電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中學(xué)物理，2014(06).

[2]袁振卓.“等效電源法”的應(yīng)用[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)(高中版)，2011(19).

[責(zé)任編輯：閆久毅]

2017-07-01

梅波(1989.11- )男，江蘇贛榆人，本科學(xué)歷，二級(jí)教師，從事高中物理教學(xué)與研究.

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