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)問題上經(jīng)常遇到電路的分析和求電阻最大功率等問題.常規(guī)方法做起來比較麻煩,而用等效電源法解決起來快速和簡潔,學(xué)生學(xué)起來也容易上手.
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題整體化考慮,結(jié)合理論知識(shí)解決物理問題.在高中物理學(xué)習(xí)階段,將復(fù)雜問題分解為若干個(gè)簡單問題,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.
在電路分析當(dāng)中往往會(huì)涉及到可變電阻的問題,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,如何翻過這種障礙將復(fù)雜問題簡單化,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R的電流I增大
C.AB點(diǎn)之間的電壓U減小
D.通過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R的電流減小,所以正確答案是A和D.
點(diǎn)撥解決此類問題的關(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.
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)們開發(fā)靈活的思維,不再出現(xiàn)“聽的懂,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,采用的電路所測的電動(dòng)勢( )真實(shí)值,內(nèi)阻( )真實(shí)值;如圖4所示,采用的電路所測的電動(dòng)勢( )真實(shí)值,內(nèi)阻( )真實(shí)值.
點(diǎn)撥電路分析問題中等效電源法應(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)雜問題簡單化是我們此方法的目的和精髓所在.
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)們有豁然開朗的感覺.
例3 如圖5所示,電源電動(dòng)勢為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,碎片化的問題就顯得非常清晰.解決問題時(shí)只要基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí),思維開闊,方法靈活,電路問題不再是難題.
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)勢所在,在電路問題當(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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