等效電源法的應(yīng)用探討

1、1等效電源法的應(yīng)用探討等效法是從效果相同出發(fā)來研究物理現(xiàn)象和物理過程的一種方法，是將一個復(fù)雜的物理現(xiàn)象和過程轉(zhuǎn)化為理想的、等效的、簡單的物理現(xiàn)象和過程來研究處理。等效電源法在高中物理學(xué)習(xí)中是容易被師生忽視的一種解題方法，現(xiàn)就其運用的基本思路與方法作一探討。一、等效電源電動勢與內(nèi)阻計算方法根據(jù)教材知，電源的電動勢應(yīng)等于開路時的路端電壓或可用一理想伏特表直接接在電源兩端，便可測量。如圖1、圖2，將R1或R2視為電源內(nèi)部，即將虛線框內(nèi)電路視為

2、等效電源。由上述結(jié)論知圖1中，等效電源電動勢：E=E內(nèi)阻（由于R1與r是串聯(lián)關(guān)系）：r=R1r圖2中，等效電源電動勢：rRERUEAB???22內(nèi)阻（由于R2與r是并聯(lián)關(guān)系）：22RrrRr??二、電源的特性曲線（即路端電壓與總電流的變化關(guān)系）電源的電動勢和內(nèi)阻一定時，則與圖線為一傾斜直線，圖線與縱軸（）的路U總I路U交點表示電源電動勢，圖線斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻，可見直線完全由電源電動勢與內(nèi)阻決定，故稱為電源特性曲線。上述圖2中，原

3、電源、等效電源的特性曲線如圖3、圖4所示。3C、電阻R3消耗的功率減少D、通過電阻R3的電流不變不少學(xué)生易錯選C答案。正確的解法是：可以將R1、R2等效為電源電阻，等效圖如圖10所示。根據(jù)電源輸出功率與外電阻的關(guān)系可知，若，當(dāng)R3增大時，R3消耗的功率3rR?增大；若，當(dāng)R3增大時，R3消耗的功率減小，即R3的功率可能變大，也可能變小。3rR?3、定量計算可變電阻實際消耗的功率例3如圖11甲所示，電路中的電阻R1、R2是阻值不隨溫度變化

4、的定值電阻，阻值均為100Ω，白熾燈泡L的伏安特性曲線如圖乙IU圖線所示。電源的電動勢E=100V，內(nèi)阻不計。求：①當(dāng)開關(guān)S斷開時，燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流以及燈泡的實際電功率②當(dāng)開關(guān)S閉合時，燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流以及燈泡的實際電功率分析與解法：分析與解法：由燈泡的伏安特性曲線知，燈泡電阻隨電流的變化而變化，無法直接求流過燈泡的實際電流與燈泡兩端的電壓，可聯(lián)想到用電源的等效法求解。①S斷開時，將R1視為電源內(nèi)阻，等效電路

5、如圖12所示：則⑴總總IRIEUL1001001????⑴式可表示為路端電壓與總電流的變化，在圖乙中作出U—I圖線①，與燈泡的伏安特性曲線交于M點，則M點的坐標(biāo)表示流過燈泡的實際電流及燈兩端電壓可得：IM=0.6AUM=40V⑵P燈=UMIM=24W⑶②S閉合時，將R1、R2視為電源內(nèi)阻，等效圖如圖13所示則等效電源電動勢為VUER502??內(nèi)阻為????502121RRRRr⑷5050總總IrIEUL????在圖乙中作出與的直線②交燈