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(gè)復(fù)雜的物理現(xiàn)象和過程轉(zhuǎn)化為理想的、等效的、簡(jiǎn)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(yùn)用的基本思路與方法作一探討。一、等效電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻計(jì)算方法根據(jù)教材知，電源的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)等于開路時(shí)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(cè)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(dòng)勢(shì)：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(dòng)勢(shì)：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(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻一定時(shí)，則與圖線為一傾斜直線，圖線與縱軸（）的路U總I路U交點(diǎn)表示電源電動(dòng)勢(shì)，圖線斜率的絕對(duì)值表示電源內(nèi)阻，可見直線完全由電源電動(dòng)勢(shì)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(cuò)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(shí)，R3消耗的功率3rR?增大；若，當(dāng)R3增大時(shí)，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(jì)算可變電阻實(shí)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(dòng)勢(shì)E=100V，內(nèi)阻不計(jì)。求：①當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流以及燈泡的實(shí)際電功率②當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流以及燈泡的實(shí)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(shí)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(shí)，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(diǎn)，則M點(diǎn)的坐標(biāo)表示流過燈泡的實(shí)際電流及燈兩端電壓可得：IM=0.6AUM=40V⑵P燈=UMIM=24W⑶②S閉合時(shí)，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(dòng)勢(shì)為VUER502??內(nèi)阻為????502121RRRRr⑷5050總總IrIEUL????在圖乙中作出與的直線②交燈