巧用“等效电源法”解电路分析计算题.pdf

《巧用“等效电源法”解电路分析计算题.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、4O扭理篇《数理化解题研究)2o~o年第3j明河北隆尧第一中学(055350)冯云周●等效法是一种重要的物理思维方法，它源于简单而朴实的等效思想，其实质是在保证某种效果不变的功前提下，把一些复杂的物理问题或物理过程，转化为视简单的、易于研究的物理问题或物理过程，从而起到Ro化繁为简、化难为易的作用．“等效电源法”就是等效起法当中的一种．所示．则等效电源的电动势E图2所谓“等效电源法”，就是在电路结构保持不变为“等效外电路”断路时的路端电压，本题中层=F。的前提下，根据分析问题的需要，我们可以把电路中秘。=等；

2、等效短路电流为“等效外电路”短路时的某些定值电阻与电路中原有的电源一起看作一个，新的电源，这样可以使外电路变得简单明了，易于分通过电源的电流，本题中=詈，故等效内阻rf^析．在对电路进行分析和计算时，尤其是在处理电路中有电阻阻值发生变化的问题时，效果可嘉．现举几=÷．而滑片P由A向B滑动时，R的变化范围为0二例说明如下：一2r，故P是先增大后减小，D对．故本题正确答案例1如图1所示，已知电为A、B、D．源的内阻为r，定值电阻R。=r，说明用好“等效电源法”，关键是掌握等效电可变电阻的总电阻为2r．若滑动势E、

3、等效短路电流，和等效内阻r的计算方动变阻器的滑片P由A向滑法．所谓等效电动势，就是设想将等效电源的外电动，则下列说法正确的是()路断开时的路端电压的大小，而将等效电源的外电丸电源的输出功率由小变大图1路短路时流经原电源的电流就是等效短路电流，等B．定值电阻。消耗的功率由小变大，效内阻r=C．电源的内电压由小变大1D．可变电阻消耗的功率先减小后增大例2在如图(甲)所示的电路中，R=8Q，R：=解析当P由A向滑动时，抖的变化范围为512，R为滑动变阻器．当。的滑片滑至最右端时，，，，的阻值为101"3．,，现利用

4、电压传感器(相当于理想电压0一，总小于内阻r，由电路中电源的输出功率随J表)和电流传感器(相当于理想电流表)研究R。上的外电阻的变化关系可知，电源的输出功率一直变电压与电流变化关系．尽可能地滑动上的滑片通TT2大，A正确；而R。为定值电阻，其功率P=，因P过数据采集器将电压与电流信号输入计算机后，在屏1幕上得到的一，图线为图(乙)所示的一条直线(实由A向B滑动时，R外由0逐步增大至÷r，故U一直线部分)．变大，P册也一直变大，B正确；U变大，则内电压应求：(1)电源的电动势E和内阻r；(2)图乙中变小，C错；

5、的值；(3)消耗的最大功率P．《数理化解题研究>)2OLO年第3期蠲理篇4l值电阻，白炽灯泡的伏安特性曲线如图所示，电源的电动势E=100V，内阻不计．求：(1)当电键断开时，灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率；(2)当电键闭合时，灯泡两端的电压和通过灯甲乙泡的电流以及灯泡的实际电功率．图3解析(1)当R，=0时(滑片位于最左端时)，2被短路，此时有：=2．4A，E=I(R+r)，即：E=2．4r+19．2(当R，=o。时(即R3断开时)，，=0，U==8V，此时有：U=南，即5E=8r+1o

6、4②，解①②玩组成的方程组可得E=24V，r=2Q．(2)Uo对应于R，=10Q时的电压，此时有：UE图4，代人数据可得：Vo=6V．解析因灯泡不是定值电阻，故无法直接利用部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律计算．可用下面(3)口J利用等效电烬j去．即将电路中除月3以外的方法来解决：的其他部分看成一个新的电源，则此电源的等效电动(1)当断开时，可将。视为内阻，也就是将和视为一等效电源，做出该闭合电路的U一，线，两ER：8V，等效短路电流为=条线的交点即为灯泡的实际工作点．而要想画出该闭E-2．4圳0等效内阻=Q

7、=财当合电路的一，线，须知等效电源的等效电动势和等效短路电流．设想将等效电源的外电路断开时的路端电=r时，消耗的功率最大，为Pm==-82w压即等效电源电动势的大小，E=E=IOOV；而将等效斗x了外电路短路时流经电源的电流即等效短路电流，％==4．8W．==lA．据此，做出该闭合电路的一，线如图注本题也可用数学知识求解如下：中线口所示，交点即为灯泡此时的实际工作点，可见，由图线知R，消耗的功率：P=U／=(8—2与．4)=11=0．60A，Ul=4．0V，故P1=U111=24．OW；(2)同理，当闭合时，

8、可将蜀和：均视为内一+8，=一(，一)+4．8，可见当，=A时，阻，同样的方法可得E”=50V，=1．0A，做出该闭合P取最大值P=4．8W．电路的一，线如图中线b所示，由图可得，2=例3如图4所示．电路中R，=R，=100Q为定0．46A，=26V，故P2=，212W．山东省惠民县第一中学(251700)房朋朋O李阳。高中物理选修3—3模块讲的是热学部分，属于高中主要以考查概念的记忆和理解为主，穿