活用等效思想，巧解直流電路問題

重慶市萬州高級中學高2018級19班(404020) 周國強●

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活用等效思想，巧解直流電路問題

重慶市萬州高級中學高2018級19班(404020)
周國強●

直流電路問題是高考必考的內(nèi)容，也是高中部分對電路的重點討論部分，其中的閉合電路歐姆定律以及其他內(nèi)容是非常重要的.而等效思想與這些知識的結(jié)合開創(chuàng)了一個新的解題思路，也出現(xiàn)了一系列技巧性很強的問題.本文主要結(jié)合等效思想分三種不同的電路中常見的問題進行舉例說明，希望學生好好體會，定有收獲.

一、等效法求電路外電阻問題

電阻的等效是最為常見的也是最基本的等效問題，等效電阻對于我們簡化復雜的電路圖以及求解其他電路問題時有重要的作用，是解題的基礎.我們只要保證等效前后電阻的總值不變即可，這是等效的前提條件.

例1 如圖1所示，電阻R1～R6的電阻分別為4Ω、6Ω、12Ω、8Ω、10Ω、7.2Ω，求RAB得阻值.

點撥 這種等效是我們在解題中非常容易遇到的情況，在判斷電阻實際上是否接入電路中時我們要判斷其兩端的電壓是否存在，不存在電壓是不存在電流的，也就是說電阻是并未起作用的，這時就可以直接省略了.

二、等效法求電源功率問題

在高中物理中除非特殊指出，否則一般的電源都是有內(nèi)阻的.而電源功率是指電源向外電路輸出的功率，并非是電源內(nèi)阻所損耗的功率，這是最容易混淆的一點，也是題中經(jīng)常出現(xiàn)的考點，學生要了解電源功率與外電路電阻之間的關(guān)系才能正確解題.

點撥 本題中的電源內(nèi)阻大于定值電阻R0采用此種解法，但是當內(nèi)阻小于內(nèi)阻時就不能實現(xiàn)外電阻等于內(nèi)電阻了，因為當滑動變阻器為0時外電阻還是比內(nèi)阻大，這時就需要對曲線有深刻的理解了，學生可以自行討論此種情況.

三、等效法解電阻功率問題

這里的電阻就是除內(nèi)阻外的電阻了，但是與電源功率不同的是此種情況下的電阻功率是外電路中某一個電阻的功率問題，這是題目的設定在外電路中總是存在多個電阻，我們要合理等效才能使題目得到正確的簡化求解.

例3 如圖5所示，電動勢為10V，內(nèi)阻r=1Ω，R1=1Ω,R2=2Ω，R3=3Ω.當R4為何值時其本身消耗的功率為最大值，并且求其最大功率以及這時本身兩端的電壓為多大.

解析 本題就是典型的等效法求解問題，因為如果不運用適當?shù)牡刃е苯咏柚]合電路歐姆定律求解會非常繁瑣，涉及很多個電阻，這顯然不是出題者想考察的.采用等效電源模型的方法可以很好的解決此類問題.我們在學習中知道當外電阻等于電源內(nèi)阻時電源輸出功率有最大值.雖然此題中并不是求電源功率，但是我們可以將除了R4之外的電阻和電源之間進行等效，形成如圖6所示的等效電源.這時等效電源兩端的電壓就是R4本身的電壓，我們只要使R4=r′就可以了.接下來我們求等效的電源內(nèi)阻的值r′=4Ω，這是不難求出的.接下來的功率以及電壓就不難求出了，學生自行求解寫出答案即可.

點撥 本題的巧妙之處就是等效電路的思想，這在恒定電流的考察中是非常重要的，也是我們必須掌握的技巧，只有合理的對問題進行等效，才能準確快速的得出結(jié)論，學生要對此反復練習，實現(xiàn)舉一反三.

總之，等效法在對電路中的電阻、電壓、功率等問題的求解都有很大的幫助，可以說等效思想能否靈活運用是我們能否快速準確解題的關(guān)鍵，學生要開動自己的思維，并且探索經(jīng)驗，形成自己的解題思路.

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1008-0333(2017)10-0069-01