方法06等效电源法-高考物理电学十大方法精讲

方法06等效电源法 等效电源法在高中物理学习中是容易被师生忽视的一种解题方法，为处理问题方便，可以将电源内阻提出来，作为外电阻处理，也可将外电阻与电源内阻合并在一起，看作一个新的电源，这种方法被称为等效电源法，运用时要注意，等效电源法使用时一定要正确地求出等效电源的电动势与内阻；一般情况仅讨论将定值电阻等效视为电源内阻，即原电源、等效电源的内阻、电动势均为定值，新电源开路时两端的电压为等效电源的电动势，新电源的内阻为等效电源内部所有电阻的总内阻，这样就便于我们使用电源的输出功率与外电阻的关系、电源的特性曲线等知识点解题. 【调研1】如图所示的电路，虚线框内各元件的数值都未知，当在它的输出a、b之间分别接入不同阻值的电阻时，电流表有不同的读数，如下表所示，请完成此表格（即要求填上对应0.1A电流时，接入a、b端的电阻和a、b端接12Ω电阻时电流表的示数）. R2 A R3 R1 E r a b 电流表的示数 1A 0.6A 0.1A 接入ab端的电阻 10Ω 12Ω 18Ω 解析：若按常规解法，需先设未知电动势E，内阻r及未知电阻R1、R2, 再列方程求解，这样不仅方程结构庞大，且解题费时繁难.若把虚线框内的电路结构看作一个等效电源，其电动势和内阻分别设为E′、r′，由题意a、b间接入电阻R1=10Ω时，电流表示数I1=1A，接入电阻R3=18Ω时，电流表示数I3=0.6A，设接入电阻Rx时，电流表示数I3=0.1A，则由闭合电路的欧姆定律有：E′=I1(R1+r′)，E′=I3(R3+r′)，即E′=1×(10+r′)，E′=0.6×(18+r′)，解得E′=12V，r′=2Ω，同理可以解得 Rx=118Ω，I2=0.5A. 【调研2】如图所示的电路中，电压表V1和V2的内阻都是RV=6×103Ω，R1=3×103Ω，R2=6×103Ω，当闭合S1断开S2时，电压表V1的示数为4V，当闭合S2断开S1时，电压表V2的示数为7.5V，求电源电动势E. R2 V1 R1 V2 S1 S2 R3 解析： 由于R3阻值未知，若把电源和R3看作一个等效电源，则等效电源的电动势和内阻分别为E′=E、r′=R3+r，当闭合S1断开S2时，外电路的总电阻和总电流分别为： R′外=+R2=8×103Ω，I1==2×10-3A 由闭合电路的欧姆定律有：E′=