等效电源法巧析电路问题

摘   要：在高中物理教学中处理电路问题时，常利用等效电源的思想来分析某些问题，往往可以化繁为简，变难为易。相比于常规解法，等效电源法计算更为简单，思路更加清晰。在处理可变电阻功率最大和实验测量电源电动势和内阻实验的误差分析这两类问题中，通过与常规解法相对比，可以充分体现出等效电源法处理此类问题的优越性。

关键词：等效电源；功率最大；误差分析

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2022）11-0061-4

在电源内阻不能忽略的情况下，对于某些较为复杂的闭合电路，我们在分析电路中某部分电阻的电流、电压、功率等物理量的变化以及某些实验中的误差时，往往会出现复杂的数学运算，有时还会出现函数求极值等数学技巧问题，从而使问题变得繁琐，把物理问题变成了数学问题。本文利用等效电源[1]的思想处理电路问题，可以节约大量的数学运算时间，回归物理问题的本质，使物理问题简单化。

1    两类常见的等效电源问题

1.2    电源和一定值电阻R并联组成等效电源

2    滑动变阻器的功率最大问题

2.1    电源的最大输出功率结论

2.2    变阻器和定值电阻串联时的最大功率

2.3    变阻器和定值电阻并联时的最大功率

3    实验测量电源的电动势和内阻中的误差分析

3.1    实验电路中的两种连接方式

3.2    电流表外接时误差分析

3.3    电流表内接时误差分析

4    结束语

通过对滑动变阻器最大功率的求解及电源电动势和内阻实验中的误差分析，我们可以看出，在分析电路中某些较为复杂的问题时，相比于其他解法，等效电源法显得更为简单，可以有效地帮助学生理解和思考问题，解题思路更为清晰。因此，掌握等效电源的两种常见形式，并合理运用到电路问题分析中去，往往可以把电路中的复杂问题简单化，使电路中的数学问题变得简单。让学生可以充分利用物理的思维来解决电路问题，而不是一味地追求数学上的难度，这也是物理教学中的基本观点，使数学问题物理化。

参考文献：

［1］赵凯华，陈熙谋.电磁学（第四版）［M］.北京：高等教育出版社，2018：170-171.

［2］杨榕楠.更高更妙的物理 高考高分与自主招生决胜篇（第二版）［M］.杭州：浙江大学出版社，2018：225-226.

（栏目编辑    蒋小平）