等效替代法在物理学习中的应用
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高中物理学习中应用了许多研究方法，等效替代法就是常见的一种.所谓等效替代法就是指在探究现象和规律时，把复杂的问题简化，变抽象为直观，或在教学中由于实验器材的限制，物理现象不能直接观察、揭示其规律的，常用一个与之相似的或有共同特征、直观的现象等效替代的方法.
笔者用具体的实例来谈谈这种方法在实践中是如何解决实际问题的.
图1例如图1所示为理想变压器T，其原副线圈中接有两只规格完全相同的灯泡L1和L2，K闭合时，两者均能正常发光，问K断开后，L1和L2的亮度如何变化？
解析：存在的困惑：大家能够理解，K断开后，L2熄灭；但大部分同学很难分析出L1的亮度变化情况.
解：用等效替代法定量探究.由图2可知，当接于理想变压器副线圈两端的负载电阻RL变化时，I2变化，I1也随之变化，也就是说，RL虽接在副线圈电路中，却间接影响着原线圈的中的电流.因此，可用一个电阻RL′等效替代变压器及负载电路，定量研究RL对I1.
由图2可得：U1=n1n2U2 ①，I1=n2n1I2 ②，I2=U2R1 ③，由图3可知：RL=U1I1 ④.
根据①②③④方程联立求解可得：
RL′=（n1n2U2）/（n2n1I2）=（n1n2）2·RL.
可知，通过等效可知，当接在副线圈上的负载电阻值RL变化，RL′也随之变化.当K断开后：RL∞，必导致RL′∞.所以有I1=U1/R10，即图1中理想变压器负载电阻断开后，原线圈中的空载电流趋向于零，流过L1的电流为零，故L1灭.
二、等效电源在闭合电路中的应用
普通高中课程标准实验教科书《物理》（选修3-1）“实验：测定电池的电动势和内阻”这节课中的重点难点是：分析实验结果的验误差分析.
图4当电流表相对电源外接的实验电路时，如图4，闭合电路的欧姆定律U=E-Ir中的I是通过电源的电流，而图1电路由于电压表分流存在系统误差，导致电流表读数（测量值）小于电源的实际输出电流（真实值）.产生的相对误差也可以根据等效电源的方法进行定量计算，把变阻器的阻值R看成外电路的电阻，电压表看成内电路的一部分，如图4虚线框所示，由电压表和电源构成等效电源，E、r的测量值即为等效电源的电动势和内阻.
内阻r误差分析：等效电源内电路为电压表和电源并联，等效内阻r测小于电源内阻r真，r测=RVRV+r真r真，相对误差为r真RV+r真，因为RVr真，所以相对误差很小，满足实验误差允许范围.
电动势的误差分析：电流表的读数为等效电源的输出电流，外电路断开时a、b两点间电压Uab即等效电源开路电压为等效电源的电动势，即为电源电动势的测量值.等效电动势E测小于电源电动势E真，E测=RVRV+rE真
因此，E、r的测量值均小于真实值.
三、等效物理模型在实验中的应用
普通高中课程标准实验教科书《物理》（选修3-2）“涡流、电磁阻尼和电磁驱动”这节课讲述了三相感应电动机是利用电磁驱动的原理工作的.
图5图6为了帮助学生理解三相感应电动机的工作原理，教材中出示了三相感应电动机模型（如图5）.在模型中的线圈接有三相电源时能转子周围会产生旋转磁场，旋转磁场驱转子转动起来.在实际教学中，学生依然很难相象转子周围产生了怎样的旋转磁场，根本不能通过这个模型来突破教学难点.
笔者在教学中利用自制的教具突破了这一难点：如图6所示，把铝桶用铁架支撑起来，使铝桶能够绕轴自由转动，这一装置相当于电动机的转子.手持一块强磁铁绕着铝桶（靠近但不接触），相当于电动机的线圈接有三相电源时产生的旋转磁场.旋转磁场就会驱动铝桶转动起来.自制的三相感应电动机等效物理模型制作简单，实验效果明显，能够帮助学生快速理解三相感应电动机的工作原理，大大地提高课堂教学效率.