等效替代法举例

物理关于等效替代法测电阻关于等效替代法测电阻等效替代法等效替代法是指在研究某一个物理现象和规律中，因实验本身的特殊限制或因实验器材等限制，不可以或很难直接揭示物理本质，而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法．【典例】用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值，其中Rx为待测电阻，R为电阻箱（符号为），S为单刀双掷开关，R0为定值电阻．某同学用该电阻进行实验，主要步骤有：A、把开关S接b点，调节电阻箱，使电流表的示数为IB、读出电阻箱的示数RC、把开关S接a点，读出电流表的示数为ID、根据电路图，连接实物，将电阻箱的阻值调至最大（1）上述步骤的合理顺序是_____________________（只需填写序号）．（2）步骤A中电阻箱调节好后示数如图乙所示，则它的示数为___________________Ω．若已知R0的阻值为10Ω，则待测电阻的阻值为__________________Ω．（3）本实验所采用的物理思想方法可称为_______________（选填：“控制变量法”或“等效替代法”）．【分析】替代法的测量思路是等效的思想，本题可以利用电流等效．即先把开关S接a点，读出电流表的示数为I（此电流为Rx、R0共同作用的效果）；然后再把开关S接b点，调节电阻箱，使电流表的示数仍变为原来的数值I（此电流为R、R0共同作用的效果）．既然Rx和R0共同作用的效果与R、R0共同作用的效果相同，则Rx+R0=R+R0，即Rx=R．这里用电阻箱R等效替代了待测电阻Rx．测量方法突破常规思维，非常独特、新颖．【解答】解：（1）根据电路图，连接实物，将电阻箱的阻值调至最大；然后把开关S接a点，读出电流表的示数为I（此电流为Rx、R0共同作用的效果）；再把开关S接b点，调节电阻箱，使电流表的示数仍变为原来的数值I（此电流为R、R0共同作用的效果）；最后读出电阻箱的示数R．故答案为：DCAB．（2）根据图乙中左下角的指针位置可知，4×10=40Ω；根据图乙中右下角的指针位置可知，7×1=7Ω．由此可知，步骤A中电阻箱调节好后示数为40Ω+7Ω=47Ω；因为Rx和R0共同作用的效果与R、R0共同作用的效果相同，所以Rx+R0=R+R0，即Rx=R=47Ω．故答案为：47；47．（3）Rx和R0共同作用的效果与R、R0共同作用的效果相同，则Rx+R0=R+R0，即Rx=R．这里用电阻箱R等效替代了待测电阻Rx．故答案为：等效替代法．【点评】此题主要考查的是等效替代的研究方法．等效替代法是指在保证某一方面效果相同的前提下，用理想的、熟悉的、简单的物理对象、物理过程、物理现象来替代实际的、陌生的、复杂的物理对象、物理过程、物理现象的思想方法．例题1. 用如图所示的电路图可以测定未知电阻Rx的阻值．已知电源电压恒定，当单刀双掷开关S接a时，电流表的示数为0.3A；当S接b 时，调节电路中电阻箱R的旋盘，直到电流表示数又为0.3A为止，读取电阻箱的电阻值为60Ω．由此可知，Rx的阻值为__________ Ω．这种研究问题的方法称为等效替代法，物理学中常用此方法研究问题，下列实例中采用此方法研究的是_____________ ．（填序号）A．在研究串、并联电路电阻时引入了等效电阻；B．在研究电流时用水流作为类比．【分析】本题由电阻对电流的阻碍效果可知，当开关分别打在a，b两点时，除待测电阻和电阻箱以外，其他部分是公用的，故要想使电流相等，待测电阻和电阻箱对电流的阻碍效果相当，所以待测电阻的阻值与电阻箱示数一定相等。

等效替代法——物理研究方法等效替代法：等效是指不同的物理现象、模型、过程等在物理意义、作用效果或物理规律方面是相同的。

它们之间可以相互替代，而保证结论不变。

【活动1】：请你利用所给的器材（液压计，刻度尺，水和未知液体）测量未知液体的密度。

实验目的：实验原理：实验步骤：1、将液压计的探头放入水中，测量，观察。

;2、将液压计的探头放入未知液体中，观察与步骤1相同时，测量。

实验表格：x=实验小结：这里的等效是指相同；我们可以用等效替代。

【活动2】：请你利用所给的器材（电源、开关、电流表、导线、R1和R2、电阻箱）测量如图所示电路中的两个电阻并联之后的总电阻。

实验目的：实验原理：实验步骤：总= Ω实验小结：这里的等效是指相同，我们可以用等效替代。

【学以致用】：公安人员在勘查某一案发现场时，提取到犯罪嫌疑人在较为平整松软的土地上留下的站立时的脚印和几根头发．根据取到的线索，公安人员的部分破案过程如下：（1）公安人员测得该犯罪嫌疑人的头发所能承受的拉力是1.49N，根据人的头发所能承受的拉力随年龄而变化的规律，大致可确定该犯罪嫌疑人的年龄属于岁年龄组．（2）公安人员在现场提取到的该犯罪嫌疑人左脚脚印可确定该犯罪嫌疑人双脚站立时，每只脚与地面的接触面积约是210cm2，脚长25cm,人的身高大概是脚长的7倍，大致可确定该犯罪嫌疑人的身高大致为m。

（3）公安人员将一面积为5cm2、质量可忽略不计的圆片平放在现场脚印旁，当在圆片放上0.85kg的物体时，圆片下陷的深度和脚印下陷的深度相同，则可确定该犯罪嫌疑人的质量约是多少kg？（g=10N/kg）【活动3】：校医室有一台测体重的台秤，一只排球，一张白纸，一盆清水。

请设计一个实验方法，粗略测出排球击打地面时对地的冲击力。

实验小结：这里的等效是指相同，我们可以用等效替代。

测量结果：F=【本课小结】：【作业】：1、曹冲称象中曹冲是如何称出大象质量的。

请①画出受力分析，②写出实验步骤，③用步骤中的字母表示大象的质量，④所有的物理方法是什么？2、生活中应用等效替代的例子。

生活中等效替代的事例等效替代法举例【篇一：等效替代法举例】同学完全可以在书上去找，以下是我的举的一些例子，概念：等效替代法是常用的科学思维方法。

等效是指不同的物理现象、模型、过程等在物理意义、作用效果或物理规律方面是相同的。

它们之间可以相互替代，而保证结论不变。

等效的方法是指面对一个较为复杂的问题，提出一个简单的方案或设想，而使它们的效果完全相同，从而将问题化难为易，求得解决。

举例：在研究串、并联电路的总电阻时，用一个电阻代替两个串联或并联电阻在平面镜成像的实验中，我们利用两个完全相同的蜡烛，验证物与像的大小相同，因为我们无法真正的测出物与像的大小关系，所以我们利用了一个完全相同的另一根蜡烛来等效替代物体的大小托里拆利试验用液体压强替代大气压强，一标准大气压可以用76厘米的水银柱替代在研究合力时，一个力与两个力使弹簧发生的形变是等效的，一个力就替代了两个力【篇二：等效替代法举例】等效替代法：是物理方法既是科学家研究问题的方法，也是学生在学习物理中常用的方法，新课标也要求学生掌握一些探究问题的物理方法例如：1、在研究合力时，一个力与两个力使弹簧发生的形变是等效的，一个力就替代了两个力2、在研究串、并联电路的总电阻时，用一个电阻代替两个串联或并联电阻3、在平面镜成像的实验中我们利用两个完个相同的蜡烛验证物与像的人小相同因为我们无法真正的测出物与像的大小关系，所以我们利用了一个完全相同的另一根蜡烛来等效替代物体的大小【篇三：等效替代法举例】控制变量法物理学研究中常用的一种研究方法一、控制变量法所谓控制变量法就是在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制，使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化，最终解决所研究的问题可以说任何物理实验，都要按照实验目的、原理和方法控制某些条件来研究如：导体中的电流与导体两端的电压以及导体的电阻都有关系，中学物理实验难以同时研究电流与导体两端的电压和导体的电阻的关系，而是在分别控制导体的电阻与导体两端的电压不变的情况下，研究导体中的电流跟这段导体两端的电压和导体的电阻的关系，分别得出实验结论，通过学生实验，让学生在动脑与动手，理论与实践的结合上找到这两个关系”最终得出欧姆定律ⅰ=u.为了研究导体的电阻大小与哪些因素有关，控制导体的长度和材料不变，研究导体电阻与横截面积的关系为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关，保证压力相同时，研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系利用控制变量法研究物理问题，注重了知识的形成过程，有利于扭转重结论、轻过程的倾向，有助于培养学生的科学素养，使学生学会学习.中学物理课本中，蒸发的快慢与哪些因素的有关：滑动摩擦力的大小与哪些因素有关：液体压强与哪些因素有关：研究浮力大小与哪些因素有关：压力的作用效果与哪些因素有关：滑轮组的机械效率与哪些因素有关：动能、重力势能大小与哪些因素有关：导体的电阻与哪些因素有关：研究电阻一定、电流与电压的关系：研究电压一定、电流和电阻的关系：研究电流做功的多少跟哪些因素有关系：电流的热效应与哪些因素有关：研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系等均应用了这种科学方法二、转换法一些比较抽象的看不见、摸不着的物质的微观现象，要研究它们的运动等规律，使之转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象来认识它们这种方法在科学上叫做“转换法”如：分子的运动，电流的存在等，如：空气看不见、摸不到，我们可以根据空气流动（风）所产生的作用来认识它：分子看不见、摸不到，不好研究，可以通过研究墨水的打散现象去认识它：电流看不见、摸不到，判断电路中是否有电流时，我们可以根据电流产生的效应来认识它：磁场看不见、摸不到，我们可以根据它产生的作用来认识它再如，有一些物理量不容易测得，我们可以根据定义式转换成直接测得的物理量在由其定义式计算出其值，如电功率(我们无法直接测出电功率只能通过p=ui利用电流表、电压表测出u、i计算得出p)、电阻、密度等。

初中物理等效替代法表达式篇一：在物理实验中常用到等效替代法在物理实验中常用到等效替代法，例如将一个7Ω的电阻替换某支路中2Ω和5Ω串联的电阻，在其他条件不变的情况下，该支路中电流不变，说明一个7Ω的电阻与阻值为2Ω和5Ω串联的电阻对电流的阻碍作用是等效的，所以可用7Ω的电阻替代2Ω和5Ω串联的电阻。

在用如图所示电路测量未知电阻的实验中，用的就是等效替代的方法。

其中Rx是待测电阻（阻值大约为几百欧），R是滑动变阻器，R0是电阻箱（电阻箱的最大阻值大于Rx）。

（1）请根据实验电路图把下列主要实验步骤中的空白填齐；①按电路图连接好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大；②闭合开关S1前，滑片P置于___________端；（选填“a ”或“b”）③闭合开关S1；④闭合开关__________，调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数I；⑤先断开开关________，再闭合开关__________，保持________的电阻不变，调节_________，使电流表的示数仍为I；⑥计算Rx的值，计算表达式为Rx=_________（2）在此实验中，若将电流表改为电压表，其他器材不变，在虚线框内画出用等效替代法测量Rx电阻的实验电路图。

（要求所设计的电路在连接好后，只能通过开关改变电路连接情况）。

篇二：巧用等效替代法测未知电阻巧用等效替代法测未知电阻例1. 利用电池、开关、一个标准电阻箱、若干导线和一个刻度不准但灵敏性良好的电流表测量待测电阻Rx。

解析：（1）按照图1的方式把实物连成电路，调节电阻箱R0，使电流表指针指向一个适当的位置，记下这时R0的阻值R1。

图1（2）再把Rx从电路中取下，调节R0的电阻，使电流表的指针指向刚才测量的位置，记下这时R0的阻值R2。

（3）由于R1加上Rx在电路中所起的作用与R2相同（电流表指针指示同一位置），则有R1＋Rx＝R2，故有Rx＝R2－R1。

例2. 现有两节电池，三个开关，若干导线，还有电流表、滑动变阻器、电阻箱各一个，请用以上器材设计一个实验方案测出未知电阻Rx的值（电阻箱的最大阻值大于Rx）。

“等效替代法”在初中物理实验中的应用“等效替代法”是以效果相同为出发点，对所研究的对象提出一些方案和设想进行一种等效处理的方法。

这种方法具有启迪思考、扩大视野、触类旁通的作用，是物理学研究问题常用的方法，常用于将复杂的问题简单化。

例如：对物体进行受力分析时的“合力”、研究串、并联电路的“等效电阻”等。

在初中物理实验中，等效替代法常用于一些缺少实验器材的物理实验中。

没有实验器材测定的物理量，可以由已知的物理量和已有的实验器材用公式或定律通过计算、实验得到来替代它，替代的条件是效果必须相同。

一、测定固体和液体的密度“用天平和量筒测固体和液体的密度”是初中物理的重要学生实验，其原理是：用天平测出固体和液体的质量，用量筒测出固体和液体的体积V，根据密度的定义：ρ＝mV计算出固体和液体的密度。

天平和量筒是实验中重要的测量工具。

1、不用量筒，只用天平等器材测定液体的密度。

用天平可以测定液体的质量，没有量筒我们无法直接测定出液体的体积，只有用另一种已知密度的液体替代它，替代的条件是等效，即体积相等。

通常我们用同一个容器分别装满不同的液体来实现体积相等。

实验步骤：①取一个空瓶，用天平测得其质量为m0②将瓶中装满水，用天平测得其质量为m1③将瓶中的水倒干净，再装满待测液体，用天平测得其质量为m2则，待测液体的密度ρ液=m2-m0m1-m0 ·ρ水解法：由实验步骤可知水的质量m水=m1-m0液体的质量m液=m2-m0水的体积V水=m水ρ水=m1-m0ρ水=V液待测液体的密度ρ液=m液V液=m2-m0 m1-m0 ·ρ水2、不用量筒，只用天平等器材测定固体的密度。

要用体积相等的物体来替换，通常采用“排水法”。

（如下图所示）实验步骤：①将烧杯中盛满水，用天平测得水和烧杯的总质量为m0②将物体浸没在水中，用天平测得剩余的水和烧杯及物体的总质量为m1③将物体从水中取出后，用天平测得剩余的水和烧杯的总其质量为m2则，待测固体的密度ρ固=m1-m2m0-m2·ρ水解法：由实验步骤可知固体的质量m固=m1-m2固体排开水的质量m水=m0-m2排开水的体积V水=m水ρ水=m0-m2 ρ水=V固则，待测固体的密度ρ固=m固V固=m1-m2m0-m2·ρ水3、不用天平，只用量筒等器材测定固体的密度。

高中物理等效替代法例子
等效替代法是物理学的一种思维方式，以实际的物理系统中的某些元
素替代复杂的系统，从而简化分析过程。

常见的例子有：
1.利用重力力学等效替代法来分析物体在俯仰角或倾斜角上的运动：
在倾斜角为α时，可以把质点看作是处于水平面上，受到重力力的作用，求出重力力对质点的作用并与原始系统中重力力和轴力之和等效。

2.利用气动等效替代法求解流体力学问题：将流体问题中的三个力
（摩擦力、浮力和阻力）的总和替换成仅有摩擦力的单力系统（即有效力）。

3.利用电磁等效替代法来解决复杂的电磁学问题：对复杂的电磁场电
路仿真模型中的有效方向模型的参数求解，可以将波导管和绝缘体等复杂
的电磁模型替换为形状简单的电容、电感和导线的电磁模型，从而简化问
题的分析。