等效替代法举例
等效替代法在物理学中的应用
怎么能称出大象的重（其实是质量）
分析： 一把杆秤称不了一头大象，难道就不能称？ 把大象肢解成粹块，一块一块的称？这多残忍！ 把与大象质量相等的粹块堆一块一块的称，累积
起来，不就是大象的总质量？
一、等效替代法的思想
与用化整为零的Байду номын сангаас法类似，将直接 解决不了的问题，通过变通替代的办法 间接解决而达到效果完全相同的方法叫 等效替代法。
试一试、练一练
2、同学们喜欢玩篮球，晓敏想：篮球 落地后，篮球给了地面多大的力呢？给你一 架台秤，一张白纸，你能测出篮球砸在地上 的力吗？说说你的步骤。
试一试、练一练
3、某校科技小组，假期到离学校不远的 山上采集矿石标本，小明同学发现了一 块质地坚硬，形状怪异的一块石头，是 什么物质呢？小毛同学说，我们来测一 下它的密度，再来查一查密度表，看看 哪种密度更接近它的，不就清楚一些吗？ 科技小组带了如下一些东西：几瓶下部 是圆柱体形的矿泉水；小锤；小刀；一 些直径约2mm的尼龙绳。你能用以上器 材加上在野外寻找的材料粗测出该矿石 的密度吗？说说你的想法。
参考答案
步骤：
1、将两矿泉水瓶用小刀修成两相同 的圆柱形容器，将矿石放于一矿泉水瓶 中，将此瓶放在水中，调整矿石的位置 使瓶竖直，在水与瓶的交界处做上一记 号。
2、将矿泉水瓶中的矿石取出，将空 瓶放于水中，向空瓶中加水，直至瓶竖 直时瓶外的水达到记号处。
3、 取另一空瓶装适量的水，在水 面处做一记号A，将矿石放于其中的水 中浸没水面处再做一记号B
备选器材：一次性透明塑料杯若干个，约几 十厘米的细线，小刀，可以任意切割的包装 用于减震的白色泡沫块，硬刻度尺一把，水， 大烧杯一个。
按照自己的活法，快乐的生活，活得像自己就好了，何必在意那么多，勇敢地走自己的路，让别人说去吧。 自己要先看得起自己，别人才会看得起你。 有些话，适合烂在心里，有些痛苦，适合无声无息的忘记。 梯子的梯阶从来不是用来搁脚的，它只是让人们的脚放上一段时间，以便让别一只脚能够再往上登。 你接受比抱怨还要好，对于不可改变的事实，你除了接受以外，没有更好的办法了。 友情，是人生一笔受益匪浅的储蓄。这储蓄，是患难中的倾囊相助，是错误道路上的逆耳忠言，是跌倒时的一把真诚搀扶，是痛苦时抹去泪水 的一缕春风。 为别人鼓掌的人也是在给自己的生命加油。 要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 当一个人真正觉悟的一刻，他放弃追寻外在世界的财富，而开始追寻他内心世界的真正财富。 意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
物理关于等效替代法测电阻
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
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
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
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”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。
等效替代法在解题中的应用
ｌ Ｍ ・丌 譬 。 ｆ ｐ４ （） ７４ ， ￣ ［ Ｔ ￣Ｍ ｐ ４（） 詈 。 可 得 ｉ ＝・丌 。１ ， 求 譬 一 ａ ＬＩ 则 Ｄ
△ Ｍ一 Ｍ ， 以 所
果并不影响， 这种 以等效为前提而使某些 因素互相代
替来研究问题的方法即为等效替代法．
小球由静止释放后 ， 细线到竖直位置 Ｃ时 ， 小球的速 度恰好为零？
乙
：
图４
四、 复杂 电路的等效替代
例 ５ 如图 ５ 所示的无 限长电阻网络 ， 中每个 其
电阻阻值均为 Ｒ， Ａ、 求 Ｂ两点间的总电阻Ｒ ．
图３
Ｄ
＝ 是在电场和重力场的复合 场 中运动， 其运动可 以等效为一单摆运动 ， Ｂ点为平 衡位置 ， Ｃ点为最大位移处 ， 等效重力加速度 ｇ Ａ、 其 ＝ｇ ｃｓ 由单摆的对称性可得到结论 ，一２． ／ｏ ， 三、 物理模型的等效替代 例 ４ 如图 ４甲所 示， Ｂ 为一无穷大接地金属 Ａ
腔的中心连线上 ， 距离铅球中心 Ｌ处 有 一 质 量 为 ｍ 的 小 球 （ 可 以看成质点）求铅球对小球的引力． ，
根等 长 的轻 质细线 悬挂 一个 小球 ， Ｌ和 ａ已 知 ， 小 球 设 当
图１ 垂直 于纸 面做 简 谐 运 动 时 ， 其
周 期 为 ．
图２
解析 因为铅球 内部有一空腔 ， 不能把它等效成 位于球心的质点． 我们设想在铅球的空腔内填充一个 密度与铅球相同的小铅球 ， 然后在关于小球 １ 对 ９ ＂ ｌ 称的位置放另一相同的小铅球 ， 这样加入的两个 小铅球对小球 ｍ 的引力可 以抵消 ， 这就将空腔铅球 变成 了实心铅球 ， 而结果是等效 的． 空腔的铅球 Ｍ 对 的引力等效于实心铅球与小铅球 对 ｍ 的引力
等效替代法ppt 苏科版
4、将尼龙绳紧密排绕在第一瓶的圆 柱上记号至瓶底的区域，即下圈数N1。 5、将尼龙绳紧密排绕在第二瓶的A、 B两记号之间，数出圈数N2 。 设矿泉水瓶的底面积为S，则：
ρ=m/v
=ρ水v水/vAB =ρ水SN1/ρ水SN2
= (N1/
N2)ρ水
三、运用等效替代法注意点
所选替代器材易得，所选替代方法 可行，安全，且尽可能误差小。
二、等效替代法的应用
举例 1。 请用刻度尺测出如图所示的矿泉 水瓶的容积。
h2
h1
举例 2、现有一油桶，只有很小的一个盖， 如图，你能想办法用刻度尺测出如图所示 的长吗？
试一试、练一练
1、在沙滩盗窃案的现场留下了 罪犯清晰的足印，若你是未来的 侦探，你能否运用所学的物理知 识，找出罪犯的体重、相貌或性 别这三个特征中的一个吗？说说 你的方案，写出实验步骤，用你 测的物理量的符号表示出特征来。
作业：检测题
给你一个量杯和适量的水,请你利用现有 器材设计一个实验,测量一块橡皮泥的密 度,写出实验步骤及所测得的物理量计算 橡皮泥密度的表达式
（实验设计）现有一个不规则的石块，你能 否选取下列器材中的一些，设计测出该石块 的体积和密度的实验？若能，分别写出测出 体积和密度要用的器材，每个待测物理量的 简要实验步骤，并用字母代表物理量，写出 所测物理量的表达式。 备选器材：一次性透明塑料杯若干个，约几 十厘米的细线，小刀，可以任意切割的包装 用于减震的白色泡沫块，硬刻度尺一把，水， 大烧杯一个。
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2024年北师大版八年级上册物理研究方法2等效替代法
像与物的大小关
系
像与物大小
相等
(4)若刚开始做实验时，小江发现无论怎样移动蜡烛B都无
法与蜡烛A的像重合，这是因为
。(5)小江在观察蜡烛A的像时，他的眼睛应在玻璃板的蜡
北师版 八年级上
物理研究方法
物理研究方法2 等效替代法
CONTENTS
目 录
1. 使用场景：在研究某一个物理现象或规律时，因实验本身
的特殊限制或实验器材等限制，不可以或很难直接揭示物
理本质，而用与之相似或有共同特征的等效现象、器材来
替代。2. 实验举例：探究平面镜成像的特点
是 。
便于确定像的位置
(2)小江事先准备了两支蜡烛A与B，它们的大小、外形完
全一样，这样做的目的是想探究
。(3)蜡烛B能与蜡烛A成的像完全重合，说明
1. 小江同学自备器材，探究“平面镜成像的规律”，其情形
如图所示，他先把一块透明玻璃板竖立在水平桌面上，再
准备A、B两支大小、外形完全一样的蜡烛，然后把点燃
的蜡烛A立在玻璃板前，又把未点燃的蜡烛B放在玻璃板
后面，并移动蜡烛B，使它与蜡烛A的像完全重合。
(1)小江在做实验时用透明玻璃板替代平面镜，其目的
烛 (选填“A”或“B”)所在一侧观察。
玻璃板没有垂直放置
在桌面
A
(6)如果把蜡烛A向镜面移动一段距离，又移动蜡烛B与蜡
烛A的像比较，发现蜡烛A的像的大小 (选填
“变大”“变小”或“不变”)。(7)在蜡烛A的像的位置放一光屏，光屏上 (选填能 Fra bibliotek等效替代
“能”或“不能”)承接到像，这说明平面镜所成的像
是 像。
不变
高中物理等效替代法例子
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。
等效替代法的物理例子
等效替代法的物理例子
等效替代法是物理学中常用的一种方法，它允许将一个复杂的物理系统划分为若干个相互独立的简单系统，并通过对这些简单系统的研究来理解整个复杂系统的特性。
下面给出一个等效替代法的物理例子：
假设有一个包含两个质点的物理系统，质点$m_1$ 和质点$m_2$ 的质量分别为$m_1$ 和$m_2$。
这两个质点在$x$ 轴上的坐标分别为$x_1$ 和$x_2$，它们之间有一个弹簧连接，弹簧常数为$k$。
我们可以将这个系统划分为两个等效的简单系统：质点$m_1$ 和弹簧的组合，以及质点$m_2$ 和弹簧的组合。
在这两个简单系统中，质点的运动方程分别为：
$$m_1\ddot{x_1}+k(x_1-
x_2)=0$$$$m_2\ddot{x_2}+k(x_2-x_1)=0$$
通过解决这两个方程，我们可以得出整个系统的运动方程，并对整个系统的运动进行分析。
这就是一个典型的等效替代法的例子，它通过将一个复杂的物理系统划分为若干个相互独立的简单系统，并分别研究这些简单系统，最终得出整个复杂系统的运动方程。
等效替代法在物理学中广泛应用，它可以帮助我们将复杂的物理问题简化为若干个简单的问题，从而更好地理解整个系统的特性。
另外，等效替代法也可以用于研究复杂系统的稳定性，即当外界条件发生变化时，系统是否能够维持稳定的运动状态。
通过将复杂系统划分为若干个简单系统并分别研究，我们可以更好地理解整个系统的稳定性。
总的来说，等效替代法是一种常用的物理分析方法，它可以帮助我们将复杂的物理系统划分为若干个相互独立的简单系统，从而更好地理解整个系统的特性和稳定性。
转换法和等效替代法
转换法和等效替代法辨析
孟匠中学崔逢利
一.转换法：
1.将不能测量或不易测量或观察的物体的物理量的转换为可测量或观察的物理量。
2.特点：前后出现的物体往往不同。
3.举例：
（1）在研究光热容是经常用温度计升高的示数（温度变化）来比较吸收热量的多少。
（2）在影响动能大小因素实验种通过较纸盒被推的举例的远近来判断小球具有的动能大小。
（3）在影响摩擦力大小因素实验种通过测量拉力的大小来判断摩擦力的大小。
（4）磁场是看不见、摸不着的，用小磁场中转动方向来确定磁场的方向。
二：等效替代法：
1.定义：将一个不易观察的现象用一个与它实质相同的易观察的量来替代再研究替换后的，得出的结论对替换钱的也适用。
2.特点：前后两个替换的物理量是相同的。
3.举例：
（1）在研究串联电路的尺总时，用尺替代尺1和尺2效果一样。
（2）在研究合力概念时，用F合替代f1合f2两个力效果一样。
（3）在研究平面镜成像特点实验种，用蜡烛B替代虚像的位置，效果是一样的。
总之，学会了这两种科学研究问题的方法，有助于提高学生的科学素养，初步形成科学的世间观和方法论，为终生的学习、发展奠定基础。
专题10 等效替代法-2020年高考备考复习攻略之物理方法汇总 Word版含解析
专题10 等效替代法目录一、 物理模型等效替代法 (1)二、 解题方法替代法 (7)等效替代法是高中物理问题教学中常见的解题方法。
能够替代的前提是它们对所要解决的问题是等效的，一般用比较简洁的模型或方法代替比较复杂的模型或方法，便于学生对物理知识的理解与掌握。
等效替代法可以分为物理模型等效替代法、解题方法等效替代法。
一、 物理模型等效替代法物理模型是对物理问题的简化与抽象，物理模型包括对象模型、过程模型、状态模型。
由于学生的知识结构的限制，在构建物理模型时，由于理解的问题角度不同，构建的物理模型有简单有复杂，几种物理模型对所要解决的问题来说是等效的，我们一般选择简单的模型。
典例1. （19年全国1卷）如图，等边三角形线框LMN 由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M 、N 与直流电源两端相接，已如导体棒MN 受到的安培力大小为F ，则线框LMN 受到的安培力的大小为（ ）A ．2FB ．1.5FC ．0.5FD ．0【答案】B 【解析】物理模型一：三角形边长为L,磁感应强度为B, 流入ML 、LN 的电流I,将ML 、LN 边受到的安培力进行合成， IBL IBL F ==060cos 2合,MN 边受到的安培力IBL F 2=，三角形线框受到的合力1.5F物理模型二：经过推导，通电折线MLN 的受力等效于长为MN 直线段受力，这样电流流入两个两个MN 的导体棒，由于电阻不同，电流不同，同样得出三角形线框受到的合力1.5F 。
【点评与总结】上两边ML 、LN 受到安培力作用的等效长度就是MN 边长，这个结论可以推广为弯曲通电导线受到安培力作用的等效长度为弯曲通电导线端点之间的距离。
针对训练1.（19年海南卷）如图，一段半圆形粗铜线固定在绝缘水平桌面（纸面）上，铜线所在空间有一匀强磁场，磁场方向竖直向下。
当铜线通有顺时针方向电流时，铜线所受安培力的方向（ ）A. 向前B. 向后C. 向左D. 向右【答案】A 【解析】物理模型一：以竖直轴为对称轴，把半圆形通电铜线对称等分，每一段通电铜线长趋近于零但不为零，每一段通电铜线可以看作直线段，对称轴两边的对称直铜线受到的安培力由左手定则确定，其方向关于对称轴对称且斜向上，合力竖直向上。
等效替代法_电学和密度测量(1)
⨯1 ⨯10⨯100⨯10 等效替代法——电学实验【知识】等效．．替代．．法． 在研究物理问题时，有时为了使问题简化，常用一个物理量来代替其他的物理量，但不会改变物理效果。
如用合力替代各个分力，用总电阻替代各部分电阻，浮力替代液体对物体的各个压力等。
1.等效替代法解读等效替代法是把复杂的物理现象、物理过程转化为简单的物理现象、物理过程来研究和处理的一种科学思想方法,它是物理实验的一种重要方法. 2.操作方法具体来说,等效替代法在实验中,就是用一个标准的已知量替代被测量,并调整此标准量,使整个测量系统恢复到代替前的状态,则被测量等于标准量；或者另辟蹊径,选用别的实验器材和方法来替代难以测量的物理量.3.注意事项在应用等效替代法时,一定要注意等效性的准确把握.既在进行替代时和未进行替代时要有相同的效果.（08丰台2）38．用图23甲所示的电路测量R X 的阻值，图中R 为电阻箱，R 0为滑动变阻器，电源两端的电压不变。
（1）请你完成该实验的主要步骤有： A ．根据电路图连接电路，电阻箱阻值调到最大；B ．断开开关S 2，闭合开关S 1，读出电流表的示数为I ；C ．________________________ _；D ．读出电阻箱的示数R ，就是未知电阻的阻值。
（2）该同学操作正确，电阻箱调节好后的示数如图23乙所示，可知待测电阻的阻值R X ＝_________Ω。
（2010西城2.33．）同学们各自利用输出电压恒定的电源、电阻箱和调好的电流表等器材测量定值电阻R X 的电阻值。
小华连接的实验电路如图20所示。
跟小华一起完成对电阻R X 的测量。
①断开开关S 2，闭合开关S 1后，电流表的示数如图21甲所示，记录到电流表的示数I 1＝⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽A ；②将电阻箱的电阻值调到⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽；③开关S 1、S 2都闭合后，⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽，同时观察电流表的示数，当电流表的示数如图21乙所示，I 2＝⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽A 时，电阻箱接入电路的电阻值如图22所示；④待测电阻R X ＝⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽Ω。
专训5：测电阻——等效替代法
专训5：测电阻——等效替代法等效替代法：用阻值相等的电阻箱去代替被测电阻，以保证电流或电压相同，再通过电阻箱的读数得到测量结果。
等效替代法测电阻的基本方案1．在物理实验中常用到等效替代法，例如用一个7 Ω的电阻替换某支路中2 Ω和5 Ω串联的电阻，在其他条件不变的情况下，这种替换能使该支路中电流不变，这说明一个7 Ω的电阻与阻值为2 Ω和5 Ω串联的电阻对电流的阻碍作用是等效的。
在用如图所示电路测量未知电阻的实验中，用的就是等效替代法，其中R x是待测电阻(阻值大约几百欧)，R是滑动变阻器，R0是电阻箱(电阻箱是一种可以显示阻值的变阻器，电阻箱的最大电阻值大于R x)。
请完成下列填空。
(1)按电路图连好电路，并将电阻箱R0的阻值调至________。
(2)闭合开关S1前，滑片P置于最________(填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关________。
(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)____________________的示数就是待测电阻R x的阻值。
(第1题图)(第2题图) 2．(中考·恩施)在测量电阻R x的实验中，连接了如图所示的电路，测量步骤如下：(1)只闭合开关S1，适当调节滑动变阻器R0，读出电压表示数，测量出________两端的电压，记录为U1。
(2)断开开关S1，闭合开关S2，且保持滑片P位置不变，调节________的阻值，使电压表示数达到U1。
(3)读出电阻箱的阻值，记录为R2，则R x＝________。
3．小明同学利用电阻箱和电流表测量未知电阻R x的阻值，实验电路图如图甲所示，他选择了满足实验要求的器材，并连接了部分电路，如图乙所示。
“等效替代”思想几个重要应用
“等效替代”思想的几个重要应用等效替代思想是物理学中一种重要的思维方法,学习这种思维方法可以提高学生分析和解决物理问题的能力,现就高中物理中应用等效替代思想处理的几个重要问题进行举例说明。
1.涉及等效重力的问题1.1 重心重心是物体各部分所受重力的集中点。
地球表面的物体,各部分都会受到地球对它的重力作用,如图1左图中的g1,g2,g3,……,gn所示。
为了方便我们研究问题,可以用一个力g 来代替该物体各部分受到的所有重力,让这个力g的作用效果与物体各部分受到的n个重力相同,如图1右图所示。
事实上,我们通常所说的某个物体受到的重力,是与物体各部分所受重力等效的一个力,而这个等效重力的作用点o就是重心。
在这里我们用了等效替代思想来使问题得到了简化,绝不能认为物体只在重心处受到重力。
〖hz(〗〖xc周春荣1.tif〗〖hz)〗1.2 超重、失重和完全失重在超重、失重和完全失重问题中,物体对悬挂物的拉力或对支持物的压力被称为视重,其实我们也可以把视重称为等效重力。
如图2所示,把一个质量为m小球用一根不可伸长的细线悬挂在升降机的天花板上,细线较长且长为l。
当升降机以加速度a向上匀加速上升时,系统处于超重状态,绳上的拉力f即为等效重力。
由牛顿运动定律可得f=mg+ma=m(g+a),其中g+a可称之为等效重力加速度。
如果小球在随升降机上升过程中还做小角度摆动,由单摆做简谐运动的周期公式可得,小球的摆动周期为t=2π〖kf(〗〖sx(〗l〖〗g+a 〖sx)〗〖kf)〗同理,当升降机和摆球系统处于失重或完全失重状态时,仍然可以用等效重力和等效重力加速度处理相关问题。
1.3 等效重力场物理学中经常需要讨论重力场、电场、磁场以及它们的复合场,当我们研究的场的作用效果与重力场等效,就可以把该场看作等效重力场。
例如把一个带电荷量为+g,质量为m的小球用绝缘细线悬挂在o点,小球处在方向水平向右的匀强电场中,小球静止在p点时悬线偏离竖直方向θ,如图3所示。
等效替代法实例
【例3】用如图2甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值，其中R x为待测电阻，R 为电阻箱，S为单刀双掷开关，R0为定值电阻。
某同学用该电路进行实验，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I；
B. 读出电阻箱的示数R。
；
C. 把开关S接a点，读出电流表的示数为I；
D. 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2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。
图2
分析:本题中,S先打到a,此时,因为电阻R x的作用,使电路中的电流有一个值I.当把S 打到b时,R同样对电流有一定的阻碍作用,但是,它们的作用效果可能是不相同的,不过当我们调节电阻箱,使电路中的电流也是I的时候,R的作用就与前面R x的作用相当了,此时,R和R x等效,它们都是电阻,可以得出,它们电阻相等.用这种方法就可以测出未知电阻的阻值.
解:(1)DCAB (2)47, 47
评说:“曹冲称象”可谓是一个很好的例子,大象不是石头,但当它们重相等时,可以产生相同的排开水的体积,通过等效,找到了可以用石头替代大象的前提.在使用这种方法的时候同学们要注意分析效果是否相当.
平面镜成像：用未点燃的蜡烛代替像。