作    者:刘明华      工作单位:山西省吕梁市贺昌中学

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物理习题中都要用到数学计算,但下面两个物理习题中,用到的数学方法不很常见,而且运算复杂,在各种教参书中只有结论,没有过程,本文就数学应用的细节说明如下:

[例1]如图1所示电路,闭合电键S,当滑动变阻器的触头P从最高端向下滑动时(    )

A、 eq \o\ac(○,V)V的读数先变大后变小, eq \o\ac(○,A)A的读数变大

B、 eq \o\ac(○,V)V的读数先变小后变大, eq \o\ac(○,A)A的读数变小

C、 eq \o\ac(○,V)V的读数先变大后变小, eq \o\ac(○,A)A的读数先变小后变大

D、 eq \o\ac(○,V)V的读数先变小后变大, eq \o\ac(○,A)A的读数先变大后变小


分析:先规范电路如图 ,设滑动变阻器触头P以上的电阻为 ,P以下的电阻为

并联电阻

已知 定值,则当 时, 积最大。

所以 先增大 ,后减小

总电阻   先增大 ,后减小

总电流   先减小 ,后增大

 eq \o\ac(○,V)V示数

, eq \o\ac(○,V)V示数 , eq \o\ac(○,V)V示数

R两端电压   先减小 ,后增大

并联电阻两端电压  eq \o\ac(○,V)V示数   先增大 ,后减小

一直增大,流过的电流   先不确定,后减小

 eq \o\ac(○,A)A的示数   先不确定,后增大

一直减小

 eq \o\ac(○,A)A示数   先增大

所以, eq \o\ac(○,A)A示数一直增大,选项A正确

物理量

初始增减

后来增减

R

R

I

 eq \o\ac(○,V)V示数U

UR

U

R1

I1

 eq \o\ac(○,A)A示数

R2

 eq \o\ac(○,A)A示数

[例2]一个允许通过最大电流为2A的电源和一个滑动变阻器,接成图2电路,滑动变阻器的最大阻值 ,电源端电压U随外电阻R变化的规律如图3,图中 的直线为图线的渐近线,试求:

(1)电源的电动势E和内电阻

(2) A、B空载时输出电压的范围

(3)若要保证滑动变阻器的滑片任意滑动时,干路电流都不超过2A,则求A、B两端所接负载的最小值RAB


分析:(1)由图3是路端电压U和外电阻R的曲线,函数方程

   

用代入法(6V,2A)       

(2)A、B空载时,输出电压最小

最大

,对应电路

(3)滑片任意滑动时,干路电流 ,所以电

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