套路?被套路?

文摘   2024-11-04 23:20   山西  

如图所示,已知电源的电动势为E,内阻r=2Ω,定值电阻R1=0.5Ω,滑动变阻器的最大阻值为5Ω,求:

(1)当滑动变阻器的阻值为多大时,电阻R1消耗的功率最大?

(2)当滑动变阻器的阻值为多大时,滑动变阻器消耗的功率最大?

(3)当滑动变阻器的阻值为多大时,电源的输出功率最大?

若不理解套路背后的套路,可能就背套路了。纯电阻电路,内外电阻相等,则外电路功率最大,这是这个题的套路。这个套路背后的套路是什么?若不知道,那谁套路谁还就真不一定了。老实本分按照基本概念和规律来推导,可能慢点,但能保证结论的正确性。若想着投机取巧,不明道理省力出奇迹,还真就成了大奇迹了。

一五一十来做,本题主要就是考数学求最值。若想套路一番,也不是不行,得懂套路,核心就是内外电阻不要分的那么死了,内外电阻灵活调换角色就成了。


如图所示,电源电动势为12V,内电阻为r=1Ω,R 1 =1Ω,R 2 =6Ω,电动机线圈电阻为0.5Ω,若开关闭合后通过电源的电流为3A,则R 1 上消耗的电功率为多少?电动机消耗的电功率为多少?

含电动机的电路,电动机正常工作时,电动机两端的电压、电流、线圈电阻的关系,就不再就U=IR了,因为线圈转动的同时切割磁感线,会产生感应电动势,就会有感应电流,导致U>IR。有一种情况是例外,就是电动机卡住时或负载太大带不动而不转时,类似电阻的等式就成立了。电动机秒变电炉,弄不好还能引出点小火苗。这是从感应电动势的角度解释。

从能量角度来看,若U=IR,则电动机线圈产生的焦耳热和电动机消耗的总功相等。电动机,主要是让动的,是要输出机械能的,若焦耳热和总功相等,那输出的机械能不就是零了吗?那还能称为电动机吗?

再从另一个角度说,识别出本题各元件的连接方式后,若电动机这个元件U=IR,那根据内电压和内阻所求的干路电流就和外电压和“外电阻”所求电流不等。也就说明这种计算是有问题的。

实在搞不懂电动机这个新玩意欧姆定律还是否可用,那先把熟悉的电阻稳稳当当、踏踏实实计算出来,然后分清干路、支路,用清楚的、明白的量来计算糊涂的、拿不稳的量,也就过关了。过关在平时,多思考,多角度逼着自己把能掌握的先拿下来,没把握的即使内心不确定,事实上也就确定了。

沟通不是通知,是用能让被沟通者听懂的语言,讲清被沟通者不明白的事情背后的逻辑,从而让被沟通者理解、认同。

没有具体战术的战略就是拍脑袋战略,等价与胡说。

老张悟物理
高中物理