初中物理電學(xué)計算題第六講：極值問題推理和限制條件

前面已經(jīng)講過：初中物理電學(xué)計算題第三講：串聯(lián)電路電流電阻極值推理實例，本講是這一問題的進一步深入討論。

題型分析

極值問題是電學(xué)計算題中一類較難的題目。這類題目需要較強的物理邏輯推理能力和限制條件的挖掘能力。所有電學(xué)計算的極值問題必然有限制條件，挖掘限制條件是解開這類題目的關(guān)鍵所在。

基礎(chǔ)知識：

• 串聯(lián)分壓：U=U1+U2

• 串聯(lián)電路中，各電阻電壓與其電阻成正比。即： U1:U2=R1:R2

限制條件分類

這些限制條件大致有以下幾類：

• 電壓表、電流表量程限制。

• 滑動變阻器測量范圍的限制。

• 額定電壓、額定電流的限制。

• 電壓、電流測量范圍限制。

解題思路和過程

這類題的解題思路和過程大致如下：

• 挖掘出所有的限制條件。

• 找出所要求的極值量。

• 探究影響要求的極值量的因素，在什么條件下能達到極值，并判斷的限制條件是否沖突。

• 重復(fù)上面的推理過程，直到影響因素全為已知量，則本題可解。

以上過程是一個逐步推理的過程，這一過程需要較強的發(fā)散思維能力，每步推理還要考慮限制條件，所以這一物理推理過程較為復(fù)雜，邏輯思維能力較弱的同學(xué)較難掌握。為掌握這一過程，做一些針對性的強化訓(xùn)練是有必要的。

例題講解

例題1

小明和同學(xué)們分別進行“測量小燈泡的電阻”的實驗，所用的小燈泡額定電壓為2.5 V，正常發(fā)光時的電阻約為10 Ω.同學(xué)小蘭進行實驗時發(fā)現(xiàn)干電池數(shù)量不足，于是換用電壓恒為 6 V的學(xué)生電源，有規(guī)格分別為A(10 Ω　2 A)、B(20 Ω　1 A)的兩個滑動變阻器，要能順利完成實驗，小蘭應(yīng)選擇滑動變阻器________(填字母)．

解答分析

挖掘限制條件

本題首先要分析滑動變阻器選擇的限制條件是什么？本題中有電壓表、電流表和小燈泡的額定電壓幾個限制條件。但綜合分析，小燈泡的額定電壓為2.5V才是關(guān)鍵的限制條件，有了這一條件，就無需再考慮電壓表、電流表的限制了。

邏輯推理

目標(biāo)是選擇合適的滑動變阻器，也就是滑動變阻器如何才能滿足小燈泡的額定電壓為2.5V進行推理。所以推理過程應(yīng)該由小燈泡電壓為2.5V開始。推理過程：小燈泡電壓2.5V——》滑動變阻器電壓為3.5V——》由串聯(lián)電路各電阻電壓與其電阻成正比(U1:U2=R1:R2)，可得燈泡電阻與滑動變阻器電阻之比是5:7——》小燈泡電阻約10Ω，當(dāng)小燈泡電壓為2.5V時，滑動變阻器電阻為超過10Ω。可得出本題選B。

例題2

解答分析

挖掘限制條件

本題限制條件的挖掘有一點坑，學(xué)生必須能想到在做探究電流與電阻關(guān)系的實驗時，必須保證電阻電壓不變這一條件。由此可得出本題關(guān)鍵的限制條件是保持電壓表示數(shù)為2V。

邏輯推理

本題推理過程應(yīng)該由電阻箱電壓為2V開始。推理過程：電阻箱電壓2V——》滑動變阻器電壓為1V——》由串聯(lián)電路各電阻電壓與其電阻成正比(U1:U2=R1:R2)，可得電阻箱電阻與滑動變阻器電阻之比是2:1——》滑動變阻器最大電阻為20Ω，可求得電阻箱電阻最大為40Ω，本題得解。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的推理计算过程_初中物理电学计算题第六讲：极值问题推理和限制条件的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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