證明:
令滑動變阻器接入電路電阻的功率Px為因變量,滑動變阻器接入電路電阻Rx為自變量,則
串聯電路的總電阻:R總=R1+R2
滑動變阻器接入電路電阻的兩端電壓為:U2=R2U/(R2+R1)
滑動變阻器接入電路電阻的功率:P2=U2²/R2=[R2²U²/(R2+R1)²] × (1/R2)
即:P2=[R2/(R2+R1)²] U²=[1/(R2+2R1+R²1/R2)] U² .(1)
令Y=R2+2R1+R1²/R2,設R2=x,R1=a,則原式可變?yōu)椋?br/>y=x+2a+a²/x
=2a+(√x)²+(a/√x)²-2(√x)(a/√x)+2(√x)(a/√x)
=2a+[√x-(a/√x)]²+2(√x)(a/√x)
=4a+[√x-(a/√x)]²
當√x-(a/√x)=0時,上式取得最小值,即當x=a時,y取得最小值,其最小值為4a.
根據上面所設的關系,即當R2=R1時,Y取得最小值,即最小值Y=4R1
而當Y取得最小值時,1/(R2+2R1+R1/R2) 即可取得最大值,則分析上面(1)式可知,此時P2取得最大值,P2的最大值為:P2=U²/4R1
綜上所述,當R2=R1時,即滑動變阻器與定值電阻平分電壓時,滑動變阻器消耗功率的功率為最大值,其最大值為U²/4R1.有簡單的方法么,還有滑動變阻器接入電路電阻的功率:P2=U2²/R2=[R2²U²/(R2+R1)²] × (1/R2)怎么來的?就是用這樣的方法了。記得去年中考前,老師說:最簡單的求極值的方法一步,可用求導數的方法。但似乎要到大學才學習的。能用一元二方程的最值做么y=x+2a+a²/x =2a+(√x)²+(a/√x)²-2(√x)(a/√x)+2(√x)(a/√x) =2a+[√x-(a/√x)]²+2(√x)(a/√x) =4a+[√x-(a/√x)]²以上這個就是采用二次函數求極值的,運用了配方法。注意:這一步,其實可以不用換元,只是為了觀察起來方便才換元的。即令R1=a,R2=x。
兩個電阻R1和滑動變阻器R2串聯,如何證明R2調到電阻等于R1時,R2的電功率最大?
兩個電阻R1和滑動變阻器R2串聯,如何證明R2調到電阻等于R1時,R2的電功率最大?
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