【K12】python用科学函数写方程解串联电路问题

物理例题：

代码分析

构造方程：

from sympy中导包：Eq(),solve()

列方程函数

Eq()列方程函数
列出I2R=P,这里设置P为1

解方程函数

solve((方程1，方程2，方程3），（未知量1，已知量2，未知量3），返回字典）

多变量赋值

使用symbols()进行赋值，这里没有给出具体的值，只是用了原来字母本身的字符进行赋值。
V, R1, R2 = symbols(‘V R1 R2’)

from sympy import symbols, Eq, solve, sqrt

# 定义变量
R_L = 10  # 灯泡电阻

V, R1, R2 = symbols('V R1 R2')

# 建立方程组
equation1 = Eq((V / (R1 + R_L))**2 * R_L, 1)  # 假设第一次灯泡功率为1（标幺值）
equation2 = Eq((V / (R2 + R_L))**2 * R_L, 1/4)  # 第二次灯泡功率为1/4
equation3 = Eq(R1, 7)  # 第一次滑动变阻器阻值为5Ω

# 使用solve解方程组
solutions = solve((equation1, equation2, equation3), (V, R1, R2), dict=True)

# 筛选R2和V同时大于0的解，并保留1位小数
valid_solutions = [sol for sol in solutions if sol[R2] > 0 and sol[V] > 0]
valid_solutions = [{k: round(float(v), 1) for k, v in sol.items()} for sol in valid_solutions]

if valid_solutions:
    answer = valid_solutions[0][R2]
    print(f"计算结果为：", valid_solutions)
    print(f"所以，当灯泡功率变为原来的1/4时，滑动变阻器的阻值为：{answer}Ω。")
else:
    print("没有找到满足条件的解。")

代码总结

这是一段对物理方程求解的串联电路问题，主要学习列方程 方程名变量，方程式，结果，还有解方程，方程结果存储变量，要注意参数：方程名称，变量名称，返回值是这段代码的核心。

SymPy

是一个强大的Python库，用于进行符号计算。它提供了广泛的函数和工具，可用于代数运算、微积分、矩阵操作、离散数学、量子物理等领域。SymPy库使得数学家、科学家和工程师能够轻松地进行复杂的数学计算，并以可读的方式呈现结果。

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