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高中的直流電路問題通常為恒定電流問題,這篇小作只對恒定電流進行說明。 把電路的學習安排在靜電場之后,我的理解是有其特定意圖的,不是單純的就電路講電路,而是從更本質、更深層次的角度去研究電路問題。電路問題是把電荷束縛在由電源、導線、用電器組成的回路之內,研究其遵循的規(guī)律。高中階段靜電場就是從力與能兩個角度去研究的。電路問題也是沿著這個思路,從定向移動的電荷的受力、運動、到做功來加以研究,得出其遵循的規(guī)律。 一.特殊電路 電路中的特殊電路就是串、并聯電路。或者是經過簡化后可以表現為串、并聯的電路。類似于運動學中的勻變速直線運動。高中階段研究的問題都是理想化條件下的特殊問題。各個分支都如此。 一般的串并聯電路肉眼可以看出來,不多贅述。有一些專門為了考驗眼力的電路,讓你通過種種手段簡化后再現出其串、并聯的原形。 這里只介紹一種簡化的辦法:節(jié)點電勢法。按節(jié)點的電勢高低排序,再將各個元件放入對應節(jié)點中。 何謂節(jié)點:以道路為例,十字路口,T形路相當于路的節(jié)點。再通俗一點,岔路口就是路的節(jié)點。電路類似,有岔路的地方就是節(jié)點。 例1:電流表理想化的情況下,兩個電流表簡化為導線,同一根導線所連部分,電勢相同。除R4外,其他三個電阻兩端電勢各自相等,所以前三個電阻并聯,再和后一個電阻串聯。 例2:標a、b、c的位置各為一個電勢值,前三個電阻并聯在a、b之間,后三個電路并聯在b、c之間,前三、后三并聯后再串聯。 二.一般電路 無明顯的串并聯關系,電勢高低也不明朗。處理方式:兩大原則
例3:流過R3的電流隨意畫。根據電荷守恒定律:
此式實際只有兩式獨立; 跟據繞閉合回路一圈,電場力做功為零有:
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