因“变”而“变”,“变”中有“定”——闭合电路中的变化规律探讨

王志平

(浙江奉化中学,浙江 奉化 315500)



王志平

(浙江奉化中学,浙江 奉化 315500)

1 干路电压和干路电流

图1

如图1所示电路,接入理想电表(文中所有电表均为理想电表),只存在一个回路,改变电阻R2时,U1、U2和I(分别为3个电表的读数,下同)随之改变.

可得

可见,干路中,电压变化量ΔU与电流变化量ΔI之比始终保持不变.

2 支路电压和支路电流

2.1 同一支路的电压和电流

图2

图3

2.2 不同支路的电压和电流

图2电路中,U1、U2所在支路和I2所在支路并联.根据电路中电压关系、电流关系、部分电路欧姆定律及闭合电路欧姆定律,可得

I=I1+I2；

(1)

U1+U2=I2R2；

(2)

U1=I1R1;

(3)

E=U1+U2+Ir.

(4)

联立(1)～(4)式,可得U1、U2和I2间的关系分别为

式中E、R1、R2和r均为常数.故可得

支路中,无论电压和电流是否处于同一支路,电压变化量ΔU与电流变化量ΔI之比始终恒定.

3 支路电压和干路电流

支路中电压变化量ΔU与干路上电流变化量

ΔI之比仍保持不变.

4 干路电压和支路电流

4.1 与支路电流“并联”的电压

图4

图4电路中,电压表V1与电流表A1、A2并联,电压表V2与电流表A1、A2串联,根据电路中电压关系、电流关系、部分电路欧姆定律及闭合电路欧姆定律,可得

I干=I1+I2;

(5)

U1=I1R1+U2;

(6)

(7)

E=U1+I干r.

(8)

4.2 与支路电流“串联”的电压

5 结语

综上,当电路中某个电阻阻值发生变化时,各支路、干路中的电流、电压均发生变化,但不管电压、电流如何改变,其电路中电压的变化量ΔU与电流的变化量ΔI的比值始终保持不变,其比值大小与回路中定值电阻的阻值有关.

2017-02-27)