因“變”而“變”,“變”中有“定”
——閉合電路中的變化規(guī)律探討

王志平

(浙江奉化中學(xué),浙江 奉化 315500)

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王志平

(浙江奉化中學(xué),浙江 奉化 315500)

1 干路電壓和干路電流

圖1

如圖1所示電路,接入理想電表(文中所有電表均為理想電表),只存在一個(gè)回路,改變電阻R2時(shí),U1、U2和I(分別為3個(gè)電表的讀數(shù),下同)隨之改變.

可得

可見,干路中,電壓變化量ΔU與電流變化量ΔI之比始終保持不變.

2 支路電壓和支路電流

2.1 同一支路的電壓和電流

圖2

圖3

2.2 不同支路的電壓和電流

圖2電路中,U1、U2所在支路和I2所在支路并聯(lián).根據(jù)電路中電壓關(guān)系、電流關(guān)系、部分電路歐姆定律及閉合電路歐姆定律,可得

I=I1+I2；

(1)

U1+U2=I2R2；

(2)

U1=I1R1;

(3)

E=U1+U2+Ir.

(4)

聯(lián)立(1)～(4)式,可得U1、U2和I2間的關(guān)系分別為

式中E、R1、R2和r均為常數(shù).故可得

支路中,無論電壓和電流是否處于同一支路,電壓變化量ΔU與電流變化量ΔI之比始終恒定.

3 支路電壓和干路電流

支路中電壓變化量ΔU與干路上電流變化量

ΔI之比仍保持不變.

4 干路電壓和支路電流

4.1 與支路電流“并聯(lián)”的電壓

圖4

圖4電路中,電壓表V1與電流表A1、A2并聯(lián),電壓表V2與電流表A1、A2串聯(lián),根據(jù)電路中電壓關(guān)系、電流關(guān)系、部分電路歐姆定律及閉合電路歐姆定律,可得

I干=I1+I2;

(5)

U1=I1R1+U2;

(6)

(7)

E=U1+I干r.

(8)

4.2 與支路電流“串聯(lián)”的電壓

5 結(jié)語

綜上,當(dāng)電路中某個(gè)電阻阻值發(fā)生變化時(shí),各支路、干路中的電流、電壓均發(fā)生變化,但不管電壓、電流如何改變,其電路中電壓的變化量ΔU與電流的變化量ΔI的比值始終保持不變,其比值大小與回路中定值電阻的阻值有關(guān).

2017-02-27)