李祖斌
(南開大學 物理科學學院,天津 300071)
導線是電路中用來連接各個元件的導體細線,通常默認電阻為零.雖然在電路中,我們常常忽略導線對電路的影響,但在電路中導線卻是個不可或缺的存在.不過,在各種物理或電路教材中導線卻總是個被忽視的角色.在人教版九年級物理課本中[1],講解電流和電路時首次提到了導線,但導線是什么、性質如何,在書中并沒有任何介紹和討論;在人教版普通高中物理必修第3冊中[2],通覽電學部分,亦沒有對導線的任何定義與性質介紹.同樣的,在大學的電磁學課程或者大學物理電磁部分的教材中[3-4]、電路課程的教材中[5-6],也是如此,導線通常被拿來直接使用,而從未被認真討論過.導線似乎被當做一種默認的連接結構,其基本性質似乎也是默認的而無需過多討論.
那么,導線到底是一種什么樣的存在呢?它應該有什么樣的性質?我們所默認的導線的性質是否存在問題?這些問題,在講授電路相關課程的時候,是每個教師應該向學生講明的知識點.所以,正確而清楚地理解導線的性質和作用是很有必要的.這里本文將針對一般教學中默認的零電阻導線(可稱之為理想導線)和實際的有電阻導線,分析導線應有的性質.
作為傳導電流的線,導線首先應該是導體,所以應符合導體在電學中所有性質;同時,為簡化問題,只討論直流電(恒定電流)情況下導線的性質.
所謂理想導線,要……