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初三物理電路解析電流電壓

生活 更新时间:2024-08-21 23:27:05

初三物理電路解析電流電壓?有了之前講的物質構成的基礎,今天就可以來談談電學了,今天小編就來說說關于初三物理電路解析電流電壓?下面更多詳細答案一起來看看吧!

初三物理電路解析電流電壓(從常識出發看待中學物理)1

初三物理電路解析電流電壓

電路、電壓、電流、電阻

有了之前講的物質構成的基礎,今天就可以來談談電學了。

其實對于電這一概念我們生活中接觸得很多,也是一個很普遍的概念,電腦、電視、電燈。當你晚上回到家時,随手打開開關,燈會亮起,我們都知道,燈通了電。那麼物理學源于生活,但是高于生活,我們不能僅僅認識一個生活中的表象,它内部的原理才是我們應該考究和學習的。

像之前講到的鐵一樣,我們現在設想這麼一段鐵絲。它由鐵原子原子周圍的自由電子構成。但是原子和電子彼此間大不相同,原子相對比較大,電子相對很小,而且他們之間存在相互作用,相互作用也就意味着存在力,如果同學們看過之前的力學篇,一定不陌生。

而且這樣的力有着明顯的區别,就是如果原子遇到原子,或者電子遇到電子,也就是同類相遇,就會彼此排斥,如果原子遇到電子,也就說異類相遇,就會彼此吸引。正因為有了這樣的性質,使得原子和原子之間會有一些空隙,而且這些空隙給了電子活動的空間,使得電子有機會在其中自由的流動。

講到這裡可能聰明的同學會想到,既然原子和原子之間彼此排斥,那鐵絲不就會斷裂變成一堆原子了嗎?實際的情況是,雖然原子之間彼此排斥,但是中間有很多電子,他們和原子相互吸引,因此會中和化解排斥力,而且我們之前說過物體之間有一種萬有引力,這兩種力合起來大于排斥力,所以鐵絲可以穩定的存在。

我們再接着想象一段鐵絲,它中間有空隙,空隙中存在着大量的自由電子。你可以想象它像一根水管,電子就像裡面的水流一樣。但是電子本身的活動是雜亂的,就像水一樣不可以自發的流動,一定是需要某一種力去驅使它們運動。

我們所說的電源就是提供這種推動力的源泉。我們都知道電源有正負兩個極,你可以想象電源就是一個兩級有壓力差的推動器,有了前面力學浮力的基礎,很容易理解有壓力差意味着會有一種力存在。然而,有了壓力差本身隻是具備推動力,要想讓水流動起來,前提是要使水管兩端的壓力不同,而這種壓力差我們在電學中稱之為電壓。現在我們“水管”接在電源的兩端,形成了一個閉合回路,也就是說必須閉合形成一個完成的回路,水才能真正流動起來。而這種電子在電壓的驅動下形成的電子流,我們就叫做電流。就像你打開水管會有水噴出來一樣,如果你用手堵水管會明顯地感受到水的推力。

當然水管本身不是完全理想的暢通無阻,像之前所說的物質的結構,空間中由鐵原子構成一個結構,電子在其中運動,你可以想象,電子的運動是有可能碰到鐵原子的,也就是說水管本身會對水流形成阻礙,這種由于鐵絲内部原子的結構對電流的運動形成的阻礙,我們在電學中就叫做電阻。事實上,有的材料,像銅、銀它的物質構成結構,電子很容易通過,所以相對來說電阻小,鐵這樣的電阻相對較大。

有了這樣的構想,我們很容易用生活常識去做一些判斷,你設想一根水管,兩端有壓力差,如果我加大壓力,很容易理解水的流速會變大,如果我加大水管對水的阻力,那麼水就不容易通過水管,相對來說流速自然減小,相信這個不難理解。

在電學裡也是一樣的,我們主動可以加的隻有電壓,而在電壓的作用下形成電流。也就是說通常電壓是主動變量,電流隻是被動變量。當然我們還有一種調節電流的方式,就是改變電阻。所以就很好理解歐姆定律,導體中的電流和電壓成正比和電阻成反比,這也是初中電學的第一個量化公式I=U/R。也就是說,我們可以通過控制電壓和改變電阻來間接地改變電流。這個很簡單,但是很重要。

今天講的東西對于初學者可能不很容易理解,所以之後我想做一期視頻通過圖像來講解一下。敬請期待~

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