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《电路揭秘》电流电压电阻间关系的形象比喻

(2012-11-30 19:05:16)
标签:

电压

电流

电阻

中考

物理

教育

分类: 物理
   一、电压
    由于初中学生的知识储备的局限性,教材没有提到“电势差”这个概念,学生根本就不能理解什么叫“电压”。课本上所列举的一些生活中常见的电压值,仅仅能让学生记住一些数字而已。而“电压”到底是什么,他们的头脑中则不能形成清晰又明确的印象。这样对于以后学习欧姆定律也不利。
    在学习“电压”时,我是这样教学的。
    我先问学生:要想使水流动起来产生水流,需要什么条件?学生马上就能想到答案。需要“地势差”。
   地势差是形成水流的原因,那么电压就是形成电流的原因。在这里,我们可以把电压简单的理解为地势的高低。”
    为了让学生更进一步地弄清电压和电流之间的关系,我又让他们讨论地势高低和水流(自然产生的水流,不包括其它外力的作用)的关系。讨论后,他们又得到了结论:有水流就一定有地势差,而有地势差却不一定会有水流。
   同样的道理,有电流就一定有电压,而有电压却不一定就有电流,如电路断路时。”
    我们在讲高度时一定得说明是哪两点间的高度才有意义,只有一个点是不能讲高度的所以在讲电压的时候,我们一定要说清楚是电路中哪两点间的的电压才有意义,如果说成“电路中某点的电压是多少”是没有意义的。

    二、电流
    在学习电流时,我先问学生:“江河和小溪有什么不同?”学生会不假思索地说:“江河的水流量较大,而小溪的水流量较小。”
    “是呀,水流有大小电流也有强弱。我们可以把电路中电流的强弱理解为河里水流的大小。”
    这个比喻同时纠正了学生这样的一个错误认识:认为只有在电路中有电流时才会产生电荷,没有电流时,电路中就没有电荷存在,好像通电以后一下子电荷就从天而降似的。其实电荷早就存在于电路中,只不过电荷都在自由活动,只是还没有开始顺流而下罢了。


    三、电阻
    我们可以把电阻比喻成江河里的关卡。
    关卡就在那里,不会因地势高低改变而改变所以电阻的大小也不会因电压的改变而改变;关卡的通过能力不会因水流大小的改变而改变,所以电阻的大小也不会因电流的改变而改变
    也就是说,电阻的大小与电压和电流无关。
    江河里的关卡对水流有阻碍作用,而电阻对电流也有阻碍作用。电阻越大,对电流的阻碍作用也越大,表现为:如果电压一样,电阻越大,那么电流越小。与此相对应,虽然有阻碍作用,但也有通行能力


    四、串联电路中的电流、电压、电阻间关系
    串联电路就像一条河,电路中不同的点就是河里的上游、中游或下游。上游有多少水流下来,中游、下游就能流出去多少水,上中下游的水流量是相等的。所以,串联电路中各点的电流都相等,或者说串联电路中电流处处相等
    河流的每段高差加起来就是总高差,也即“串联电路的总电压等于各串联部分两端的电压之和”;
    江河里的关卡阻碍水流,河水克服所有的阻碍才能完成流程,也即“串联电路的总电阻等于各串联部分的电阻之和”。

    五、并联电路中的电流、电压、电阻间关系
    并联电路就像三条河,其中有一条干流(如长江)和两条支流(如汉江和嘉陵江)。两条支流的水流
量互不影响,但它们却共同组成了干流的水流量
。所以,并联电路中干路的电流等于各支路电流之和。
    不管滚滚洪流也好,涓涓细流也好,河水从哪条支流流,总要流完全程,经过的高差总是总高差,也即“在并联电路中,各支路两端
的电压相等
”;
    当河水由原来的一个支流奔流变为由两个支流奔流,原来支流受到的阻碍不变,也就是通行能力不变,新的支流虽然也受到了新的阻碍,但同时也产生了新的通行能力,通过的流量增加了,也就是说,受到的阻碍其实是变小了。也即“并联电路的总电阻要比任何一个支路的电阻都要小”。

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