电流、电压与电阻
进阶电流是电荷流动的强弱(安培 A),电压是推动电荷的推力(伏特 V),电阻是阻碍电流的性质(欧姆 Ω)。电压增大电流增大,电阻增大电流减小。
- 电流是电荷流动的强弱,单位安培(A)。
- 电压是推动电荷的推力,单位伏特(V)。
- 电阻阻碍电流通过,单位欧姆(Ω)。
文体小知识:科普知识文章用生活实例解释科学概念,先看现象再讲原理,读完就能解释日常见到的东西。
§课文原文 Passage
1同一枚电池,接一个灯泡很亮,加多一个电阻器就变暗 — 决定电路表现的,是三个基本量:电流、电压和电阻。
2电流描述「流过多少电荷」,单位是安培(A);电压是电源推动电荷的「推力」,单位是伏特(V);电阻则是元件阻碍电流的性质,单位是欧姆(Ω)。三者的关系可以用一句话概括:电压越大,电流越大;电阻越大,电流越小。
3量度它们各有专用仪器:安培计串联接进电路量电流,伏特计并联跨接在元件两端量电压。接法错了,轻则量不到数,重则烧毁仪器。
4掌握了三个量和两种接法,下一课就能解释一个日常现象:为什么家中一盏灯坏了,其他灯还亮着?
1重点摘要 Summary
电流是电荷流动的强弱(安培 A),电压是推动电荷的推力(伏特 V),电阻是阻碍电流的性质(欧姆 Ω)。电压增大电流增大,电阻增大电流减小。
2生字卡 Vocabulary
电荷流动的强弱,单位是安培(A),用安培计量度。
电流的单位,简称安,符号 A。
电源推动电荷流动的「推力」,单位是伏特(V),用伏特计量度。
电压的单位,符号 V;一枚干电池约 1.5 V。
物质阻碍电流通过的性质,单位是欧姆(Ω)。
电阻的单位,符号 Ω。
量度电流的仪器,必须串联接入电路。
量度电压的仪器,必须并联跨接在元件两端。
3逐步讲解 Steps
- 电流:流过多少电荷电流表示每秒有多少电荷流过电路中的一点,想像成水管:电流就像每秒流过管子的水量,水流越大,输水越多;电流越大,灯泡越亮。电路中多加一粒电池,推动力增强,电流便增大。量度电流的仪器是安培计,单位是安培(A);实验室小灯泡的电流往往不足一安培,电热水壶却可达十安培左右。
- 电压:推动的力电压是推动电荷流动的力量,就像水塔的高度:水塔越高,水压越大,水流越急;电压越大,推动电荷的力量越强,电流也越大。一枚干电池的电压约 1.5 V,两枚串联约 3 V,所以两枚电池的灯泡更亮。量度电压的仪器是伏特计,单位是伏特(V),名字来自物理学家伏特。
- 电阻:阻碍的角色电阻是电路中阻碍电流的角色:把一段幼而长的铁线接入电路,灯泡明显变暗,因为铁线电阻大,电流便小;把铁线剪短,灯泡又亮起来,可见导线越长电阻越大。材料也决定电阻:同样尺寸下,铜的电阻远小于铁,所以电线多用铜。电阻的单位是欧姆(Ω),符号来自德国物理学家欧姆。
- 三者关系入门电流、电压与电阻三者紧密相连:电流 = 电压 ÷ 电阻。例如电压 3 V、电阻 3 Ω 时,电流为 3 ÷ 3 = 1 A;电压加倍到 6 V,电流便加倍到 2 A;若电阻加倍到 6 Ω,电流则减半为 0.5 A。只要知道其中两个量,代入公式便能求出第三个量,这是分析电路最基本的工具。
- 安培计的接法安培计必须串联接进电路,让全部电流都流过它:就像收费站设在唯一的道路上,所有车辆都必须经过,安培计才能量出准确的电流。接错成并联会令过大电流涌入安培计,可能损坏仪器。读数时留意单位是安培,别与伏特混淆;也要选择合适量程,先由大量程试接,才能保护仪器。
- 伏特计的接法伏特计必须并联跨接在待测元件两端,例如量度灯泡电压时,把伏特计两端分别接在灯泡两侧,它便显示灯泡两端相差的电压。若错接成串联,因为伏特计电阻极大,电路中几乎没有电流,灯泡熄灭,读数也失去意义。接线前先想清楚要量电流还是电压,再决定串联或并联,才不会出错。
4图解 Diagrams
5例题示范 Example
例题:3 V 电池接一个电阻 3 Ω 的灯泡,电流是多少?若换成电阻 6 Ω 的灯泡,电流又如何?
- 应用关系式:电流 = 电压 ÷ 电阻。
- 第一个灯泡:3 V ÷ 3 Ω = 1 A。
- 第二个灯泡:3 V ÷ 6 Ω = 0.5 A。
- 比较:电阻加倍,电流减半 — 电阻越大,电流越小。
- 答案:应用电流 = 电压 ÷ 电阻:第一个灯泡的电流 = 3 V ÷ 3 Ω = 1 A;换上 6 Ω 灯泡后,电流 = 3 V ÷ 6 Ω = 0.5 A。可见电压保持 3 V 不变时,电阻加倍,电流便减半,即电流与电阻成反比;电阻越大,对电流的阻碍越大。
6常见错误 Mistakes
75 题快测 Quick check
Q1电流的单位是什么?用什么仪器量度?
Q2一枚干电池的电压大约是多少?
Q3电压不变时,电阻增大,电流怎样变化?
Q4伏特计应该怎样接入电路?
Q56 V 电池接一个 3 Ω 的电阻,电流是多少?
8重点回顾 Recap
- 电流是电荷流动的强弱,单位安培(A)。
- 电压是推动电荷的推力,单位伏特(V)。
- 电阻阻碍电流通过,单位欧姆(Ω)。
- 电压增大电流增大;电阻增大电流减小(电流 = 电压 ÷ 电阻)。
- 安培计串联接入;伏特计并联跨接。