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电学易混辨析

老师将电学一些容易混肴的问题和学生进行了交流。

老师问:电池组怎样串联和并联?串联和并联后电压有什么区别?

张华答:将若干节干电池首尾连接起来,也就是第一节干电池的正极作为电池组的正极,最后一节干电池的负极作为电池组的负极,这就是电池组的串联,串联后的总电压等于各电池的电压之和,如果有 n节电压为 1.5 V的干电池串联,则总电压为 U= 1.5 nV若将干电池的所有正极连接在一起,所有的负极连接在一起,这就是电池组的并联,若每节干电池都相同,则并联后的总电压与原来每节的电压相等,如果每节干电池为 1.5 V,则并联后电压仍为 1.5 V

老师问:串联电路和并联电路的电压规律有和不同?

李烨答:串联电路的总电压等于各串联导体两端电压之和,即 U= U 1+ U 2+ U 3+┅而并联电路的各支路两端的电压相等,即 U= U 1= U 2= U 3=┅。

老师问:欧姆定律 I= U/ R可以说成电流跟电压成正比、跟电阻成反比,而变形公式 R= U/ I不可以说成电阻跟电压成正比、跟电流成反比吗?

刘海答:电压是形成电流的原因,电阻不变时,电压越高,电流就越大;电阻是表示对电流阻碍作用大小的物理量,电压一定时,电阻越大,电流越小,可以说成电流跟电压成正比、跟电阻成反比。电阻的大小是导体本身决定的,与导体的材料、长度、横截面的大小、温度有关,而与电压、电流无关,所以不能说成电阻跟电压成正比、跟电流成反比,但可以通过测量导体两端的电压和通过的电流,电压和电流的比值计算出电阻的大小。

老师问:电功率的变形公式 P= I 2 RP= U 2/ R,用电器的电功率究竟跟电阻成正比还是成反比?

王刚答:视情况而定,成正比和成反比是有前提条件的,在电流一定时,用电器的电功率跟电阻成正比;在电压一定时,用电器的电功率跟电阻成反比,所以不能离开前提条件笼统的说谁与谁成正比或成反比。

老师问:在探究电阻上的电流跟电压的关系、测量小灯泡的电阻、测量小灯泡的电功率的三个实验中都进行多次测量,它们的目的相同吗?

陈莹答:不相同。在探究电阻上的电流跟电压的关系时多次实验是避免一次实验具有偶然性,进行多次实验能得出一般性规律;测量小灯泡的电阻时多次实验是为了得出温度的高低对电阻大小的影响,不同的电压灯丝的温度不同,改变电压的目的是为了改变灯丝的温度,根据测得的电压、电流值和欧姆定律可以得出:温度升高时,灯丝的电阻变大;测量小灯泡的电功率的实验时多次实验是为了测出实际功率和额定功率,实际功率又分为两种情况,一种是大于额定功率,另外一种是小于额定功率。

老师问:在选择滑动变阻器的材料时为什么选择镍铬合金?在选择保险丝用铅锑合金丝?选择灯泡灯丝时用钨丝?

仓燕答:在导体的长度、横截面积、温度相同时,镍铬合金的电阻要大于铜、铁等其它金属的电阻,这样用镍铬合金丝绕成滑动变阻器时,它长度不至于太长,绕的圈数不会太多;保险丝的作用是干路中的电流过大时,自身熔化烧断,断开电路(干路),根据 P= I 2 R公式,这样就要选择电阻较大的,而且熔点较低的金属,而铅锑合金丝具备这些特点;灯泡发光是电流的热效应,灯丝的温度很高,要求灯丝的熔点高,才不至于熔化烧断,金属钨具备这一特点。

老师问:电压表、电能表、滑动变阻器在电路中的接法有什么不同?

戴吉答:电压表是和被测电路并联连接,三个接线柱选择其中两个,电流从正接线柱流进,从负接线柱流出;电能表是串联在干路电路中;滑动变阻器是串联在电路中,四个接线柱选择其中两个,而且还要遵循“一上一下”的接法,不可以同时选择上方两个接线柱,也不可以同时选择下方两个接线柱,而且滑片位于阻值最大位置处。

老师问:能量的转化和转移有什么区别?

严昊答:能量的形式比较多,如果是某一种能量从物体的一部分移到另一部分,或从一个物体移到另一个物体,能量的形式没有发生变化,这就叫能量的转移,例如:电厂把电能通过输电线送到千家万户,这是能量的转移。而千家万户的家用电器进行工作时,把电能变成了机械能、光能等其它吸收的能,这是能量的转化,从一种形式变成了另外一种形式。