这个课题是整个电学的起点。你要学物体如何带电、电荷的流动如何用电流来衡量、为什么电流方向只是一种约定,以及电路图怎样画才能让任何人都读得懂。
具体内容和深度取决于你所考的年份,请到 Cambridge IGCSE Physics 0625 页面查看你考试年份的大纲。物理学习指南显示了本模块在整个科目中的位置。
开始之前需要知道什么?
你需要知道物质由原子组成,原子核带正电,周围是带负电的电子。你还要能熟练换算秒、分钟和小时,以及毫安(mA)和安培(A)。测量与物理量里的习惯在这里很有用。
下一个模块电势差、电阻与电路默认你已掌握本页的全部内容。
一道引导性例题
一个 0.30 A 的稳定电流通过灯泡 20 s。(数据为虚构。)通过灯泡的电荷量是多少?
第 1 步,选关系式: 电流是电荷除以时间,I = Q ÷ t,所以 Q = I × t。
第 2 步,检查单位: 电流用安培(A),时间用秒(s),电荷的结果单位是库仑(C)。
第 3 步,计算: Q = 0.30 × 20 = 6.0 C。
第 4 步,检验: 6.0 C ÷ 20 s = 0.30 A,与题目给的电流一致。
本模块每一课都是这个模式的变化:说明什么在移动,选择关系式,使用一致的单位,最后检验。
应该按什么顺序学这些课?
- 用电子转移解释带电:电荷从哪里来,以及为什么只有电子在移动。
- 由电荷和时间计算电流:核心公式和它所需的单位习惯。
- 比较常规电流与电子运动:为什么图上的箭头对电子来说是“反的”。
- 一致地使用电路符号:怎样画出并读懂没有歧义的电路。
- 区分电流与储存的电荷:把流动的速率和留在物体上的数量分开。
然后用电荷与电流练习题检验自己。
哪些陷阱最常绊倒学生?
- 在 I = Q ÷ t 中使用分钟,而时间必须用秒。
- 说质子在导线里移动,或说棒因为得到质子而带正电。
- 说电流被灯泡“用掉了”,所以后面的安培计读数更小。
- 把常规电流的箭头画成从负极出发。
- 把电荷(库仑)和电流(安培)当成同一回事。
练习题该怎么用?
在答案行写下公式和单位,再打开详解。用最后的“错了怎么办”部分回到对应的那一课。之后把重复出现的错误记进错题记录与重测队列,让它之后以新题的形式再回来。
电路推理模拟器(见这里的说明)在屏幕上展示理想的低电压电路,是检验你读图是否正确的安全场所。如果概念都懂,却还是在单位或电流方向上丢分,一对一线上物理补习的老师可以看你解题,帮你找出混淆的地方。