这个课题把三个量联系起来:电势差(potential difference,p.d.)、电流和电阻。你要学会由其中两个求第三个,预测串联和并联电路中电流与电势差如何分配,从电流-电压图像读出元件的特性,并在电路图上正确放置电表。
具体公式和要求的深度取决于你所考的年份,包括你的路线是否要求并联电阻的合成公式。请到 Cambridge IGCSE Physics 0625 官网页面查看你所考年份的最新大纲。物理学习指南显示了本模块在整个科目中的位置。
开始之前需要懂什么?
你需要掌握电荷与电流:电流是电荷流动的速率,单位是安培,在串联回路中各处相等。你还需要基本的单位技能,包括 milli(毫)和 kilo(千)前缀,这些在测量与物理量中有讲解。
能熟练变换三项式公式在这里很重要。这个课题里丢分最多的地方是单位换算,以及看图太匆忙。
一道用来定位的例题
12 V 电源串联连接一个 10 Ω 电阻和一个 20 Ω 电阻。(例题数据为自编。)求电流以及每个电阻两端的电势差。
**第 1 步,总电阻:**串联时电阻相加,R = 10 + 20 = 30 Ω。
**第 2 步,电流:**I = V ÷ R = 12 ÷ 30 = 0.40 A。两个电阻中的电流相同。
**第 3 步,各电阻的电势差:**V = I × R,得 0.40 × 10 = 4.0 V 和 0.40 × 20 = 8.0 V。
**第 4 步,检查:**4.0 + 8.0 = 12 V,与电源相符。电阻较大的分到较大的份额。
本模块的每一课都是这几步的变化:列出带单位的量,选择关系式,计算,再用电路核对。
课程应该按什么顺序学习?
- 带单位使用电阻关系式:核心公式 R = V ÷ I,以及后面一切所依赖的单位习惯。
- 分析串联与并联支路中的电流:电流和电势差如何分配,以及如何求合成电阻。
- 解读电流-电压图像:从图像上的一点读出电阻,包括弯曲的线。
- 区分元件定律与普遍规则:把电阻的定义与特定元件的欧姆定律分开。
- 解释电路图上的电表位置:电流表和电压表各接在哪里,接反会怎样。
然后用电势差、电阻与电路练习题测试自己。
哪些陷阱最常让学生中招?
- 电流还是毫安,却和伏特、欧姆一起代入。
- 把并联电阻当成串联来相加。
- 说电流流过串联电路时被“用掉”了。
- 把电阻当成弯曲的电流-电压图像的斜率,而不是某一点的 V ÷ I。
- 声称灯丝灯泡“违反”了 V = I × R,其实不成立的是电流与电势差的正比关系。
- 把电压表串联,或把电流表并联在元件两端。
练习题应该怎么用?
每道题的答案行都写上公式和单位,然后再打开详解。用最后的“错题归类”部分回到对应的课。之后把反复出现的错误记入错题记录与重测队列,让它之后以新题的形式回来。
电路推理模拟器适合在看答案前检查自己的预测。如果公式都会,却还是在电路图或图像上丢分,线上一对一物理补习的老师可以在你做题时看着,当场帮你改正。