考前解析|A-Level物理电阻，电流，电压那些事儿

 

 

今天讲的是一道物理电学题。

电路知识无论在国内初高中，还是英国GCSE当中都有学过。

那么A-level的电路知识又与这些有什么相似和不同呢？

 

首先来看一下本道题目：

分析过Fig.4.1得知，6 Ω的电阻与4 Ω的电阻是in parallel的关系。和5.6 Ω的电阻是in series的关系。因此，熟知电学知识的同学都知道，电阻并联:电流相加 I=I1+I2，电压相同V=V1=V2。电阻串联:电流相同I=I1=I2，电压相加V=V1+V2。（有点像绕口令）因此，4(a)的答案为R’s in parallel have same V, so 4.0 x 0.30 = 6.0 x 0.20。以此类推，我们得出，I=0.3+0.2=0.5A，所以(b)答案为0.50A

 

但是，作为A-level的考生，我们知道这些原理是不够的，我们同样需要知道著名的Current rule (AQA AS, Edexcel AS)—Kirchhoff’s first law(OCR)。所以(b) (i)的答案是sumof/total current into a junction equals the sum of/total current out。

 

然而，Kirchhoff’s first law的优势与好处是什么的？

今天，我们就来分析一下Current rules的本质。其实，Kirchhoff’s first law的原理就是Conservation of charge。因为Charge 作为最基础的一个物理性质，它既不会凭空的产生，也不会凭空的消失。对于电路来说，在一个节点的前后，流入流出的电流总量是相等的。我们给出一个公式方便同学们记忆：

反过来看一下这道题：K1左边流入的电流是0.3A+0.2A，就等于K1右边流出的电流就是0.5A。

布置一道思考题，

如图所示，电流I与I1，I2和I3的关系是？

 

我们看一下，第一印象这三个电阻是应该是串联电路。但是K1和K3用导线连在一起，K2和K4用导线连在一起。其实，这三个电阻实际为并联电路。是不是很神奇？其证明过程就不在这里阐述了。

 

我们用Kirchhoff’s first law来解释一下这个题目。对于K1这个点，流入的电流为I，流出的电流为I1和x（K1到K3的电流设为x）。对于K3这个点，流入的电流为x，流出的电流为I2和I3。

因此，

 

把(2)式带入(1)中。

 

因此本题的答案为I=I1+I2+I3。小伙伴们做对了嘛？