通过模型学解题中学物理专辑——电路问题

时间：2025-07-10

通过模型学解题中学物理专辑——电路问题

献给读者

《通过模型学解题》（物理）丛书是围绕高中物理教材，结合中学教学实际编写的学生课外读物。本丛书突破按知识体系谋篇布局的常规，力图引导学生换一种新的角度去窥视中学物理图景，领悟分析和解决物理问题的思路。

什么叫物理模型？物理模型就是抽象化了的物理研究对象、条件或过程。物理模型可划分为实体模型与过程模型两大类。

实体模型是研究对象或条件的抽象。质点、点电荷、点光源、光滑轨道、单摆、理想气体、匀强磁场、核式结构的原子等，都属于实体模型。

过程模型是对物理过程的抽象。直线运动、圆周运动、简谐运动、等温过程、静电平衡、稳恒电流、带电粒子在电场与磁场中的运动、导体在磁场中的运动等等，都是过程模型。

物理模型，按其性质特征、规模大小及相互联系，可以划分为不同的层次。本丛书以过程模型为结构框架，各分册有体观第一层次模型的书名和体现第二、三层次模型的简明目录。所谓“通过模型学解题”，就是根据物理问题的基本性质和特征，条分缕析，剖切成各个层次的过程模型，并抓住同一模型中各类问题的共同特性，例举有代表性的实体模型，综合运用各种物理知识，各种定理、定律，运用不同的观点、方法，归纳出解决问题的一般途径和方法技巧。

本丛书在研究具体问题时，以文字演算为主，避免繁琐的数值计算，从而使解决问题的方法更具广泛性，更显得逻辑严密。

按物理模型构建丛书框架，在不同层次的模型上展示物理图景，是一种新的编写体裁，新的尝试，前无经验，谬误和不妥之处难免，敬请读者批评指正。

王　　兴　　桃

１９９４年２月

通过模型学解题中学物理专辑——电路问题

本书重点研究电路中电压与电流的分配问题。当电路结构发生变化，或电路中某个电阻的阻值发生变化时，电路中的电流与电压也将随之发生变化。电流、电压的变化，以及电流电压变化中的极值问题十分重要。

　电路中的能量过程，是电路中更为本质的问题。用能量转化与守恒的观点研究电路问题，也是分析解决实际问题的重要方法。真正理解并掌握电路中的电流、电压与能量转化过程的关系，是学习电路问题的关键。

在分析电路中的电压分配问题时，我们讨论了电路中各点电势及任意两点的电势差；在分析电路中的电流分配问题时，我们专门探讨了对称电路；在研究用电器中的能量转换问题时，重点研究纯电阻性用电器，并简单介绍了以被充电的电池和电动机作为电源负载时的情况。这对拓宽知识面，增强学习物理的兴趣，理解电学的基本概念，掌握电学研究问题的方法，提高分析、研究、解决实际问题的能力都是有好处的。

通过模型学解题中学物理专辑——电路问题

一、电路中的电压分配

电路结构可分为串联电路和并联电路，实际电路一般是串、并混联电路。对简单的串、并联电路的分析是电路分析的基础。我们首先分析串联电路中电压的分配问题，然后把在分析中得出的结论用于混联电路，

通过模型学解题中学物理专辑——电路问题

串联电路的基本特点是：①电路中各处的电流强度相等；②电路的总电压等于各部分电路电压之和。

在图１－１中，Ｕ是加在整个串联电路两端的总电压，Ｕ１、Ｕ２分别是Ｒ１、Ｒ２上的电压，因为

U1U2=,U=U1+U2R1R2

所以可导出

R1U=R1+R2

R2U2=U=R1+R2

（其中Ｒ＝Ｒ１＋Ｒ２是串联电路的总电阻）U1=R1URR2UR

上面两式称为串联电路的分压公式。显见，每个电阻上分配的电压跟电阻的阻值成正比。