初中物理电学知识中有一个特别奇特的现象,简单来说就是“以不变应万变”!
此现象只发生在“并联电路”中。
我们先以家庭电路为例,当我们让家中的各种用电器工作时,如果再打开一个用电器,或者关掉一个用电器,结果其他用电器并不受影响,这是为什么呢?
答案就在“并联”上。
初中物理关于并联电路,是这样说的,并联电路中各条支路互不影响、独立工作,如果学了欧姆定律,就会明白原因,主要是因为并联电路两端的电压不变,而各个用电器的电阻又不变,因此各条支路的电流、电功、电功率也都不变!(实际上,在高中物理中,当利用闭合电路欧姆定律解题时,其他用电器会受到些微的影响,但是在初中物理课程中,绝大部分常见题型并不考虑这些影响。)
所以,当增加一条支路或者减少一条支路后,其余的支路中的电流依然不变!
对于刚刚接触电学基础的初三同学们来说,最典型的类似题莫过于下面这三道。我们一起来看一下:
上面这道题,当开关闭合后,两只灯泡并联,电流表所测的电流是通过灯泡L1的电流,当开关断开后,电流表的示数将不变!之所以如此,是因为灯泡L1两端的电压并没有随着另一条支路电流的消失而改变,根据欧姆定律可知,该支路电流也不会改变。
接着看上面这道题,开关闭合时,两只灯泡并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过灯泡L1的支路电流。根据我们已经总结的结论,两条支路电流互不影响,可知:当开关断开时,两支电流表串联,示数相同,都是0.4A;开关闭合后,通过灯泡L1的电流依然是0.4A。因此,通过L2的电流等于干路电流0.5A减去通过L1的电流0.4A,结果是0.A。
我们再看看第三道题,当开关S1由断开变为闭合后,根据支路电流互不影响可知,通过支路灯泡L1的电流不变,灯泡的亮度也不变。但是由于多了另一条支路电流,因此干路电流变大!也就是说,打开一只灯泡,就多了一条支路电流,打开的灯泡越多,支路越多,干路电流就越大。相反,如果关掉灯泡越多,干路电流就越小!
总结一句话:并联电路中,各个支路各自独立工作、互不影响,支路越多,干路电流越大,支路越少,干路电流越小,增加或减小支路用电器时,其余支路电流不变!
当然,今天所讲的是开关控制的支路中的电流关系,等过段时间学了滑动变阻器,又会遇到滑动变阻器影响的支路中的电力关系。但是不管是开关控制还是滑动变阻器影响,在并联电路中,至少有一条支路,会以自己的不变应另外一条支路的万变!
即“以不变应万变”!