定义 并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即 $I = I_1 + I_2 + \dots + I_n$。
从哪来 本知识点为初三物理电学起始章节,图谱未记录前置知识,故基于物理学科基础概念(电流定义、电路连接方式)直接构建。
为什么 电流是电荷定向移动的速率。在并联电路中,电荷流到分支点时,根据电荷守恒定律,单位时间内流入分支点的电荷量必须等于流出分支点的电荷量。因此,干路中单位时间流过的总电荷量,必然等于分流到各支路中单位时间流过的电荷量之和。这体现了物质(电荷)在流动过程中的守恒性。
讲法
水流类比法
适合
形象思维强、抽象逻辑较弱的学生。
将干路比作总水管,支路比作分叉的小水管。总水管流出的水流量,必然等于所有分叉小水管流出的水流量之和。如果总流量是10升/秒,分成了两根管子,一根流6升/秒,另一根必然流4升/秒。电荷就像水,电流就像流量,分支点就是分叉口。
讲法
电荷守恒推导法
适合
逻辑推理能力强、喜欢探究本质的学生。
从微观角度分析:电流 $I = q/t$。在并联节点处,设干路电流为 $I$,支路电流为 $I_1, I_2$。在时间 $t$ 内,干路通过节点的电荷量 $Q = It$,支路1通过 $Q_1 = I_1t$,支路2通过 $Q_2 = I_2t$。根据电荷守恒,流入节点的电荷量等于流出节点的电荷量,即 $Q = Q_1 + Q_2$。代入得 $It = I_1t + I_2t$,消去 $t$ 得 $I = I_1 + I_2$。
讲法
实验验证归纳法
适合
动手能力强、通过操作建立概念的学生。
设计实验:电源、开关、两个不同规格的小灯泡、三个电流表。
1. 将电流表A1接在干路,A2接在L1支路,A3接在L2支路。
2. 闭合开关,记录三组数据。
3. 改变电源电压或更换灯泡,再记录两组数据。
4. 引导学生观察数据规律:每次 $I_{A1}$ 都近似等于 $I_{A2} + I_{A3}$。
5. 总结规律:并联电路干路电流等于各支路电流之和。