茍先海
摘要: 本論文探討高中物理恒定電流常見的三個(gè)問題
關(guān)鍵詞: 高中物理;恒定電流;電流強(qiáng)度;負(fù)載;斜率
中圖分類號(hào): G633.7 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A ?文章編號(hào): 1992-7711(2019)22-058-2
當(dāng)導(dǎo)體的電阻恒定時(shí),通過導(dǎo)體的電流I與它兩端的電壓U成正比,此時(shí)元件的I-U圖線為過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線,且此直線的斜率在數(shù)值上就等于此導(dǎo)體元件的電阻的倒數(shù)。而當(dāng)其I-U圖象中的圖線不是直線而是曲線時(shí),這種元件叫做非線性元件,此時(shí)斜率是變化的,不再表示元件的阻值而僅反映其阻值變化的趨勢(shì)。但其電阻定義仍為R=U/I,只不過它不再是常量,而是與元件的電壓和電流有關(guān)的變量. 因此,即使在非線性變化下,也應(yīng)該把任意狀態(tài)下電壓和電流的比值定義為該狀態(tài)下的電阻。
雖然在些特定條件下(線性元件)可以用該直線的斜率△U/△I算得定值電阻的阻值,但不能相當(dāng)然的認(rèn)為任何時(shí)候電阻都等于U-I圖像切線的斜率。在有的圖像中卻是用切線的斜率表示相關(guān)的物理,如x-t、v-t等圖像,其割線(兩點(diǎn)連線)斜率△x/△t、△v/△t原來(lái)本意與對(duì)應(yīng)的量為過程量——平均速度、平均加速度,當(dāng)研究過程取極短時(shí)平均速度演變?yōu)樗矔r(shí)速度、平均加速度演變?yōu)樗矔r(shí)加速度,對(duì)應(yīng)割線斜率才演變?yōu)榍芯€斜率。因此,切線斜率原本表示的是過程量之比,而割線的斜率才表示狀態(tài)量之比。所以在求P點(diǎn)(一個(gè)狀態(tài))的電阻時(shí),要用割線的斜率R= U1 I2 來(lái)計(jì)算。
以上三個(gè)方面的問題剖析是筆者在教學(xué)實(shí)踐中,從學(xué)生學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問題出發(fā),結(jié)合自己的理解所做的粗淺分析。不妥之外,還望各位同行、專家多多指正。
[參考文獻(xiàn)]
[1] 李占興.物理教學(xué)探討.
[2]非線性U_I圖象切線的斜率表示電阻嗎?[J].中學(xué)物理教學(xué)參考.
(作者單位:重慶市江北區(qū)字水中學(xué),重慶 400000)