电路
短接一个灯泡
闭合开关短接灯泡 B;灯泡 A 便获得全部电压而变亮。
短接一个灯泡——交互式电路模拟。闭合开关短接灯泡 B;灯泡 A 便获得全部电压而变亮。 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室,提供实时 SI 测量和分步引导教程。
短接支路
闭合跨接灯泡的开关会用近零电阻路径绕过它。
理想短接会将灯泡 B 两端电压拉至约 0,而灯泡 A 获得更大比例的电源电压并变亮。
- 短路 ≈ 0 Ω 旁路
- 电流优先走低阻路径
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面:探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
驾驶问题
两个灯泡(lampA、lampB)串联。一个与lampB并联的开关最初是打开的。如果闭合它——从而在lampB周围形成一条零电阻捷径——lampA的亮度会发生什么变化?
预测权重
- 当开关关闭时,LampA 变暗。
- LampA 的亮度没有变化。
- 闭合开关会绕过灯 B,因此灯 A 现在获得完整的电路电流 - 它会变亮。
可变角色
您设置的内容:
- 开关状态(0 = 打开,1 = 关闭)
您测量的内容:
- 灯A电流I (A)
调查如何进行
- 打开「短路灯泡:绕过灯泡时会发生什么(short-a-bulb)」预设并按重置。两个灯泡的启动电阻相等 (100 Ω);开关开始打开。
- 启用两个灯泡上的电流读数。
- 在开关打开的情况下记录 lampA 的电流,然后关闭开关并再次记录。
控制方程
做空分支 — V = I·R
与某元件并联的零电阻路径会承载电流而不是该元件(因为电流沿着阻力最小的路径流动),实际上将该元件从电路中移除——这称为将该元件「短路」。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 开关打开时,两个灯泡串联:I = E/(2R),其中 E = 9 V,R = 100 Ω。关闭后,lampB (100 Ω) 被 0 Ω 开关旁路,只留下 lampA:I = E/R。
- 请解释为什么与lampB并联的零电阻路径会承载全部电流,导致开关闭合后lampB本身的电流变为零。
这在实验室之外的地方表现出来
- 当开关闭合时,LampA 的功率增加到原来的四倍:电流翻倍,而 P = I²R 随电流的平方变化(与 switched-lamp 的推理相同)。额外的功率从何而来——两种情况下电池的工作强度是否相同?
- 真实的开关在闭合时具有微小但非零的电阻。这会改变这里的定性结果(灯 A 增亮),还是仅改变确切的数字?
- AP Physics 2 — Unit 11: Electric Circuits
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 11: Electric Circuits
- IB Physics — B.5 Current and circuits
- General High School Physics — Electricity & DC circuits
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- 欢迎来到短接一个灯泡
- 选择灯泡 A
- 按播放
- 绕过灯泡
- 打开检查器
- 完成了!
打开交互式模拟以构建场景,点击运行,并通过实时测量和引导式教程进行探索。