熱學(xué)基礎(chǔ)一點(diǎn)通
學(xué)校初學(xué)熱學(xué)
因?yàn)槔碚摶A(chǔ)鋪墊不足
許多朋友倍感沮喪
一如當(dāng)初的我
猶記得數(shù)學(xué)老師找我面談
我慌張失措
最后到處尋求幫助
掙扎很久總算頓悟
己所不欲，勿施于人
我真心希望能幫助現(xiàn)今的中學(xué)生
讓她們免予我當(dāng)初的焦慮
兒子們
請(qǐng)相信自己
也請(qǐng)相信我
說正事兒專用分割線
PartI-基礎(chǔ)概念理解
近來常有中學(xué)生問我：“電流和電流，究竟是哪些？”這個(gè)問題困惑著她們，使得她們所學(xué)習(xí)的定理和所做的習(xí)題似乎都被架空了，沒有形成實(shí)際可理解的意義。
于是我決定用一個(gè)簡(jiǎn)單的比喻來說明問題。
觀察上圖，不難發(fā)覺這是一個(gè)具有分支的大瀑布。山頂有一個(gè)水塘，大瀑布經(jīng)過水流的兩個(gè)分支，匯入到山底的河流里。
假如你還記得念書期所學(xué)的能量方式轉(zhuǎn)換，這么你應(yīng)當(dāng)明白：山頂水塘里的水具有（重力）勢(shì)能，在通過大瀑布向上倒塌的過程中，勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能（甚至包括一部份因?yàn)槟ゲ列纬傻臒崮埽?span style="display:none">32G物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
那這和熱學(xué)有哪些關(guān)系呢？
假如我告訴你這個(gè)電路圖和里面的大瀑布相片雖然是一回事，恐怕你可能會(huì)笑我荒謬。
但事實(shí)上，電源負(fù)極相當(dāng)于山頂，也即大瀑布上游的水塘（上圖中D點(diǎn)）；而電源正極相當(dāng)于山底，也即大瀑布下游的河流（上圖中C點(diǎn)）。坡頂（重力）勢(shì)能低于坡底，負(fù)極（電）勢(shì)能低于正極。這些勢(shì)能差值，就是電流。
電壓從電源負(fù)極流向正極，就好象大瀑布中的水從山頂流向山底。推進(jìn)電壓流動(dòng)的這些動(dòng)力來自于電源的電流。電壓的熱效應(yīng)（電壓經(jīng)過導(dǎo)體時(shí)使其發(fā)熱），就好象水流倒塌時(shí)磨擦吸熱。因而無論是對(duì)水流，還是對(duì)電壓，都可以理解成是勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能（和熱能）。
上文選擇的大瀑布和電路圖，表示的是【并聯(lián)電路】，也即電壓經(jīng)過分流（A或B）步入各個(gè)分支，最終又進(jìn)行匯合。關(guān)于化學(xué)量數(shù)值的具體討論詳見下文。
（須要提醒的是，在今后更專業(yè)的學(xué)習(xí)中，你將學(xué)習(xí)到電子的概念，而電子這些實(shí)際存在的粒子的流動(dòng)方向與電壓相反。以上段落中提及的內(nèi)容，僅限于中學(xué)階段輔助理解概念，細(xì)節(jié)上還需進(jìn)行進(jìn)一步的修正，目前太過冗長姑且不提。）
PartII-化學(xué)量（定量+定性）剖析
在了解了電流和電壓的基本概念以后，我們就可以較為詳盡地剖析串聯(lián)和并聯(lián)這兩種電路元元件聯(lián)接形式。
為了明晰編號(hào)，我們?cè)O(shè)定電路總電壓為I（電路總電流為U），經(jīng)過燈泡L1的電壓為I1（燈泡L1兩端的電流為U1），經(jīng)過燈泡L2的電壓為I2（燈泡L2兩端的電流為U2）。
【串聯(lián)】
將電路元元件首尾相接的聯(lián)接形式。
在串聯(lián)電路中，各處電壓相等，各用家電兩端的電流總和等于總電流。
用符號(hào)表示，即：
I=I1=I2（串聯(lián)電路，共享電壓）
U=U1+U2（串聯(lián)電路，分享電流）
用大瀑布模型來解釋這個(gè)數(shù)目關(guān)系，可以理解成不分支的大瀑布從上到下任意部位水流量相同（即電壓處處相等），而大瀑布每一段的勢(shì)能差（比如圖中A點(diǎn)和B點(diǎn)之間的電流U1，圖中B點(diǎn)和C點(diǎn)之間的電流U2）加上去構(gòu)成了整個(gè)大瀑布的勢(shì)能差（圖中A點(diǎn)和C點(diǎn)之間的總電流U）。
【并聯(lián)】
將電路元元件首總理接、尾尾相接的聯(lián)接形式。
在并聯(lián)電路中電壓在串聯(lián)和并聯(lián)中的關(guān)系，所有并聯(lián)部份電流相等，各大道電壓總和等于支路總電壓。
用符號(hào)表示，即：
I=I1+I2（并聯(lián)電路，分享電壓）
U=U1=U2（并聯(lián)電路，共享電流）
用大瀑布模型來解釋這個(gè)數(shù)目關(guān)系，可以理解成份支的大瀑布各條大道的水流量加上去等于水流總數(shù)（總電壓I），而每條環(huán)路兩端的勢(shì)能差（比如圖中東路DAC兩端的電流U1，和東路DBC兩端的電流U2）都分別等于整個(gè)大瀑布的勢(shì)能差（相當(dāng)于圖中D點(diǎn)和C點(diǎn)之間的電流U）。
篇
末
語
根據(jù)本人的邏輯思路，雖然還應(yīng)當(dāng)為諸位小讀者介紹一下內(nèi)阻的概念電壓在串聯(lián)和并聯(lián)中的關(guān)系，這樣一來“電流表串聯(lián)，電流表并聯(lián)”將不再須要被死記硬背，而是特別好理解的原理；朋友們也將不再見畫出錯(cuò)誤的漏電電路圖。
內(nèi)阻，指的是電壓流動(dòng)過程中收到的制約。相當(dāng)于大瀑布水流向下俯沖時(shí)，遭到的各類阻力。
內(nèi)阻大致可以分為三類：
【極小阻值】（閉合）開關(guān)、導(dǎo)線、電流表
【普通內(nèi)阻】燈泡、其它用家電
【超大內(nèi)阻】（斷掉）開關(guān)、電壓表
極小阻值可以理解為大瀑布所受的空氣阻力；
普通內(nèi)阻可以理解為大瀑布中大小不一的鐵塊；
超大內(nèi)阻可以理解為水流中的濾芯。
使用規(guī)則：
任何電路中，假如有一條閉合支路內(nèi)阻極小，電壓將幾乎暢通無阻地通過（類似于用導(dǎo)線將電源正正極直接相連），將導(dǎo)致漏電；其它大道將幾乎分配不到電壓（小燈泡不亮）。
而將內(nèi)阻極大的器件與燈泡串聯(lián)時(shí)，將造成該大道電壓極小（小燈泡不亮）。
有了內(nèi)阻的概念，我們甚至可以剖析更多燈泡、不同尺寸的燈泡，甚至更復(fù)雜的熱學(xué)內(nèi)容。但限于各類緣由，我們就姑且介紹到這兒。
最后，希望這篇文章能幫助朋友們構(gòu)建學(xué)習(xí)熱學(xué)的信心，甚至讓你對(duì)熱學(xué)形成濃濃的興趣！無論怎樣請(qǐng)謹(jǐn)記，老師永遠(yuǎn)在你身邊，隨時(shí)向你伸開援手。