串聯、並聯與開關
同樣兩個電阻換一種連接，電源電流為甚麼會改變？
用理想電壓源和兩個電阻比較串聯、並聯與斷路時的電壓、電流和等效電阻。
學習目標
- 應用歐姆定律 V = IR。
- 計算兩個電阻串聯與並聯的等效電阻。
- 解釋開關斷開時理想電路電流為零。
開始前
- 會用小數和分數進行四則運算。
- 認識電壓（V）、電流（A）和電阻（Ω）。
理想電路實驗
- 1串聯
- 2改變電阻
- 3並聯
- 4斷開開關
邊觀察，邊解釋
依次完成四步。按鈕會把互動模型切換到對應觀察狀態。
-
串聯只有一條路徑，所以兩個電阻中的電流相同；電壓降之和等於電源電壓。
你的任務: 設 R₁ = 10 Ω、R₂ = 20 Ω、V = 6 V，檢查 I = 0.20 A。
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串聯等效電阻是 R₁ + R₂。在電源電壓不變時，提高任一電阻會降低整條迴路的電流。
你的任務: 提高 R₂，比較總電阻與總電流。
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並聯兩支路兩端電壓都等於電源電壓。總電流等於支路電流之和，等效電阻小於任一支路電阻。
你的任務: 保持數值不變切換並聯，核對 I總 = I₁ + I₂。
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理想開關斷開後沒有閉合路徑，所以穩態電流為零；模型把各電阻的電壓降也顯示為零。
你的任務: 斷開開關，確認所有電流讀數為 0 A。
把現象連成解釋
串聯：電流相同
電荷沒有支路可選，因此穩態下通過兩個元件的電流相同。電源電壓按各電阻大小分配。
並聯：電壓相同
兩支路連接到相同兩個節點，所以每個電阻兩端電壓相同。較小電阻支路電流較大。
只限理想低壓模型
這裡忽略導線和電源內阻、溫度變化與瞬態。不要用市電插座驗證；實際課堂實驗只應使用教師批准的安全低壓設備。
檢查理解
可列印學習單
先獨立完成練習頁；答案和解釋在獨立一頁。
物理
串聯、並聯與開關
同樣兩個電阻換一種連接，電源電流為甚麼會改變？
- 6 V 電源連接 10 Ω 與 20 Ω 串聯，總電流是多少？
A. 0.20 A B. 0.60 A C. 1.80 A
- 10 Ω 與 20 Ω 並聯的等效電阻是？
A. 6.67 Ω B. 15 Ω C. 30 Ω
- 理想並聯電路中，每個電阻兩端的電壓如何？
A. 都等於電源電壓 B. 總是 0 V C. 與電阻無關地各分一半
- 理想開關斷開後，模型中的穩態電流是多少？
A. 0 A B. 取決於導線顏色 C. 無限大
解答頁
串聯、並聯與開關
- 0.20 A
R總 = 30 Ω，I = V/R = 6/30 = 0.20 A。
- 6.67 Ω
R等效 = (10 × 20)/(10 + 20) = 6.67 Ω，小於任一支路。
- 都等於電源電壓
並聯支路跨接相同兩個節點，因此具有相同電勢差。
- 0 A
斷路沒有完整導電路徑，因此兩個支路與電源電流都為零。