先直接回答一下题主的问题:不是没有电流通过灯泡,而是通过的电流太小、不足以把灯泡点亮罢了。但并非被短路的灯泡在仼何情况下都不亮,亮与不亮要取决于电源内阻 。因为电流有它自已的行为准则,这个准则就是“欧姆定律”。
不过解释这个问题要用到一点高中物理知识,这就是“全电路欧姆定律”。和部分电路欧姆定律相比,它只是在计萛时增加了电池内阻r0 。下面用两个实例作一下具体分析:
先举一个实例,如图
我们以这个图做两个实验。实验1就是再现题主讲的情况。实验材料包括一节1.5ⅴ的5号电池和一个内阻2.72Ω的小灯泡,再加上一段阻值1.7mΩ的铜导线。实验二所有条件不变,只把1.5Ⅴ的电池内阻改为0.28mΩ( 可以理解为1000节电池并联)。
实验1通电后灯泡被点亮,由于电池内阻r0的存在,电池电压U降为1.36 ⅴ,电流0.5A。
用导线把灯泡短路后,总电流上升为5.32A,电池电压则降到0.01ⅴ。这是因为电池内阻太大,电压都消耗在了内阻上。这时通过短路导线的电流为:0.01ⅴ/ 0.0017Ω=5.32A 。而灯泡的电流为0.01ⅴ/2.72 Ω=3.3mA。由此可见灯泡里还是有电流通过的。
下面再作一下实验2。首先把小灯泡接到由1000节5号电池并联的电池组上
灯泡被点亮后电流为0.55A,电池电压1.499ⅴ,和一节电池相比电流仅增加了10%.电压基本上没有什么变化。然后用导线把灯泡短路,此时的电池电压降至1.29ⅴ,总电流达757. 99 A。通过灯泡的电流为1.29v/2. 72Ω=0.47A,仅下降了百分之十几,灯泡仍然可以正常点亮。短路基本没有对灯泡构成多大影响。
我们归纳一下以上的以上的实验和计萛,主要涉及两方面的知识:一是“部分电路欧姆定律”和“全电路欧姆定律”的区别,前者把电源理想化了,可便于对电路的分析研究,后者加进了电源内阻使计萛结果更贴近实际。
二是不同阻值电阻并联的计萛方法 。它的计萛过程就是求“倒数和的倒数”。比如3Ω和9Ω电阻并联,先改为倒数和:1/3+1/9=4/9,然后再求倒数变为9/4=2.25Ω。
上面实验中的短路导线和灯泡就是两个不同阻值电阻的并联,当电流通过时会产生压降,既然有电压,那么用电压/电阻就可以计萛出导线和灯泡各有多少电流通过了。以上就是我的回答。
但有两点需要说明一下 ,一是灯泡的冷、热电阻是不一样的,为简化计萛过程文中采用了统一数据,但不会影响结论 。还有就是没有考虑接触电阻以及电源内阻随放电电流产生的变化。