基尔霍夫定律的实质研究

[摘要]基尔霍夫电流定律的实质是电荷守恒定律，基尔霍夫电压定律的实质是能量守恒定律。

本文从
宏观和微观两个方面去研究。

[关键词]电荷守恒定律；
能量守恒定律；基尔霍夫电流定律；基尔霍夫电压定律[中图分类号]TM [文献标识码]A [文章编号]１６７３－００４６（２０１２）１２－０１６３－０２基尔霍夫定律的实质研究
刘爱萍
（晋中职业技术学院，山西晋中０３０６００）
物理学的任务在于发现普遍适用的规律，这种规律最简单的形式之一，就是某种物理量的守恒。

基尔霍夫定律是电路计算的理论基础，需要用基尔霍夫定律对电路作定量的分析，因而用电荷守恒定律和能量守恒定律对它作更深入的研究是很有必要的。

一、基尔霍夫电流定律的实质是电荷守恒定律电荷既不能创造，也不能消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，这就是电荷守恒定律。

它是物理学最基本的定律之一。

基尔霍夫电流定律为：在任一时刻，流入任一节点（或封闭面）全部支路电流的代数和等于零。

基尔霍夫电流定律的实质是电荷守恒定律，这是因为对于一个节点或封闭面来说，它不可能储存电荷。

（一）电荷守恒定律在电路中的宏观体现在电路中进入某一地方多少电荷，必定同时从该地方出去多少电荷。

无论是抽象出来的电路节点还是包围电路的任一闭合面，流入量等于流出量，没有储存电荷，电流是电荷的运动形成的，基尔霍夫电流定律正好体现了这一无法证明的电荷守恒定律，守恒量是电荷。

（二）电荷守恒定律在电路中的微观体现对于电路中的任一节点，在某一时刻，流进该节点的电流代数和为Σｉｋ（ｔ）（ｋ为节点处的支路数），等于单位时间内通过导体任一截面的电荷量，即ｄｑ／ｄｔ＝Σｉｋ（ｔ）（其中ｑ为节点处的电荷）。

而节点只是理想导体的汇合点，不可能积累电荷，电荷既不能创造，也不能消灭，因而节点处的ｄｑ／ｄｔ必须为零，即得：Σｉｋ（ｔ）＝０。

即基尔霍夫电流定律是电荷守恒定律的体现。

二、基尔霍夫电压定律的实质是能量守恒定律能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的定律，自然界任何现象都符合这一定律。

物体有许多不同的运动形式，每种运动形式都有一种对应的能，例如机械能、内能、电能、磁能、化学能、核能。

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变，这就是能量守恒定律。

它用于热现象的形式就是热力学第一定律，它用于磁现象的形式就是楞次定律，它用于运动的形式就是机械能守恒定律，它用于电路就是基尔霍夫电压定律。

基尔霍夫电压定律是它的特例，它表述为：任意时刻沿任一回路中的所有支路电压的代数和为０。

基
尔霍夫电压定律的实质是能量守恒定律，这是因为当电荷在电场力的作用下沿着任一回路绕行一周后，其做功代数和为０。

（一）能量守恒定律在电路中的宏观体现单位正电荷沿回路绕行一周的过程中，一部分电源消耗的非电能等于另一部分电源所储存的非电能与所有内外电阻上放出的焦耳热之和。

如图１所示电路中，Ｕｓ１＝１３０Ｖ、Ｒ１＝１Ω为直流发电机的模型，电阻负载Ｒ３＝２４Ω，Ｕｓ２＝１１７Ｖ、Ｒ２＝０．６Ω为蓄电池组的模型。

应用基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律列出方程式：
解得：Ｉ１＝１０Ａ，Ｉ２＝－５Ａ，Ｉ３＝５Ａ。

电源Ｕｓ１发出的功率为：Ｕｓ１Ｉ１＝１３０×１０＝１３００Ｗ电源Ｕｓ２的功率为：Ｕｓ２Ｉ２＝１１７×（－５）＝－５８５Ｗ（吸收功率）
即Ｕｓ２接受功率５８５Ｗ。

说明电源Ｕｓ２不是输出功率，而是从外部输入功率，处于充电状态。

各电阻接受的功率为：
即电源Ｕｓ１输出的功率等于各个电阻接受的功率与Ｕｓ２吸收的功率之和。

可见，电源Ｕｓ１输出的功率，
一部分消耗在各个电阻上，
另一部分输入电源Ｕｓ２，为之充电。

它是能量守恒定律在电路中的体现，也是非电能与热能之间的转换。

从一种形式转化为其他形式，在转化的过程中，能量的总量不变。

如图２元件１吸收功率５００Ｗ，元件３、４分别发生功率４００Ｗ和１５０Ｗ，由于电路也遵守能量守恒定律，则
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元件２应吸收功率５０Ｗ。

（二）能量守恒定律在电路中的微观体现由ＷＡＢ＝ＥｐＡ－ＥｐＢ＝ｑ（ＵＡ－ＵＢ）可知，单位正电荷沿回路绕行一周后，电场力对电荷做了多少正功，电荷的电势能就减少多少，失去能量，电位则降低；电场力对电荷做了多少负功，电荷的电势能就增加多少，获得能量，电位则升高。

所获得的能量必须等于所失去的能量，所以在回路中，电位升之和必然等于电位降之和，即任意回路中各个支路电压的代数和为０。

如图１所示，若单位正电荷沿路径ａ－Ｕｓ２－ｂ－Ｒ１－
Ｕｓ１－ａ回到了原点ａ，
由于电位没变，则电场力对电荷做功代数和为零，则电势能没变。

由基尔霍夫电压定律得出Ｉ１Ｒ１－ＵＳ１＋ＵＳ２＋Ｉ２Ｒ２＝０，单位正电荷经过Ｕｓ２时电位降低，电势能减少ｑＵＳ２，；单位正电荷经过Ｒ２时电位降低，电势能减少ｑＩ２Ｒ２，；单位正电荷经过Ｒ１时电位降低，电势能减少ｑＩ１Ｒ１；单位正电荷经过Ｕｓ１时电位升高，电势能增加ｑＵＳ１，则ｑＵＳ１＝ｑＵＳ２＋ｑＩ２Ｒ２＋ｑＩ１Ｒ１，获得的能量必须等于所失去的能量，能量的总量不变，即基尔霍夫电压定律是能量守恒定律在电路中的体现。

基尔霍夫电流定律是电荷守恒定律运用于电路的
结果，是由电荷守恒定律推出来的。

基尔霍夫电压定律是能量守恒法则运用于电路的结果，是由能量守恒定律推出来的。

图１图
２
参考文献：
［１］梁绍荣．普通物理学［Ｍ］．北京：高等教育出版社，１９８８：２４７－２５０．
［２］李加升．电路基础［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，２００８：１０－１３．
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!![摘要]体验经济时代下的旅游业发展迅速，体验式旅游应运而生。

论文介绍了体验旅游的概念及其产
生的原因，分析了碛口发展体验式旅游的必要性，并尝试从视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉五个方面切入，探索碛口如何开发体验式旅游项目。

[关键词]碛口；五感；体验式旅游[中图分类号]F59[文献标识码]A
[文章编号]１６７３－００４６（２０１２）１２－０１６４－０２
五感体验模式下碛口旅游项目开发探究
张春莲
（山西旅游职业学院，山西太原０３００３１）
随着人们闲暇时间的增多、经济收入的提高，旅游
需求不断增加。

目前旅游市场的主体仍然是以传统的观
光旅游为主，而当人们的旅游经验不断增加，旅游环境
逐步改善，传统的旅游方式的诸多弊端也逐一呈现在人
们面前：交通堵塞、环境污染、游客走马观花、疲于奔命、
体力透支大、游客满意度低等。

人们外出旅游所追求的
缓解压力、开阔眼界、陶冶生活的目的却完全没有达到。

因此，迫切需要改变传统的旅游方式，让游客积极参与到旅游活动之中，通过自身的参与来获得身心的满足。

从旅游本质角度来讲，旅游就是一种经历和感受，是客人从出发到归来整个旅游过程中的体验，是在体验活动中所享受到的旅游乐趣，而不是某些具体的旅游资源。

２００２年希腊学者斯塔波利斯（ＹｅｏｒｙｉｏｄＳｔａｍｂｏｕｌｉｓ）与思凯尼斯（ＰａｎｔｏｌｃｏｎＳｋａｙａｎｎｉｓｒ）指出：体验式旅游是一种预先设计并组织的、有一定程序的、旅游者需要主动投入时间和精力参与的、追求舒畅而独特的感受的旅游方式，它能给旅游企业和旅游者带来一种新的附加价值。

因此，体验式旅游的开发则必须建立在游客的体验基础上，把物品与服务作为体验的载体，使游客在得到物质享受的同时也得到精神的享受，这将是体验式旅游开发的核心。

一、体验模式下碛口旅游项目开发的必要性（一）碛口旅游发展简况碛口位于山西林县城南四十八公里处的黄河边上，因黄河第二大碛———大同碛而得名。

碛口从清代乾隆年间兴起，以后二百余年是中国北方著名的商贸重镇。

１９９９年山西省政府命名碛口为风景名胜旅游区，２００３年，碛口西湾村被公布为首批国家历史文化名村，２００５年进入世界文化遗产基金会公布的“２００６年世界大濒危文化遗址守护名单”，２００８年国家住房和城乡建设部、国家文物局在京联合召开第四批全国历史文化名镇、名村揭牌仪式，碛口李家山荣获这一殊荣。

近年来，碛口知名度不断扩大，吸引了大量美术、摄影、自驾等爱好者，成为山西知名景区。

（二）体验模式下碛口旅游项目开发的必要性进入体验经济时代后，旅游业发展迅速，旅游者的164··。