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第17章 · 欧姆定律

欧姆定律

📖 场景引入
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ΩR

德国物理学家欧姆花了十年时间进行大量实验,终于发现了电路中电流、电压、电阻之间的定量关系。

2
ΩR

欧姆定律是电学的核心内容,就像牛顿定律在力学中的地位。掌握了它,就能分析各种电路!

🔬 欧姆定律

欧姆定律:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。

I = U / R

I—电流(A)
U—电压(V)
R—电阻(Ω)

变形公式:U = IR(求电压)
R = U / I(求电阻——但注意!电阻由导体本身决定,不由U、I决定)

适用条件:欧姆定律适用于纯电阻电路(电流通过时只发热不做机械功的电路)。

🔬 欧姆定律的应用

已知I、U、R中任意两个量,可以求出第三个。计算时的同一性很重要:

同一性:I、U、R必须是针对同一段导体在同一时刻的值
同时性:U和I必须是同一时刻的对应值

典型应用
例1:一个电阻两端的电压是12V,通过它的电流是0.5A,求电阻值。
解:R = U/I = 12/0.5 = 24Ω

例2:某电阻为20Ω,两端加6V电压,求通过电流。
解:I = U/R = 6/20 = 0.3A

例3:电阻为10Ω,通过电流为0.2A,求两端电压。
解:U = IR = 0.2×10 = 2V

🔬 串并联电路中的欧姆定律

串联电路
• I = I₁ = I₂(电流处处相等)
• U = U₁ + U₂(总电压等于各电压之和)
• R = R₁ + R₂(总电阻等于各电阻之和——越串越大)

并联电路
• U = U₁ = U₂(各支路电压相等)
• I = I₁ + I₂(总电流等于各支路电流之和)
• 1/R = 1/R₁ + 1/R₂(总电阻小于最小电阻——越并越小)

🧪 实验:探究电流与电压和电阻的关系

实验一:保持电阻不变,研究电流与电压的关系

器材:定值电阻(5Ω)、电源、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、导线

步骤:
① 按电路图连接电路
② 移动滑动变阻器改变R两端电压
③ 记录对应的U和I值
④ 画出U-I图像

结论:U-I图像是一条过原点的直线→电阻一定时,I与U成正比。

实验二:保持电压不变,研究电流与电阻的关系

换用不同阻值的电阻,调节滑动变阻器使两端电压保持不变,记录电流。

结论:电压一定时,I与R成反比。

✏️ 课堂练习
1练习题

欧姆定律的表达式为?

A.I=UR
B.I=U/R
C.U=I/R
D.R=UI
B
I=U/R是标准形式
2练习题

6V电压下0.3A电流,电阻为?

20Ω
R=U/I=6/0.3=20Ω
3练习题

两个10Ω电阻串联,总电阻为?

A.5Ω
B.10Ω
C.20Ω
D.100Ω
C
串联R=R₁+R₂=10+10=20Ω