楼层: 首页/ 物理/ 初中物理/ 欧姆定律:电流电压电阻的三角关系
欧

欧姆定律:电流电压电阻的三角关系

Ohm's Law · I=U/R 伏安法
上一章分别认识了电压、电流、电阻,这一章把它仨拴在一条公式上:I=U/R。电压是推力、电阻是阻力,电流自然由二者决定。再学伏安法测电阻、串并联电阻规律,电学半壁江山就拿下了。
①
定律

I=U/R

②
伏安法

R=U/I 测电阻

③
串联电阻

R=R₁+R₂

④
并联电阻

1/R=1/R₁+1/R₂

开场场景:同一个小灯泡,接一节电池暗、接两节亮。电压翻倍、电阻不变,电流就翻倍——这就是欧姆定律说的事。

卡必背公式 / 记忆口诀
欧姆定律:$I=\dfrac{U}{R}$(同一段导体,电流跟电压成正比、跟电阻成反比)
伏安法测电阻:$R=\dfrac{U}{I}$,电压表并灯泡、电流表串灯泡
串联总电阻:$R=R_1+R_2$(越串越大)
并联总电阻:$\dfrac{1}{R}=\dfrac{1}{R_1}+\dfrac{1}{R_2}$(越并越小)
口诀:同一段导体 I、U、R 三量;串联加、并联倒数和

义是什么:I=U/R

大白话:电压 U 越大推得越狠,电流 I 越大;电阻 R 越拦越狠,电流 I 越小。三者关系 $I=U/R$。注意:R 是导体本身性质,不随 U、I 变(哪怕不加电压,电阻还在那)。

伏安法测电阻:用电压表测出电阻两端电压 U,电流表测出通过的电流 I,R=U/I。滑动变阻器用来改变灯泡两端电压,多测几组取平均值减小误差。

路怎么想到:串并联电阻怎么记

串联像把电阻丝一根根接长,总长增加、电阻变大:R=R₁+R₂。n 个相同电阻 R₀ 串联,总电阻 nR₀。并联像给电流多开几条道,总电阻反而变小:两个电阻并联 R=R₁R₂/(R₁+R₂),比最小的那个还小。

分压分流:串联电阻按电阻大小分电压(大电阻分大电压);并联电阻按电阻大小分电流(大电阻分小电流)。这是后面电功率题的钥匙。

例题:三道计算

例1:电阻 10 Ω 两端加 6 V 电压,电流多大?
审题:直接 I=U/R。
I=6/10=0.6 A。
例2:某电阻两端 4 V 时电流 0.2 A,电阻多大?电压变 6 V 时电流?
审题:R=U/I;电阻不变。
R=4/0.2=20 Ω;I'=6/20=0.3 A。
例3:R₁=10 Ω、R₂=10 Ω 串联接 6 V,电流多大?
审题:先求总电阻。
R=10+10=20 Ω;I=6/20=0.3 A。

生活中的物理

生活:调光台灯

串一个变阻器,调大电阻电流变小灯变暗;调小电阻电流变大灯变亮。

实验:测小灯泡电阻

灯泡两端电压升高、变亮、灯丝温度升高,电阻也变大——灯丝电阻随温度变。

展往哪儿长

初中:欧姆定律 → 电功率 → 生活用电。高中:电动势、内阻、闭合电路欧姆定律、非线性元件。现代:传感器分压电路、电源管理芯片都基于这条定律。

防坑警示

R 不随 U、I 变——电阻是导体本身性质,别写'电压变大电阻变大'(对定值电阻而言)。但灯泡灯丝温度升高电阻确实变大。计算时 I、U、R 必须是同一段电路、同一时刻的量,别张冠李戴。并联总电阻比任一支路都小。

练习

基础:欧姆定律公式?

查看解答$I=U/R$。
做对了?很好,下一题/下一章走起。
错了或卡壳?回到本章对应段落,把例题再顺一遍。

进阶:R₁=6 Ω、R₂=3 Ω 并联,总电阻多大?

查看解答1/R=1/6+1/3=1/2 → R=2 Ω。
做对了?很好,下一题/下一章走起。
错了或卡壳?回到本章对应段落,把例题再顺一遍。

奥数:两电阻串联,大电阻两端电压大还是小?

查看解答串联电流相同,由 U=IR 知大电阻分大电压。
做对了?很好,下一题/下一章走起。
错了或卡壳?回到本章对应段落,把例题再顺一遍。

证教材级补充:伏安法测电阻实验

电路图:电源、开关、滑动变阻器、待测电阻 R、电流表串联成一圈;电压表并联在 R 两端。闭合开关前滑片置于最大阻值。改变滑片位置测三组 U、I,分别算 R 再取平均。

滑动变阻器两个作用:①保护电路(开始时电阻最大电流最小);②改变待测电阻两端电压和电流,以便多测几组。测定值电阻要取平均减小误差;测小灯泡电阻不能取平均——因为灯丝电阻随温度明显变化,每组本就不同。

例题:电流表内接外接区别(了解)电流表内接:电压表测的是电阻+电流表总电压,偏大;外接:电流表测的是电阻+电压表总电流,偏大。初中一般按外接处理。
做对了?很好,下一题/下一章走起。
错了或卡壳?回到本章对应段落,把例题再顺一遍。
例题:某导体两端电压从 2 V 升到 4 V,电流从 0.2 A 到 0.4 A,它是定值电阻吗?R=2/0.2=10 Ω,R'=4/0.4=10 Ω,比值相同,是定值电阻(欧姆定律成立)。
做对了?很好,下一题/下一章走起。
错了或卡壳?回到本章对应段落,把例题再顺一遍。
记
小结卡

① I=U/R,同一段电路同一段时间。

② 伏安法:电压表并、电流表串、变阻器多测几组。

③ 串联 R=R₁+R₂;并联倒数和。

费曼学习法:讲给别人听
合上书本,假装对面坐着一个初二的小孩,把这三件事说清楚——说不清楚的地方,就是你没真懂。
  1. 用自己的话讲:本章核心是「欧姆定律:电流电压电阻的三角关系」,合上书用自己的话讲一遍,不许照抄。
  2. 举个反例 / 什么时候最容易错:"为什么不能把电流表直接接电池?"——电流表内阻极小,由 I=U/R,R→0 时 I→极大,瞬间烧表甚至烧电源。电压表内阻极大,直接接电池电流极小,所以安全。
  3. 哪里还卡壳(标记你的薄弱点):哪一句你要翻书才说得顺?那个地方就是你的薄弱点,拿笔圈出来。