欧姆定律:电流电压电阻的三角关系
定律
I=U/R
伏安法
R=U/I 测电阻
串联电阻
R=R₁+R₂
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。
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
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。
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?
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$I=U/R$。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?
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1/R=1/6+1/3=1/2 → R=2 Ω。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?
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串联电流相同,由 U=IR 知大电阻分大电压。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
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。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)。错了或卡壳?回到本章对应段落,把例题再顺一遍。
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。
- 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。
- 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。
- 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。