中学电学实验讲义
科技术语的定义
英文名:ohm's law英文名:ohm's law定义:以DC为例，闭合电路中的电流与电动势成正比，或者说当一个电路元件中没有电动势时，电流与两端电位差成正比。学科:电力(一级学科)；通论(两个学科)
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木版
在同一电路中，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。这是欧姆定律，基本公式是I = u/r，欧姆定律是格奥尔格·西蒙·欧姆提出的。物理界为了纪念他对电磁学的贡献，把电阻的单位命名为欧姆，用符号ω表示。
中文名:欧姆定律
发明者:格奥尔格·西蒙·欧姆
科目:物理
涉及专业:电/电阻
发明时间:65438+4月0826
公式:x=ksa/l
目录
阻力特性
欧姆定律
全电路欧姆定律(闭合电路欧姆定律)
与欧姆定律相关的公式(包括推导公式)
格奥尔格·西蒙·欧姆发布。
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阻力特性
阻力特性
闭环功率和电阻之间的关系
由欧姆定律I=U/R推导出的公式R=U/I或U=IR不能说导体的电阻与通过它的电压成正比，与流过它的电流成反比，因为导体的电阻是它本身的一种性质，它取决于导体的长度、截面积、材料、温度和湿度。即使它两端没有电压，没有电流流过，它的电阻也是一个恒定值。(一般来说，这个固定值可以视为常数，因为对于光敏电阻和热敏电阻来说，电阻值是不确定的。对于一般导体来说，仍然存在超导性，会影响电阻器的电阻值，不得不考虑。)
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。
电阻的单位
电阻的单位欧姆缩写为ω。1ω定义为:当导体两端电位差为1V (ν)，通过的电流为1A时，其电阻为1ω。
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欧姆定律
公式
某些电路的欧姆定律公式:I=U/R或I = u/r = gu (I = u: r)
公式描述
其中G = 1/R，电阻R的倒数G称为电导，其国际单位制。
用欧姆定律测量电阻
对于西门子来说。
其中:I、U、R-三个量是电路同一部分同一时刻的电流强度、电压和电阻。
I = q/t电流=充电量/时间(所有单位均采用国际单位制)。
即:电流=电压/电阻。
或者电压=电阻×电流“只能用来计算电压和电阻，不代表电阻与电压或电流有变化关系”。
应用领域
欧姆定律适用于金属导电和电解质导电，但不会适用于气体导电和半导体元件。
扩展推理
从欧姆定律推导出的公式:
串联电路:
I total =I1=I2(串联电路中，各处电流相等)。
U total =U1+U2(串联电路中，总电压等于各部分两端电压之和)。
r总计= r1+R2+R3...+RN
U1: U2 = r1: R2(串联形成正分压)
P1/P2=R1/R2
当n个定值电阻R0串联时，总电阻R=nR0。
并联电路:
I total =I1+I2(并联电路中，主电流等于各支路电流之和)。
U total =U1=U2(并联电路中，电源电压等于各支路两端电压)。
1/R总计=1/R1+1/R2。
I1: I2 = R2: r1(并联反比分流)
r总计= r1 R2 \ (r1+R2)
r合计= r 1 R2 R3:(r 1 R2+R2 R3+r 1 R3)
即1/R合计= 1/r1+1/R2+...+1/rn。
P1/P2=R2/R1
当n个定值电阻R0并联时，总电阻r = r0/n。
即总电阻小于任何一个支路，但并联越多，总电阻越小。
串联分压(电压)和并联分流(电流)
部分电路的欧姆定律
对于任何给定的闭合电路，根据欧姆定律，通过任何电阻器的电流乘以该电阻器的电阻值就是该电阻器两端的电压。所有电阻上的电压之和就是电源的电动势。因为内部电路的电流方向是从负极到正极，我们可以认为电源分压为负。所以我们得出结论，闭合电路中所有电器所分担的电压代数和为零。由此可以得出一个推论，在任何复杂电路中，任何闭合电路也可以得出以下结论(即部分电路的欧姆定律):在给定方向(顺时针或逆时针)后，所有电器所分担的电压代数和为零。
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全电路欧姆定律(闭合电路欧姆定律)
公式
I=E/(R+r)=(Ir+U)/(R+r)
电流安培数(a)
电动势(伏特)
R-电阻欧姆(ω)
R-内部电阻欧姆(ω)
U-电压伏特(v)
公式描述
其中e为电动势，r为外电路电阻，r为电源内阻，U内电压= IR，e =内+U外。
适用范围:仅适用于纯电阻电路。
欧姆定律
闭合电路中的电源
E=U+Ir
EI=UI+I？r
p释放=EI
p输出=UI
p =I以内？r
p输出=I？稀有
=E？R/(R+r)？
=E？/(R+2r+r？/R)
当r=R时，p输出最大，p输出=E？/4r(平均不平等)
(你不能误以为输出功率最大时电源效率最高)
电源效率
n(效率)=P输出/P释放=IU/IE=U/E=R/(R+r)
从上式可以看出，外电阻R越大，电源的效率越高。
当R=r时，电源效率为50%。
端电压与外部电阻的关系
(1)当外部电阻R增大时，根据I=E/(R+r)，电流I减小(E和R为定值)，内部电压Ir减小，根据U=E-Ir，端电压U增大。
特例:外电路断开时，R=∞，I=0，Ir=0，U = E .即电源的电动势在数值上等于外电路断开时的电压。
(2)当外电阻R减小时，根据I=E/(R+r)，电流I增大(E和R为定值)，内部电压Ir增大，根据U=E-Ir，端电压U减小。
特例:当外电阻R=0(短路)，I=E/r，内阻Ir=E，端电压U=0时。(实际使用中要注意防止短路事故)
欧姆定律的微分形式
取带电导线中一个长度为δ l、截面积为δ s的圆柱形小体积元件，圆柱的轴线沿电流密度j的方向，则流过δ s的电流δ I为:
δI = jδS
根据欧姆定律:δ I = j δ s =-δ u/r，电阻r = ρ δ l/δ s，我们得到:
欧姆定律
jδS =-δuδS/(ωδL)
而从电场强度和电势的关系，-δ u/δ l = e，则:
J=1/ρ*E=σE
(e是电场强度，σ是电导率)
电阻器的串联
(1)串联电路的总电阻值大于任何一个子电阻的电阻值。
(2)串联电阻总电阻的阻值等于各部分电阻之和，即R串= r1+R2+...rn。
电阻器的并联
(1)并联电阻器的总电阻小于任何一个子电阻器的电阻。
(2)并联电阻总电阻的倒数等于各部分电阻的倒数之和，即R并联/1 = R 1/1+R2/1+...+RN/1。
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与欧姆定律相关的公式(包括推导公式)
主要公式
从欧姆定律推导出的公式:
并联电路I合计=I1+I2串联电路I合计=I1=I2。
欧姆定律实验
U total = U 1 = U2 U total = U 1+U2 ++ UN
1:r total = 1:r 1+1:r 2r total = r 1+R2 ++ RN。
I 1:I2 = R2:r 1 u 1:U2 = r 1:R2
r总计= r1r2: (r1+R2)
r total = r 1r2r 3:(r 1r 2+r2r 3+r 1r 3)
也就是说:电流=电压÷电阻
或者电压=电阻×电流
流过电路中电阻器的电流与电阻器两端的电压成正比，与电阻器的电阻值成反比。
(1)串联电路P(电功率)U(电压)I(电流)W(电功率)R(电阻)T(时间)
电流处处相等I 1 = I2 = I。
总电压等于每个电器两端电压之和U=U1+U2。
总电阻等于电阻之和，R=R1+R2。
U1:U2=R1:R2
消耗的总功率等于所有电功率的总和W=W1+W2。
w 1:W2 = r 1:R2 = u 1:U2
p 1:P2 = r 1:R2 = u 1:U2
总功率等于功率之和P=P1+P2。
⑵并联电路
总电流等于各支路电流之和I=I1+I2。
电压关系:电路中各支路两端的电压相等。U=U1=U2。
总电阻的倒数等于每个电阻的倒数之和R=R1R2÷(R1+R2)注:这只限于两个并联的电阻。如果有多个电阻，总电路等效电阻的倒数等于每个支路电阻倒数之和。
总电功等于各电功之和W=W1+W2。
I1:I2=R2:R1
w 1:W2 = I 1:I2 = R2:r 1
p 1:P2 = R2:r 1 = I 1:I2
总功率等于功率之和P=P1+P2。
欧姆定律
(3)同一器具的电力。
①额定功率比实际功率等于额定电压比实际电压的平方PE/PS =的平方(UE/US)。
与电路相关的公式
(1)电阻r
R=ρL/S注:ρ不是密度，而是长度为1m，截面积为1mm^2.时，线材在室温下的电阻
(2)电阻等于电压除以电流r = u÷i。
(3)电阻等于电压的平方除以电功率R = u ÷ P。
⑵电气工程w
电功等于电流乘以电压乘以时间W=UIt(通用公式)。
电功等于电功率乘以时间W=Pt。
电功等于电荷乘以电压W=QU。
电功等于电流的平方乘以电阻乘以时间W=I×IRt(纯电阻电路)。
电功等于电压平方除以电阻再乘以时间w = u÷r×t(同上)。
(3)电力p
(1)电功率等于电压乘以电流P=UI。
(2)电功率等于电流的平方乘以电阻P=IIR(纯电阻电路)
(3)电功率等于电压平方除以电阻P=UU÷R(同上)。
④电功率等于电功除以时间p = w: TT。
⑷电热q
电加热等于电流和电阻的平方乘以时间Q=IIRt(通用公式)。
电加热等于电流乘以电压乘以时间Q=UIt=W(纯电阻电路)
欧姆定律的电路变异
首先，与电路变化相关的问题可以分为
(1)判断电表示数变化的问题(开关通断，滑动变阻器移动)；
(2)电能表的量程选择和变化划分问题；
(3)滑动变阻器的量程。
二是可以填空、选择、计算等形式。
三、分析方法:
(1)看清楚改变前后电路的接线方式，由于滑动变阻器滑动叶片的移动，接入电阻如何变化，接通断开改变后的电路，先看清楚改变前后电路的接线方式是什么；
(2)从电路图中，分析电流表和电压表分别测量电路的哪一部分电流和电压；
(3)根据串并联电路的性质和特点，灵活运用欧姆定律解题。
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乔治·西蒙·欧姆
传记
格奥尔格·西蒙·欧姆(1787 ~ 1854)是德国物理学家。出生于巴伐利亚州的何润。欧姆的父亲是一个熟练的锁匠，对哲学和数学非常感兴趣。欧姆从小在父亲的教育下学习数学，并接受机械技能的训练，这对他后来的研究工作，尤其是自制仪器有很大的帮助。欧姆的研究主要是在1817到1827担任中学物理老师期间进行的。
欧姆
研究过程和成果
欧姆实验的第一阶段是探索电流产生的电磁力衰减与导线长度的关系。结果发表在他5月的第一篇科学论文1825上。在这个实验中，他遇到了测量电流强度的困难。他受德国科学家施韦格发明的检流计的启发，巧妙地将电流磁效应的发现与库扭秤的方法结合起来，设计了一台电流扭秤，并用它来测量电流强度。欧姆从初步实验看，电流的电磁力与导体的长度有关。该关系与今天的欧姆定律表达式没有直接联系。欧姆当时并没有把电位差(或电动势)、电流强度和电阻联系起来。
早在欧姆之前，虽然没有电阻的概念，但已经有人研究过金属的导电性。欧姆努力工作。1825年7月，欧姆还用上述前期实验中使用的装置研究了金属的相对电导率。他通过制作直径相同的导线来测量各种金属，并确定了金、银、锌、黄铜和铁等金属的相对电导率。虽然实验很粗糙，错误很多，但欧姆认为电流在整根导线中为常数的事实说明电流强度可以作为电路的一个重要基本量，他决定在下一次实验中把它作为一个主要观测来研究。
在之前的实验中，欧姆使用的电池是伏打堆，但是这个堆的电动势不稳定，这让他非常头疼。后来有人建议用铋铜热电偶做电源，这样就保证了电源电动势的稳定性。
1826年，欧姆用上图的实验装置推导出了他的定律。木座架上安装一个电流扭秤，DD '是扭秤的玻璃盖，CC '是刻度盘，S是观察用的放大镜，M和M '是水银杯，abb'a '是铋架，铋和铜架的一条腿相互接触，这样就形成了热电偶。a和B是两个用来产生温差的锡容器。实验中，将待研究的导体插入两个盛有水银的杯子中，分别是M和M’，成为热电电池的两极。
欧姆准备横截面相同但长度不同的导体，将每根导体依次接入电路进行实验，观察扭转拖针的偏转角度，然后改变条件重复操作。根据实验数据，总结出以下关系:
X=q/(b+l)其中X代表流过导线的电流，与电流强度成正比，A和B是电路的两个参数，L代表实验导线的长度。
欧姆在1826年4月发表了一篇论文，将欧姆定律改写为:x=ksa/ls是导体的截面积，K是电导率，A是导体两端的电位差，L是导体的长度，X是通过L的电流强度，如果将电阻l'=l/ks代入上式，得到X=a/I '，这是欧姆定律的定量表达式，即电路中的电流强度成正比为了纪念欧姆对电磁学的贡献，电阻的单位在物理学中被命名为欧姆，用符号ω表示。