关于欧姆定律实验的思考
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关于欧姆定律实验的思考
沈阳师范大学物理学院 吴 磊
摘 要：欧姆定律是一条重要的电学定律，是贯穿整个电学的主线。全面正确的理解和透彻的掌握欧姆定律，是正确解答涉及电学问题的前提和基础。
关键词：欧姆定律
一、明确欧姆定律的实验思想和方法
欧姆定律是利用控制变量法在实验的基础上归纳总结出来的。即控制电阻不变，得到通过导体中的电流跟导体两端的电压成正比; 控制导体两端的电压不变，得到通过导体中的电流跟导体的电阻成反比。由此得到了电路中的电流与电压、电阻之间的关系。如果已知其中的任何两个物理量，则可以根据欧姆定律求出第三个物理量。
二、正确理解欧姆定律的内涵与外延
导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。这个规律叫做欧姆定律。用公式表示就是I=U/R，I的单位是安(A)，U的单位是伏(V)，R的单位是欧(Ω)。
(1)注意欧姆定律中的三个物理量之间的关系是一一对应的关系，即具有同一时间、同一导体的关系。电流的大小由电压和电阻同时决定。同一导体的电阻通常看作是不变的(除非特别说明)。
(2)注意正确理解与掌握欧姆定律公式的变形及其物理意义。由欧姆定律的定义式，可变形为U=IR和R=U/I。
①变形式U=IR反映的物理意义是：当电流一定时，导体两端获得的电压跟它的电阻成正比。要进一步明确的是：此式只是一个量度公式，而不是一个定义式。要注意式中的电压与电流之间的程序段不包括SFC14和SFC15部分。
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数量对应关系与因果关系不能混为一谈。不能说成“导体的电阻”一定时，导体两端的电压与通过的电流成正比”，因为电压是形成电流的原因，是电压的高低决定电流大小，而不是电流的大小决定电压的大小。
②对于变形式R=U/I应该明确:此式也是一个量度公式，而不是定义式。该式反映的物理意义是：对于某个导体，导体两端的电压与通过导体的电流的比值是一个不变的值。这个值反映了导体对电流阻碍作用的本领大小，物理学中把导体对电流的阻碍作用叫导体的电阻。导体的电阻是导体本身的一种性质，其大小只决定于导体的材料、长度、横截面积和温度，跟导体两端的电压和导体中有无电流无关。绝对不能误认为导体的电阻跟导体两端的电压成正比，与导体中的电流成反比。这个公式只是提供了一种计算电阻大小的方法。
(3)注意明确欧姆定律的适用范围。欧姆定律只适用于纯电阻电路，即电能全部转化为内能的电路，如：电阻、白炽灯、电炉、电热器等等。而电动机正常工作时，就不是纯电阻电路。
三、掌握欧姆定律的应用(1)推导串、并联电路的等效电阻：①串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和。
②并联电路的等效电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。
(2)测量小灯泡的电阻
这种通过测量电阻两端的电压以及在这个电压作用下通过电阻的电流、进而运用欧姆定律确定待测电阻的方法，通常叫做伏安法。
(3)通过欧姆定律理解“为什么电压越高越危险”、“为什么不能用湿手触摸电器”等安全用电知识。
(4)通过欧姆定律理解短路的危害。电路中不该相连的两点被直接连在一起的现象叫做短路现象。通常短路有电源短路和用电器短路以及输电导线短路三种。发生短路现象是十分危险的，应该加以避免。
(5)应用欧姆定律进行电路的有关计算。欧姆定律是初中电路计算的桥梁，初中电路的基本计算都是通过欧姆定律这座桥梁来过渡的。其中电流、电压、电阻的测定与求解是电路计算的三个基本物理量，而这三个基本物理量通过欧姆定律联系在一起。
参考文献：
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[2] 张友金：《学习欧姆定律应注意的几个问题》，初中生学习(考试与综合)，2004， (12)。
[3] 杨元俊：《欧姆定律入门向导》，中学课程辅导(初二版)，2006(01)。
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