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区分元件定律与普遍规则

灯丝灯泡的图像不是直线,所以很容易得出它违反规则的结论。

本页内容
  1. 两者有什么区别?
  2. 做题步骤是什么?
  3. 例题
  4. 要留意的错误
  5. 自我检测
  6. 接下来学什么

R = V ÷ I 是一个定义,对每个元件的每一点都成立。欧姆定律是对某一类元件的描述:温度不变时,电流与电势差成正比。把两者分开,这个课题里大多数“对或错”题就变成例行公事。

本课建立在读取电流-电压图像之上,属于电势差、电阻与电路模块。

两者有什么区别?

说法适用于意思
R = V ÷ I任何元件某一点的电阻是什么意思
欧姆定律温度不变的欧姆式元件I 与 V 成正比,所以 R 不变

判断欧姆式元件的方法:对几组读数计算 V ÷ I。如果数值不变,这个元件在该范围内是欧姆式的;如果数值变化,它是非欧姆式的,但 R = V ÷ I 仍然给出每组读数的电阻。

做题步骤是什么?

  1. 写下题目要你判断的说法。
  2. 判断它是定义,还是关于某类元件的定律。
  3. 在每个数据点计算 V ÷ I,或检查 V 加倍时 I 是否加倍。
  4. 用数字写出对该元件的结论。
  5. 给出原因,例如温度变化。

例题

测试了两个元件。(例题数据为自编。)

V (V)2.04.06.0
元件 A 的 I (A)0.200.400.60
元件 B 的 I (A)0.500.801.00

哪个元件符合欧姆定律?

**第 1 步,元件 A:**V ÷ I = 2.0 ÷ 0.20 = 10 Ω,4.0 ÷ 0.40 = 10 Ω,6.0 ÷ 0.60 = 10 Ω。数值不变。

**第 2 步,元件 B:**2.0 ÷ 0.50 = 4.0 Ω,4.0 ÷ 0.80 = 5.0 Ω,6.0 ÷ 1.00 = 6.0 Ω。数值增大。

**第 3 步,用加倍法检查:**对 A,V 从 2.0 V 加倍到 4.0 V,I 从 0.20 A 加倍到 0.40 A。对 B,I 从 0.50 A 升到 0.80 A,倍数是 1.6。

**第 4 步,结论:**A 符合欧姆定律(电阻 10 Ω)。B 不符合,但 R = V ÷ I 仍然给出它每一点的电阻。

要留意的错误

常见的失误是说非欧姆式元件“不遵守 V = I × R”。

错误答案:“元件 B 违反 V = I × R,因为它的电阻在变化。”

学生把定义和定律混淆了。V = I × R 在 B 的每一点都成立。B 不满足的是 I 与 V 之间的正比关系。

纠正方法是准确说出什么不成立:“元件 B 是非欧姆式的,因为 V ÷ I 不是常数,所以 I 与 V 不成正比。”

自我检测

先自己试试,再打开答案。

1. 判断对错:“R = V ÷ I 只适用于欧姆式元件。”并解释。

显示答案

**错。**R = V ÷ I 是电阻的定义,对任何元件的任何一点都成立。只有“R 保持不变”这个说法是欧姆式元件特有的。

2. 某元件在 V = 1.0、2.0、3.0 V 时,I = 0.10、0.20、0.30 A。它是欧姆式的吗?写出电阻。

显示答案

V ÷ I = 1.0 ÷ 0.10 = 10 Ω,2.0 ÷ 0.20 = 10 Ω,3.0 ÷ 0.30 = 10 Ω。它是欧姆式的,电阻为 10 Ω。

3. 另一个元件在 V = 1.0、2.0、3.0 V 时,I = 0.10、0.15、0.18 A。它是欧姆式的吗?说明趋势。

显示答案

V ÷ I = 10 Ω,2.0 ÷ 0.15 ≈ 13 Ω,3.0 ÷ 0.18 ≈ 17 Ω。它是非欧姆式的,电阻随 V 升高而增大。

接下来学什么

接下来把这一切应用到电路图上,学习电表位置。电路推理模拟器可以展示更换元件时电流如何变化,练习题中有一道数据对比题。

计算都对,结论却写得不准确,一样会丢分。线上一对一物理补习的老师会像阅卷员一样读你写的句子,帮你改到说得准确。

常见问题

欧姆定律等同于 V = I × R 吗?

不同。V = I × R 是电阻的定义,对任何元件的任何一点都成立。欧姆定律说的是:对某些元件,在温度不变时,电流与电势差成正比,因此电阻不变。灯泡符合前一个说法,但不符合后一个。

欧姆式(ohmic)是什么意思?

欧姆式元件是电阻保持不变的元件,它的 I-V 图像是过原点的直线。温度不变的定值电阻是常见的例子。灯丝灯泡和二极管是非欧姆式元件,因为它们的电阻会随条件变化。

为什么欧姆定律强调温度?

温度升高可以改变电阻。例如金属导线变热后电阻可能增大,所以电势差加倍时电流不再加倍。因此欧姆定律要求温度必须保持不变。

更新于:

下一步

如果关于欧姆定律的说法总是同时像对又像错,一对一的老师可以用你选的例子,帮你把定义和定律分开。

一小时付费试听课,按所安排老师确认的收费,RM80 起。

补习由家长或监护人安排。用 WhatsApp 把这页发给他们,他们就可以替你咨询。

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