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欧姆定律难点剖析

(2020-01-11 10:22:15)
标签:

教育

分类: 学生课外阅读

欧姆定律是初中电学的基础和重点,而电学又是物理学的重点,可见其地位之高。将欧姆定律的所有知识点弄懂,理解透彻就是学物理的人绕不过去的弯。欧姆定律看起来简单,其实蕴含了很多难点,不弄通这些难点就极易出错。

 

一、公式理解难
物理学中有两类公式,一类是决定式,另一类是计算式。
一类是决定式,如欧姆定律中的I=U/R,它反映了通过导体电流的大小与导体两端电压和导体电阻大小的关系。
另一类是计算式,如R=U/I,虽然可以计算电阻,但电阻是导体本身的一种性质,与电流和电压无关,就好比天平可以称物体的质量,但物体的质量却与天平无关;
    再如U=IR,也只是计算式,不是决定式。因为电压是形成电流的原因,所以是电压决定电流,而不是电流决定电压。所以这里不能说电阻一定时,电压和电流成正比。举例:一节新干电池的电压是1.5V,不会因电路中电流的有无而变化(初中阶段可视为电源电压不变)。
对于欧姆定律,应理解为当电阻一定时通过导体的电流与导体两端的电压成正比;当电压一定时通过导体的电流与导体的电阻成反比。

二、公式应用难
1.公式的适用范围难

欧姆定律只适用于纯电阻电路。所谓纯电阻电路就是在通电状态下,只发热不做功的电路。例如:电灯,电烙铁,电熨斗等,它们只发热不做功,都是纯电阻电路。但是对正常工作的电动机、电风扇、电磁铁等,它们主要是对外做功,而发热是次要的,是非纯电阻电路,欧姆定律不再适用。例如计算电动机正常工作时线圈产生的热量,只能用Q=I^2*R*t,不能用Q=UIt。

  2.公式中各物理量的 一 一对应性难
    在使用欧姆定律解题时,常出现东扯西拉,乱带乱套的情况,忽视了公式中各物理量的“同一性”和“同时性”。
    一是同一性。欧姆定律中的“这段导体”足以表明公式中的电流I、电压U和电阻R都必须是同一电路中同一导体所对应的物理量,不能张冠李戴。
    二是同时性。由于开关的开闭和滑动变阻器移动滑片,在电源电压和同一导体不变的条件下,可能会引起电路中的电流和某段导体两端的电压发生改变。因此,公式中各物理量必须对应同一时刻的电流、电压和电阻值。
    无论是欧姆定律,还是其它电学公式,公式中的所有物理量都必须满足同一电路同一导体同一时刻
    同时性不要过于呆板,要注意某一时刻的某一物理量值在一定条件下具有不变性,这一时刻的物理量值可以用于另一时刻。但此时尤其要注意理清思路,写明步骤。

  3.动态电路识别难
    对于开关的开闭和滑动变阻器移动滑片,引起电路发生改变的动态电路,会使问题变得复杂化。那么怎样解决这类问题呢?
首先,将电压表、断开的元件等断路的部分拿掉,把电流表及闭合的开关用导线代替画出等效电路;
其次,在等效电路的元件旁边标出这一时刻的已知量及待求量;
最后,将同一导体的物理量代入公式计算。
  请用上面步骤解答下题:实验室有一种小量程的电流表叫毫安表,用符号mA表示,在进行某些精确测量时,其电阻不可忽略。在电路中,我们可以把毫安表看成一个定值电阻,通过它的电流可以从表盘上读出。利用图示电路可以测量一个毫安表的电阻,电源电压不变,电源的电阻不计,R1=140Ω,R2=60Ω.当开关S1闭合,S2断开时,毫安表的读数为6mA;S1、S2均闭合时,毫安表的读数为8mA。求毫安表的电阻RA和电源的电压U。

 欧姆定律难点剖析


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