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七 欧姆定律

1.定义

欧姆定律描述了通过元件电流强弱与加在其两端电压及其电阻之间的关系:

通过元件的电流强弱与加在其两端的电压成正比,与它的电阻成反比.

公式非常简单:

I - 电流 - 安培
U - 电压 - 伏特
R - 电阻 - 欧姆

还用水管子做比喻:用一根水管子通过的水量比喻电流.

如果管子越粗(电阻越小),通过的水是不是越多呢?

如果水压越大(电压越大),通过的水是不是也越多呢?

2.安全用电

(Q:为什么把安全用电放这了?A:因为欧姆定律内容最少...Q:是不是有点牵强?A:一点也不)

人体是可以经受一点电流的.而且,一点点电流对人体还有益.可是如果大了就不行了.

我们能在电视上看到很多触电事故.是什么让人毙命?

一个事实:对人造成伤害的是电流而不是电压.

那么根据欧姆定律,假如人有巨大的电阻,那么我们手摸高压线也没事.但坏就坏在,人体内含有大量水分,水可是导体!

一般来说,安全电流是10mA.超过这个强度的电流通过人体就可能有生命危险.

正常人体的电阻可达5000欧姆.那么,我们能承受的电压是多少?

U=IR=5000Ω*0.01A=50V

但实际上我们还要考虑人的衣服袜子,还有出汗等情况.因此我们规定安全电压是36V.高于36V的电压加在人身上会有生命危险.

但这绝不意味着,低于36V的电压就是安全的.前面提到过,对人造成伤害的是电流.假如你的身上很潮湿,此时人体的电阻会变小(水是导体),那么电流就会变大.所以,我们使用电的时候一定要谨慎.看到教科书上的措辞没有?"经验证明,....是安全的",不再是"实验证明,......"了,不能拿人的生命做实验.所以,所有电学入门书都会有一节专门探讨安全用电.

综上我们可以得到一些安全用电的习惯,包括不要用湿手插拔插头打开或关闭开关,远离高压线等.

为什么我们的电线都带有高压?电功率一文会提到.

为什么高压线会让人瞬间毙命?根据上文可知,假如是家庭电路,I=U/R=220V/5000Ω=44mA,足以让人瞬间死亡.更何况,高压线上的电压比220V要高得多!

为什么我们不能接近高压线?前面说过,高压电可以击穿空气,即使没有发生接触也有触电的危险.

3.例题

1.(2000'河南竞赛)两个灯泡L1,L2串联接入电路,使用电压表测L1两端电压,发现读数为0,可能是因为
A.L1短路 B.L2短路 C.L1断路 D.L2断路

解析:对于故障分析题,没有太过常规化的解题模式,只能凭借已有知识的灵活运用.

电压表读数为0,说明电压很小很小,只有两种可能:要么根本没有电流通过(电压为0),要么电阻太小(分到的电压太小).

如果没有电流通过,只有一种可能,即L2断路.此时电路不是回路,因此没有电压.如果L1断路,那么相当于把电压表直接接入电路.那么电压表测电源电压,读数应该比较大.

如果是因为电阻太小,只可能是因为连在了导线上,即L1短路.

还差一个情况没有分析:L2短路会怎么样?那么,L1分到了所有的电压,电压表读数应该为电源电压.

答案:A,D

2.两个电阻R1=10欧,R2=30欧.并联接在电路中,通过R1的电流是I1,串联接在同一电路中,通过R2的电流是I2,I1:I2=?

解析:同一电路,说明电源电压不变.根据欧姆定律可知,I1=U/10欧,I2=U/(10欧+30欧),两者相除U可以约掉.

答案:4:1

4.习题

1.某电路如图1,三个电阻均为24欧,求:
(1)总电阻 (2)若cd间发生断裂,电源电压6V,求电路中电流

2.R₁=2R₂,开关从断开到闭合,电压表示数之比是多少?

思考题

这是一个使用电阻制作的"工艺品".假如每个电阻是1欧姆,那么:

两个相对顶点之间的阻值是多少?

一条棱上两个顶点之间的阻值是多少?