为什么欧姆定律只适用于纯电阻电路

2020-02-01 11:18阅读：

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为什么欧姆定律只适用于纯电阻电路

在物理课上老师都讲过欧姆定律:I=U/R 根据这个公式我们可以计算电阻的阻值，当然我们也可以用它的变式:U=IR或R=U/I求出电压或电流。
但是当我们学到电功率时，同学们会发现有的题欧姆定律不是用了。那是应为那是非纯电阻电路，既然有非纯电阻电路那就有纯电阻电路，那什么是纯电阻电路呢？纯电阻电路就是除电源外，只有电阻元件的电路，或有电感和电容元件，但它们对电路的影响可忽略。电压与电流同频且同相位。电阻将从电源获得的能量全部转变成内能，这种电路就叫做纯电阻电路。简单来说就是电路中的用电器将电能全部转化为内能的电路。所以非纯电阻电路就是用电器不是将所有电能转化为内能的电路，非纯电阻电路中的用电器会对外做功。
我们通过一道例题来深入探究!
【例题探究】

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1.这是一道简单的串联电路，告诉了电源电压为5V，电流为0.5A，滑动变阻器电阻为2Ω，求灯泡的电阻。（灯泡将电能转化成光能会放出热量故为纯电阻电路）

为什么欧姆定律只适用于纯电阻电路---重庆育才中学初2019级陈俊吉

解：

为什么欧姆定律只适用于纯电阻电路---重庆育才中学初2019级陈俊吉

这样我们就运用欧姆定律求出了灯泡的电阻。
【深入实验】
实验材料：电池（3V），电流表（0~0.6A），电压表（0~3V），导线，电动机。
实验猜想：{猜想一}电动机电阻可用欧姆定律求得
{猜想二}电动机电阻无法用欧姆定律求得
实验步骤：
1、测出电流表电阻0.166667Ω（注：假设电压表为理想电压表）
2、连接电路，如图：
3、绘制电路图：

为什么欧姆定律只适用于纯电阻电路---重庆育才中学初2019级陈俊吉

4、绘制表格：

	第一次	第二次	第三次
电流表示数	0.12A	0.42A	0.46A
电压表示数	2.4V	1.5V	1.4V
转速	1.6r/s	0.2r/s	0r/s

探究发现：通过实验我们发现当电动机转速越快时电流越小，分得的电压越大。
5、解释原因：【查阅资料】即电子运动的趋势，能够克服导体电阻对电流的阻力，使电荷在闭合的导体回路中流动的一种作用。这种作用来源于相应的物理效应或化学效应，通常还伴随着能量的转换，因为电流在导体中(超导体除外)流动时要消耗能量，这个能量必须由产生电动势的能源补偿。如果电动势只发生在导体回路的一部分区域中，就称这部分区域为电源区。电源区中也存在着电阻，称为电源的内阻。电源区之外部分导体回路中所消耗的能量，直接来源于导体中的电磁场，但是这时电磁场的能量仍然来自电源。R=ρL/A（ρ电阻率，L铜线长度，A铜线横截面积）
我们知道电动机的原理是电流的磁效应，在闭合的回流中做切割磁感线运动时会产生感应电流，这时就会存在两个电流（电源产生的电流，感应电流）当电动机转速越快时感应电流越大，则电路中的电流越小，电动机所分得的电压越大。
【得出结论】
欧姆定律适用范围是阻值不变的线性电阻，所以电动机不转的时候，就相当于一个线圈接入电路，线圈的电阻是确定的，可以用欧姆定律当成定值电阻来算，但是如果它动了，他的电阻就不是线性的，欧姆定律不适用。

教师点评：日常中遇到的物理问题并没有置之不理，而是加以整理，在假期的时候拿出来用实验的方式观察现象，对科学探究的步骤十分熟练。本文能够体现作者思考和动手实验的过程，非常用心。

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