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欧姆定律是电学中的基本定律。为了更好地理解它,我们用水流来类比。电流就像水流,电压就像推动水流的水压,而电阻就像水管里的阻碍,比如管子细、弯曲多或者里面有石头。
现在我们看电压和电流的关系。如果水管不变,也就是电阻不变,你把水压调大,水流是不是就变大了?水压越大,水流越大。同样地,在电阻不变的情况下,导体中的电流跟它两端的电压成正比。电压变成原来的2倍,电流也变成原来的2倍。
现在我们看电阻和电流的关系。如果水压不变,也就是电压不变,你换一个更细、弯曲更多的水管,也就是电阻变大,水流是不是就变小了?阻碍越大,水流越小。所以说,在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。电阻变成原来的2倍,电流就变成原来的二分之一。
把前面两个关系结合起来,就得到了欧姆定律的公式:I等于V除以R。这里I代表电流,单位是安培;V代表电压,单位是伏特;R代表电阻,单位是欧姆。这个公式的意思就是:电流等于电压除以电阻。它精确地描述了电流、电压和电阻之间的数量关系。我们还可以变形得到V等于I乘以R,或者R等于V除以I。
滑动变阻器就像一个可以调节粗细或长短的水管。它里面有一段电阻丝,上面有一个可以滑动的触头叫滑片。当你移动滑片时,就改变了电流流过电阻丝的长度。电阻丝越长,电阻就越大;电阻丝越短,电阻就越小。在电路中,如果电源电压不变,你通过移动滑动变阻器的滑片来改变电路中的电阻,根据欧姆定律,电阻变了,电流自然也就跟着变了。