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欧姆定律是电学中最重要的基本定律。它告诉我们,导体中的电流等于电压除以电阻。电流用字母I表示,单位是安培;电压用字母U表示,单位是伏特;电阻用字母R表示,单位是欧姆。这个公式揭示了电路中三个基本物理量之间的数学关系。
欧姆定律有三种变形公式。第一种是I等于U除以R,用于已知电压和电阻求电流。第二种是U等于I乘以R,用于已知电流和电阻求电压。第三种是R等于U除以I,用于已知电压和电流求电阻。我们可以用一个三角形来记忆这些公式:把U放在上面,I和R放在下面,遮住要求的量,剩下的就是计算公式。
在串联电路中,欧姆定律有特殊的应用。串联电路的特点是:电流处处相等,总电压等于各部分电压之和,总电阻等于各电阻之和。因此,我们可以用欧姆定律计算串联电路的总电流,公式是I等于总电压U除以总电阻R1加R2。这是解决串联电路问题的基础。
2024年上海中考物理最后一题是典型的欧姆定律综合应用题。题目通常给出电源电压6伏,定值电阻10欧姆,以及滑动变阻器的规格。电路中包含电流表和电压表。常考的问题包括:求某状态下的电流值,分析电表示数的变化范围,以及计算功率的最值。解题的关键是理解滑片移动导致总电阻变化,进而引起总电流和各部分电压的变化。
现在我们来解一道典型的中考题。当滑片在最左端时,滑动变阻器接入电阻为0欧姆。第一步,求总电阻:R等于R1加R2',等于10欧姆加0欧姆,等于10欧姆。第二步,用欧姆定律求总电流:I等于U除以R,等于6伏除以10欧姆,等于0.6安培。第三步,求R1的功率:P等于I的平方乘以R1,等于0.6的平方乘以10,等于3.6瓦。通过这样的步骤分析,我们就能准确解决中考电学题目。