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欧姆定律是电学中最基本的定律之一，由德国物理学家欧姆在1827年发现。它描述了电路中电流、电压和电阻三个基本物理量之间的关系，是电路分析和设计的重要基础。在这个简单的电路中，我们可以看到电池提供电压U，电流I在电路中流动，而电阻R阻碍电流的流动。
欧姆定律涉及三个基本物理量。电流I是单位时间内通过导体横截面的电荷量，单位是安培。电压U是电路中两点间的电位差，它推动电流流动，单位是伏特。电阻R是导体对电流的阻碍作用，单位是欧姆。我们可以用水流来类比：水压差类似电压，水流类似电流，而管道的阻力类似电阻。
欧姆定律有三种数学表达形式。基本公式是U等于I乘以R，表示电压等于电流乘以电阻。通过变形可得到I等于U除以R，以及R等于U除以I。我们可以用三角形记忆法来帮助记忆：将U放在三角形顶部，I和R放在底部，用手遮住要求的量，剩下的就是计算公式。
让我们通过三个具体例题来应用欧姆定律。例题一：已知电压12伏，电阻4欧姆，求电流。使用公式I等于U除以R，得到电流为3安培。例题二：已知电流2安培，电阻6欧姆，求电压。使用公式U等于I乘以R，得到电压为12伏。例题三：已知电压9伏，电流1.5安培，求电阻。使用公式R等于U除以I，得到电阻为6欧姆。
欧姆定律有其适用条件和限制。它适用于线性电阻元件、恒定温度和直流电路。在I-U特性曲线图中，欧姆性导体呈现直线关系，而非欧姆性导体如二极管则呈现非线性曲线。当温度变化较大或分析交流电路时，欧姆定律可能不再适用。了解这些限制有助于正确应用欧姆定律。