《欧姆定律》七宗错(转载)
欧姆定律是电学最重要、最基础的定律，也是初中电学知识的一个小综合，由于进行了知识的融合，同学们更容易犯这样或那样的错误，“前事不忘，后事之师”，下面让我们一起走进《欧姆定律》专科门诊，见识一下《欧姆定律》常见错误，望对大家的学习有所帮助。
门诊一部：探究电阻上的电流跟两端电压的关系
知识点：当电阻一定时，导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比；当电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。
常见病1：颠三倒四（或结论不全）
例1：小冬同学在做“探究通过电阻上的电流与电阻的关系”的实验中，得出了下表一中的数据；然后在张老师的指导下完成了“电流与电阻的关系”实验，得到了如下表二的数据。
表一：电阻R=20Ω时：
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电压（V）
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2
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4
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6
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电流（A）
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0.1
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0.2
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0.3
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表二：电压U=6V时：
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电阻（Ω）
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10
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20
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30
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电流（A）
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0.6
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0.3
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0.2
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请你根据表格中的数据分析并回答下列问题：
从表一可得出结论： ；
从表二可得出结论： 。
错解：导体中的电压与电流成正比；导体的电阻与电流成反比 （或：导体中的电流与电压成正比；导体中的电流与导体的电阻成反比）
病因：事物发展、变化的前因后果没有仔细推敲
诊断：本实验是欧姆定律形成的重要实验，电路中不管有没有电流和电压，电阻始终是存在的，因此只能把电流、电压与电阻比较；电压是形成电流的原因，电路中有电压不一定有电流，因此只能把电流与电压比较。叙述时要注意前因后果、前后顺序。
再者，影响导体中电流的因素有多个，实验中必须采取控制变量法。描述电流与电压的关系时，是在电阻一定的条件下进行；描述电流与电阻的关系时，一定要在电压一定的条件下进行，否者将无法进行实验研究。
正解：在电阻一定时，通过导体的电流与加在导体上的电压成正比；在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
处方：凡是都讲究前因后果，事物发生、发展都是有规律，因此把握信息要全面，不可只观现象，不查条件。故在应用控制变量法讨论结论时，一定要先说清楚不变的因素，然后再说谈被研究的物理量在怎样发生变化。
本例中，电压、电阻决定了导体中电流的大小，它叙述了后面得到的“欧姆定律”的因果关系，即成“正比”、成“反比”是有条件的，它们分别在不同的条件下才能成立。当导体的电阻一定时，导体中的电流才会跟它两端的电压成正比；当导体两端电压不变时，导体中的电或流跟导体的电阻才会成反比，脱离了前提条件，这种关系就不再存在了。
门诊二部：欧姆定律及其应用
知识点：欧姆定律的内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。数学表达式为I=U/R
常见病2：概念不清
例2：根据欧姆定律公式I= ，可变形得到R= 。对此，下列说法中正确的是（ ）
A．导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
B．导体电阻的大小跟导体中的电流强度成反比
C．当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零
D．导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流强度无关
错解：A或B或C
病因：对基本规律和概念的理解不准确
诊断：对I=U/R的正确理解：在电阻一定的条件下，导体的电流跟导体两端的电压成正比；在电压一定的条件下，导体的电流跟导体的电阻成反比。对R=U/I的正确理解：导体的电阻等于导体两端的电压与通过导体电流的比值。因为导体的电阻大小只跟导体的材料、长度、横截面积和温度（初中一般不考虑温度因素）有关，同一段导体形成后这样因素都是不变的，因此电阻值不变，不随电压和电流的改变而改变，仅仅通过算式R=U/I计算出电阻值。本题错在不能正确把握影响导体电阻的因素。
正解：D
处方： R=U/I是欧姆定律的变形公式，切不可仿照欧姆定律说成“R与U成正比，与I成反比”，它表示的是一种计算电阻的方法，对同一导体来说，它两端的电压和通过它的电流的比值U/I是恒定不变的。如某导体两端加2V电压，通过它的电流是0.5A，如在导体两端加4V电压或不加电压，这段导体的电阻各是多大？在这几种情况下，导体的电阻都是4Ω，而不随其两端电压大小或有无电压发生变化，即R=U/I只是电阻的量度式而不是决定式。因为决定电阻的大小的因素是导体的长度、横截面积、材料和温度，而一个导体一旦形成之后，这些因素不变，电阻也不变，与电压U、电流I无关，只不过是通过U/I的比值量度其大小，正确理解电学基本物理量是进一步学习的基础。
常见病3：顾此失彼
例3：实验室的桌面上有两只电阻，分别标有“5Ω 3A”和“10Ω 2A”字样，现把它们串联起来，则加上它们两端的最大电压为（ ）
A．35V B．20V C．15V D．30V
例4：将上述2个电阻并联起来，则干路中允许通过的最大电流为（ ）
A．3A B．2A C．5A D．4.5A
错解：3选A；4选C。例3中，因为第1个电阻值为5Ω，通过它的电流为3A，则加在它两端的电压为15V，而第2个电阻值为10Ω，通过它的电流为2A，加在它两端的电压为20V，根据串联电路中的电压规律，总电压为15V+20V=35V；在例4中，通过第1个电阻的电流为3A，通过第2个电阻的电流为2A，根据并联电路中电流规律，干路电流为3A+2A=5A。
病因：联系实际的能力不够
诊断：产生错误的地方在于仅仅在最后阶段才考虑串并联电路的电压、电流特点，而在计算之初没有考虑串联电路电流处处相等、并联电路中各支路两端电压相等的特点。
两电阻串联时，当电路中的电流超过2A，第2个电阻就会损坏，故通过两串联电路的电流应取较小的一个值，即串联时通过两电阻的电流I=2A，则加上第1个电阻上的电压最大为2A×5Ω=10V，第2个电阻上的电压最大为2A×10Ω=20V，两端允许加的最大电压为10V+20V=30V。（本例也可先算总电阻，再算总电压）
两电阻并联时，加在两电阻上的电压相等。根据前面计算的结果，第1个电阻上最大可加15V电压，第2个电阻上最大可加20V电压，而当电压超过15V时，第1个电阻会损坏，故加上两并联电阻上的电压应取较小的，即电压只能取15V，这样通过第1条支路的电流为3A，通过第2条支路的电流I=U/R=15V/10Ω=1.5A，干路电流为3A+1.5A=3.5A。
正解：3、4均选D
处方：电与我们的生活息息相关，因此解答电学试题，一定要考虑生产、生活的实际，以安全用电为最大的原则。
常见病4：电路结构不分
例5：如图所示电路，闭合开关Ｓ后，甲乙两表是电压表，示数之比是３：２，当开关Ｓ断开，甲乙两表是电流表，则两表的示数之比为（ ）
Ａ. ２：１ Ｂ. ３：１ Ｃ. ２：３ Ｄ.１：３
错解：A或C或D
病因：对电路变化把握不清
诊断：两表均接入电压表时，是一个串联电路，甲表测总电压，乙表测电阻R2两端的电压，有U总：U2=3：2，可推出R总：R2=3：2，进一步可得R1：R2=1：2，假定R2=2Ω，则R 1=1Ω。
当两表换为电流表时，电路结构发生了变化，电路变成并联电路，甲表测通过电阻R2的电流I2，乙表测干路电流I。电源电压一定，则通过R2的电流I2为U/ R2=U/2Ω，通过R1的电流I1为U/ R1=U/1Ω，干路电流I= U/2Ω+ U/1Ω=3U/ 2Ω。两表的比值为I1：I=U/1Ω：3U/2Ω。
正解：B
处方：只用脑子想电路图，容易产生错觉，拿到电学试题，一般首先应该画出电路图，尤其电路变化时，最好先画出简化电路图，再在根据串并联电路特点、欧姆定律进行解答。
常见病5：数学运算错误
例6：如下图所示电路中，R1＝20Ω，电路总电阻为12Ω，电流表示数为0.3A， 请计算：
（1）电阻R2的阻值； （2）电源电压； （3）通过R2的电流。
错解：（1）由于电阻R1和R2并联，根据1/R=1/ R1+1/R2
有 1/12Ω=1/20Ω+1/R2 则R2=8Ω
（2）电源电压U=U1=I1×R1=0.3A×20Ω=6V
（3）通过R2的电流为：I2=U/ R2=6V/8Ω=0.75A
病因：数学运算的能力较差
诊断：这是一个并联电路，分电阻R1和电路总电阻R的值均已知道，可通过并联电路中电阻的关系求出R2的值，关键是在计算过程中如何将分式变形求解，这个计算过程在草稿纸上完成。从计算的结果上看，本例错误在于直接把分母相减（20Ω-12Ω=8Ω），而不知道如何进行分式的变换变形，先移项为1/R2=1/12Ω-1/20Ω，再变形为1/R2=（20Ω-12Ω）/（20Ω×12Ω）=1/30Ω，最后倒数变形为R2=30Ω；由于第1问错误，进而导致第3问产生错误。
正解：（1）由于电阻R1和R2并联，根据1/R=1/ R1+1/R2
有 1/12Ω=1/20Ω+1/R2 则R2=30Ω
（2）电源电压U=U1=I1×R1=0.3A×20Ω=6V
（3）通过R2的电流为：I2=U/ R2=6V/30Ω=0.2A
处方：对并联后总电阻的理解以及计算总电阻、分电阻，这需要较好的数学运算能力，俗话说“数理化不分家”，在学习过程中要加强和其他学科的融合。
门诊三部：测量小灯泡的电阻
知识点：根据欧姆定律的变形公式R=U/I，测出待测灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，就可以求出灯泡的电阻，这种方法叫做伏安法，实验中一般要几次测量取平均值来减小误差。
常见病6：仪器使用错误
例7：马良同学发现实验室有一个小灯泡，上面只有“3．8 V”的字样能够看清，他想知道这个小灯泡正常工作时的电阻值，决定使用下图所示的器材进行实验。
（1）请你帮他在下图中将所给器材用线连接起来。
（2）连接电路时，开关应该 ；闭合开关前，变阻器的滑片P应移到 端。
（3）闭合开关后，移动滑片P，电流表与电压表的读数如右图，则加在小灯泡两端的电压是 V，通过小灯泡的电流是 A，小灯泡的电阻R= Ω。
错解：（1）如图 （2）断开 左 （3）3 0.26 11.5Ω
病因：实验不够，基本仪器的使用规则不熟
诊断：在电路连接过程中要注意四个问题：一是让电流从电表的正接线柱流进，负接线柱流出；二是电流表与被测电阻串联，电压表与被测电阻并联；三是被测值不要超过电表的量程；四是滑动变阻器要采取“一上一下”的接法。这四点都容易产生错误，本例中就是没有考虑灯泡正常工作时的电压是3.8V，而将电压表的量程接小了。
正解：（1）如图 （2）断开 左 （3）3 0.26 11.5Ω
处方：“伏安法测电阻”是常考题，它可以考查基本的实验能力，包括仪器仪表的正确使用、电路的连接、数据读取以及处理。解题前应掌握：电流表、电压表、滑动变阻器、开关的正确使用方法及电表的读数；还要了解实验原理、步骤，能够对实验现象分析，能够处理实验结果；还要了解实验的设计方法---公式原理法、等效替代法等，只有这样在解题时才能以不变应万变。
门诊四：欧姆定律和安全用电
知识点：人体是导体，只有不高于36V的电压才是安全的；根据欧姆定律，电压越高，通过人体的电流就越大，对人的危险性就越大；电路存在三种状态：通路、断路、短路。
常见病7：电路状态不清
病例8：某同学连接的电路如图所示，当他将开关断开时，下面的说法中正确的是（ ）
A．电压表和电流表的读数都变小
B．电压表和电流表的读数都变大
C．电压表和电流表的读数都不变
D．电压表读数变为零，电流表的读数不变
错解：D
病因：短、断路分析不到位
诊断：当开关闭合时，电路由2个电阻并联而成，电流表测通过上面电阻的电流，电压表表面上看是测量下面电阻两端的电压，实际上测量的是电源电压；当开关断开时，上面支路没有影响，电流表示数不变，下面的支路出现断路，没有电流通过，但对电压表没有影响，所以电压表示数也不变。
正解：C
处方：多分析和判断由开关断开、闭合以及滑动变阻器移动引起电路变化，加深对电路的断路、短路的理解，进一步熟悉串、并联电路的特点，能够帮助迅速解题。
2010年1-2期《初中生学习》
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