14. 欧姆定律 | 万物有理

Step 1 水流与电流

具象化理解：水路类比法

电流看不见摸不着，我们可以通过“水流”来类比理解。

🤔 思考： 如果水管粗细不变，水压越大，水流越急；同样，电阻不变时，电压越大，电流。（提示：增大 / 减小）

Step 2 核心定律

$$ I = \frac{U}{R} $$

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。

📏 常用单位换算：
电流：$1 \text{ A} = 1000 \text{ mA}$
电压：$1 \text{ V} = 1000 \text{ mV}$
电阻：$1 \text{ k}\Omega = 1000 \Omega$

⚠️ 易错警示：
1. 适用条件： 仅适用于纯电阻电路（如灯泡），不适用于电动机。
2. 电阻特性： $R$ 是导体属性，与 $U$ 和 $I$ 无关。

Step 3 探究实验

实验方法： 伏安法。保持电阻 $R=10\Omega$ 不变，调节电压，记录电流。

📝 实验规范：

🔋 电源电压 ($U$) 3.0 V

⚡ 定值电阻 ($R$) 10 Ω

📊 I-U 图像 (斜率 $k=1/R$)

当前电流 I = 0.30 A

Step 4 生命安全

已知： 人体安全电流上限约为 $30 \text{ mA}$ ($0.03 \text{ A}$)。潮湿环境下人体电阻 $R_{湿} \approx 500 \Omega$。

任务： 如果手湿了接触 $36 \text{ V}$ 电压，是否有危险？

计算电流 $I = U/R =$ A

Step 5 科技应用

👇 拖动红色滑片：接入A、C。向右移动，电阻变大。

1. 滑片向右移 $\rightarrow$ 接入电阻丝(AC段)变长

2. 电阻 $R$ 变大

3. 根据 $I=U/R$，电流 $I$ 变小

4. 灯泡亮度变暗