对欧姆定律的适用条件的一些辨析湖北省恩施髙中陈恩谱由于课本上对欧姆左律适用条件说法上的模糊和混乱，导致很多老师和学生对欧姆左律适用条件存在一些错误的认识，并且引起了不小的思维混乱。根据本人对相关知识的梳理，特对欧姆龙律适用条件做如下
说明
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，以正本淸源，并期与同行交流。一、欧姆定律作为实验定律欧姆左律最初得来，完全是依据实验，实验
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明，在金属导体温度几乎不变、电解质溶液浓度几乎不变时，通过导体的电流，与加在导体两端的电压成正比，即/HU，其比例系数被泄义为电导D,有/=DU,电阻就是电导的倒数R=-,由此得到大家熟悉的欧姆泄律/=-.焦耳通过DR对金属导体发热的实验研究.得到著名的焦耳左律Q=I2Rt及化这个/?即欧姆肚律所疋义的电阻。R=b代进心=/吹后,/（）实验发现，对电动机，苴线圈不转动和转动起来后，乡却不一样；但是由静止状态下得出的P也=I’R也适用于线圈转动起来的情况。据此，人们重新由焦耳定律定义了电阻槪念一R=冬,这就是我们实际中使用的R的立义，这和欧姆左律的上义R=-已rI经存在区别。广义的欧姆定律在电动机转动、电路中有电容电感、以及电解槽
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虑化学反应层的情况下，宁实际并等于R厶;这时，人们类比R=匕定义了一个新的物理捲一一阻抗Z=-,阻抗包含了电阻.容抗.rII感抗等，有z>/?o这时，广义的欧姆定律为/=-,易看出：/=-<-,lit处的电阻是由ZZR焦耳定律定义的一R=写。r由能量守恒认识欧姆定律电阻（又称之为热电阻），实际上是由焦耳定律定义的，所以对欧姆左律的理解，就必然要从能量角度进行。对将电能全部转化为热能的元件（即纯电阻，比如电炉），由能量守恒，有iu=i2r,约去一个人得U=IR,变形得/=—oR对将电能主要是转化为其他形式能量的元件（即非纯电阻，比如电动机），由能量守恒，有1U=P^+/2R,即有/U>I2R,约去约去一个/,得U>IR,变形得/V吕。可见，欧姆定律只适用于纯电阻元件。从电流形成机制角度认识欧姆定律在电动机.电解槽等原件中，存在反电动势槪念。导体中电流驱动力除了电场力（电压）夕卜，还受到反电动势的阻碍作用.则电路中的电流为：I=U~E^<-.RR对电动机，I=变形得IR=U_Er,两边乘以/得到I2R=1U-IE^,对比1U=P^+12R9可得片几=IE"而反电动势E反=33,代入前式，得心=仏反=/33,其中IBL=眩（安培力），即此式为=F^v——安培力做功，将电能转化为机械能。由上可知，由心他=H反可计算电能转化为除热能外英他形式能量的数值；或测左了热功率后,可借此计算岀反电动势。注意，/=-与/=匕¥&是等价的，因为涉及Z的表达式，以及各种情况下E反的具体表达ZR式，再此就不赘述。五、关于线性元件问题课本大多时候都宣称，欧姆定律只适用于线性元件，其实，这句话是不对的J如前，小灯泡是非线性元件，欧姆左律照样适用。很多人或许会说，欧姆立律说的是一一在导体确立时，电流与电压成正比，这句话表明欧姆泄律只适用于定值电阻，即线性元件。注意，这句话所说导体确泄是什么意思？包不包括温度.浓度不变（即电阻率不变）？这句话更严重的问题在于，对1=-中/和〃关系的语言描述一一“在导体确泄时，电流与电压成正比”R是一个控制变量式的描述：若导体变了（电阻r变了一一比如小灯泡温度升髙了），难m/=-就R不成立了吗？仍然成立！不过是把R换成新的R就行了。类比牛顿第二立律的表述：a=-——物体的加速度与物体所受合力成正比，那么物体变化了m（质量加变了），a=-还成立吗？当然还成立！不过是把加换成新的加就行了。m六、关于电解质溶液问题髙中物理中涉及两个模型：电解质溶液和电解槽。其实，电解质溶液通电后，一宅存在电解反应！也就是说，电解质溶液通电后，就成为了电解槽！这就是很多老师迷惑所在。那么，说欧姆左律适用于电解质溶液是什么意思呢？这得实验和从理论两个角度说明。当电解质溶液通电时，可在电解槽内插入两个测量电极，“测量电极”适当离开“电解电极”远一点，这样即可验证欧姆定律适用于电解质溶液。为什么“测量电极”要适当离开“电解电极”远一点呢？因为电解电极附近存在化学反应双电层，双电层处有反电动势，测虽电极应该避开这个反电动势。从上述分析来看，欧姆圧律适用于除开化学反应双电层外的电解质溶液，不适用于包含了化学反应双电层的电解槽。这就是髙中物理中电解质溶液和电解槽的区别所在。结论关壬欧姆定律的适用条件丄［议只.说纯.电阻元性j纯电阻元件指金属元件和电解质溶液。
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