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一个物理问题!

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解决时间 2021-04-16 10:28
欧姆定律为什么只适用于纯电阻用电器?
最佳答案

1金属或电解质导电


设有一段金属导体,横截面积为S,长为L,在导体的两端加上电压U,则导体中的场强E=U/L.这时,一自由电子在电场力F=eE的作用下做定向移动。设电子的质量为m,则定向移动的加速度为a=F/m=eE/m=U(e/mL)。
运动的自由电子要频繁地与金属正离子碰撞,使其定向移动受到破坏,限制了移动速率的增加。自由电子在碰撞后向各个方向弹射的机会相等,失去了之前定向移动的特性,又要从新开始做初速为0的定向加速运动。
自由电子相继两次碰撞的间隔有长有短,设平均时间为t,则自由电子在下次碰撞前的定向移动速率vt(以t为下标)=at,那么在时间t内的平均速率v=at/2。结合之前推出的a=U(e/mL),得自由电子的平均移动速率为v=U(et/2mL)。
代入电流的微观表达式I=neSv,得I=U(ne^2St/2mL)
对于一定的金属材料,在一定的温度下,t是个确定的数值(10^-14~10^12s),也就是说,对于一段金属导体,ne^2St/2mL是个常量。
因此,导体中的电流强度I与两端的电压U成正比。导体两端的电压与导体中的电流强度的比值(2mL/ne^2St)就是这段导体的电阻。由此看出,导体的电阻与长度成正比,与横截面积成反比,与1/ne^2t成正比。1/ne^2t由导体的特性决定。因此,在一定温度时,导体的电阻是R=ρL/S。ρ是导体的电阻率。对于一定温度与相同的导体,电阻率一定。
2 气体导电:气体导电的本质是加在气体上的电压超过了耐压,气体分子电离而产生可以自由移动的电荷,其自由电荷受到周围分子碰撞的可能性很小,


3 电动机转动时,要产生反电动势


4 电解时,也要产生反电动势


纵上所述,欧姆定律有一定的局限性。它适用于金属,电解液等称之为线性电阻的导体。欧姆定律不适用有气体。

全部回答

因为如果有其他做工

电流就不是只用来做工

那么用欧姆定律就不能表示其做工状态

欧姆定律为什么只适用于纯电阻用电器?

不对的。欧姆定律适用于所有电路(阻抗、容抗、感抗及其他非线性元件)。

因为只有纯电阻的电压与电流才是成正比的,或者说电阻阻值不随所加电压大小改变(这里排除热的因素)

而对于二极管这些非线性电阻原件的阻值并不是一个定值,不符合欧姆定律,阻值会随加在它两端的电压大小和方向改变

欧姆定律是德国科学家欧姆于1826年通过实验建立起来的。定律表明:在稳恒电流条件下,通过一段导体的电流I与导体两端的电压U成正比,其比例系数由表征导体性质的量——电阻R来决定,用公式表示,即为 I=U/R 在通常温度或温度不太低的情况下,对于电子导电的导体(如金属),欧姆定律是一个很准确的定律。当温度低到某一温度时,金属导体可能从正常态进入超导态。处于超导态的导体电阻消失了,不加电压也可以有电流。对于这种情况,欧姆定律当然不再适用了。 在通常温度或温度变化范围不太大时,像电解液(酸、碱、盐的水溶液)这样离子导电的导体,欧姆定律也适用。而对于气体电离条件下,所呈现的导电状态,和一些导电器件,如电子管、晶体管等,欧姆定律不成立。 欧姆定律成立时,以导体两端电压为横坐标,导体中的电流I为纵坐标,所做出的曲线,称为伏安特性曲线。这是一条通过坐标原点的直线,它的斜率为电阻的倒数。具有这种性质的电器元件叫线性元件,其电阻叫线性电阻或欧姆电阻。 欧姆定律不成立时,伏安特性曲线不是过原点的直线,而是不同形状的曲线。把具有这种性质的电器元件,叫作非线性元件。
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