Закон Ома для участка цепи в 8 классе связывает три величины: силу тока, напряжение и сопротивление, формулой I = U/R. Чем больше напряжение, тем сильнее ток, чем больше сопротивление, тем он слабее. Дальше: что значит каждая величина, как её измерить и как решить задачу.
Суть простыми словами
Представь водяную горку в аквапарке. Напряжение — высота горки: чем она выше, тем сильнее напор. Сопротивление — шероховатость желоба и его узкое место. Сила тока — сколько людей скатывается за секунду. Выше горка, и поток растёт. Желоб шероховатее, поток падает. Закон Ома пишет это арифметикой.
Три величины.
- Сила тока I — заряд, проходящий через сечение проводника за секунду. Единица — ампер (А). Измеряют амперметром, который включают последовательно.
- Напряжение U — работа поля по перемещению единичного заряда на данном участке. Единица — вольт (В). Измеряют вольтметром, который подключают параллельно участку.
- Сопротивление R — свойство проводника «мешать» току. Единица — ом (Ом).
Закон Ома для участка цепи: I = U / R. Сила тока на участке прямо пропорциональна напряжению на нём и обратно пропорциональна сопротивлению. Из формулы: U = I·R и R = U/I.
График. Для постоянного R зависимость I(U) — прямая, выходящая из начала координат: вдвое больше напряжение, вдвое больше ток. Чем круче прямая, тем меньше сопротивление.
Разобранная задача. Лампа с сопротивлением 440 Ом включена в сеть 220 В. Какой ток в ней течёт? Какое напряжение нужно, чтобы ток стал 0,25 А? I = U/R = 220/440 = 0,5 А. Для 0,25 А: U = I·R = 0,25 · 440 = 110 В. Ответ: 0,5 А; 110 В.
Где встречается на экзамене
«Закон Ома для участка электрической цепи: I = U/R» — отдельный элемент кодификатора ОГЭ 2027. На нём строится лабораторное задание 17 демо 2027. Из источника 4,5 В, ключа, реостата, амперметра, вольтметра и резистора R2 собирают цепь. Реостатом ставят ток 0,3 А, 0,4 А и 0,5 А и записывают напряжение с погрешностью: ±0,02 А по току и ±0,1 В по напряжению. В образце ответа напряжения около 1,7 В, 2,3 В и 2,9 В, а в выводе пишут, что сила тока в резисторе прямо пропорциональна напряжению на его концах. Расчёты по закону Ома — в задании 9 и задании 20: в демо №20 через R₁ = 10 Ом идёт 4 А, поэтому U₁ = 4 · 10 = 40 В.
Где ошибаются
- Подключают вольтметр последовательно. Вольтметр подключают параллельно участку, амперметр последовательно.
- Думают, что R зависит от U и I. R определяется проводником. Если напряжение выросло вдвое, то вдвое выросла сила тока, а R не поменялось.
- Не переводят единицы. Миллиамперы в амперы, киловольты в вольты, килоомы в омы.
- Путают участок цепи и полную цепь. Закон I = U/R работает для одного участка. Если в задаче дан источник с внутренним сопротивлением, это уже другой закон.
- Неверно читают график. Если прямая не проходит через начало координат, значит, на участке есть что-то ещё, или график построен для нелинейного элемента.
Шпаргалка за 30 секунд
Мини-проверка:
- Через резистор 10 Ом идёт ток 2 А. Чему равно напряжение на нём?
- Напряжение на проводнике увеличили вдвое, R не менялось. Что с током?
- Как включают амперметр: параллельно или последовательно?
Ответы: 1 — U = I·R = 2·10 = 20 В. 2 — ток вырос вдвое. 3 — последовательно.
Следующий шаг: в тренажёре «Электрические цепи» в режиме «Закон Ома» подключи приборы, запиши точки и построй график U–I. Дальше узнай, что определяет R: сопротивление проводника. Задачи по закону Ома — в сборнике задач по физике 8 класса, а лабораторную часть можно потренировать на пробном занятии по физике.