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欧姆定律怎么还能在电解质溶液中适用?

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/23 18:44:15
欧姆定律怎么还能在电解质溶液中适用?
人教版高中物理教材选修3-1学欧姆定律时,说它在电解质溶液中也适用.但是,欧姆定律不是只适用于纯电阻电路,即电能只转化为热能的电路吗?电解质溶液导电是一定要转化化学能的啊.不管是强电解质弱电解质,哪怕熔融状态都要发生化学反应转化化学能的啊.怎么还能说欧姆定律适用呢?
欧姆定律并不是只适用于纯电阻电路的,比如电容和电感,也可以用欧姆定律.
但是此时电阻变成了复数表示的阻抗.
欧姆定律是由麦克斯韦方程组直接推导出来的,所以只要有电磁场的地方都能用欧姆定律.
电解质溶液和导线差不多,只不过导线里只有一种载流子叫电子,电解液里面有正离子和负离子.正负离子在电场的驱动下移动,和其他的粒子碰撞,受到阻力,也会有电阻.所以欧姆定律对它也是适用的.
再问: 不太明白哎,我只是个高三生…… 我们老师说欧姆定律是实验定律,当UIT=I²RT时才有R=U/I啊。 而且,金属导体只转化内能,电解质溶液确确实实要转化化学能的啊。 真是麻烦您了,但是我自己搜不出结果,我们老师也很困惑……真是麻烦您了
再答: 那你就先不要管电容电感了。对于直流来说,的确需要纯电阻电路,但是不需要电能一定转化成热能的。你想想小灯泡是不是纯电阻?小灯泡电能转换成了光能,也是纯电阻。 欧姆定律可以这么推导 条件一:电流的定义是单位时间通过截面积的电荷量,一条电路,处处电流都相同,也就是说单位时间通过任何地方的电荷量都一样多,也就是说电荷是在电路中匀速运动的。 条件二:回路接通电源后,电源的正负极之间会在回路内构建起一个大小处处相同的电场E,驱动着电荷从正极流经电路回到负极。 承认了上面两个条件,下面来推理结论 如果没有任何阻力的情况下,电荷速度会不断加快,那么单位时间内流经截面积的电荷量会越来越多,电流会越来越大,但是这和实际明显是不同的,实际电路中,电流处处相同。也就是说电路里面必定有某种阻力,时时刻刻时时刻刻对电荷做功,使电荷速度无法增加,电荷始终保持匀速运动。这个功必定等于电源的驱动力也就有W=QE=U 现在固定电源电压,改变电流做实验,发现电路里这个功和电流有反比关系,也就是W∝1/I,比例系数称为电阻R,表示电路对电流的阻碍作用。这个阻碍作用不会随着电源和电流变化,只和电路本身有关系。 你看看这个推导过程中,根本不需要电能一定转换为热能,只要能对电路有一个阻碍作用,并且和电流成反比,电路就是纯电阻电路,就满足欧姆定律。 也就是说纯电阻电路的定义是 满足电阻R不随电流电压变化、并且R=U/I,这样的电路就是纯电阻电路,和你是电阻还是溶液没啥关系。
再问: 对于小灯泡也是纯电阻,我们的辅导书解释为光能也是由热能转化来的。 满足电阻R不随电流电压变化、并且R=U/I,这不就是定值电阻吗?可是小灯泡又不是定值电阻,不是电压升高,温度也升高,R就变了么?本来电阻系数就含有温度参量。难道是因为我们研究的是热平衡状态,在一定环境下热平衡温度是一定的?可我们教材上还有小灯泡电阻随所加电压变化的实验呢。 真是麻烦您了。
再问: 对于小灯泡也是纯电阻,我们的辅导书解释为光能也是由热能转化来的。 满足电阻R不随电流电压变化、并且R=U/I,这不就是定值电阻吗?可是小灯泡又不是定值电阻,不是电压升高,温度也升高,R就变了么?本来电阻系数就含有温度参量。难道是因为我们研究的是热平衡状态,在一定环境下热平衡温度是一定的?可我们教材上还有小灯泡电阻随所加电压变化的实验呢。 真是麻烦您了。
再答: 说是热能转化来的也对吧,热能就是物体内所有分子动能和势能的总和,你不管是啥东西,加了电压,有一部分原来不动的粒子在电场驱使下开始运动,使得物体分自动能增加,热能都得增加。 小灯泡电阻变是因为温度变了,还是因为自身的原因,不加电压温度升高小灯泡的电阻也是会变的,所以观察到小灯泡不是定值电阻的原因和电压无关。所以说小灯泡的阻值还是只和本身有关,并满足R=U/I。电阻还不就是又长又细的导线,电压高了受热一样会发光,只不过效率和光强没有钨丝那么好。 电阻就是一个抽象出来的概念,欧姆定律其实就是U=IR,即使我这个R是随着电流或者电压变化的,你写这个方程还是叫欧姆定律。 高中现在学的东西太少,又不系统,想找个理论把所有东西都说通,差很多知识。不过你这种习惯挺好的,以后不管干啥,有这个想把学的东西用个什么理论统一起来的习惯,会让你学东西比别人快。 没事,有啥事你再问。