●备课资料一、欧姆和欧姆定律的建立欧姆（1787~1854年）1787年3月16日生于德国埃尔兰根城，父亲是锁匠.父亲自学了数学和物理方面的知识，并教给少年时期的欧姆，唤起了欧姆对科学的兴趣.16岁他进入埃尔兰根大学研究数学、物理和哲学，由于经济困难，中途辍学，到1813年才完成博士学业.欧姆是一个很有天才和科学抱负的人，他长期担任中学教师，由于缺少资料和仪器，给他的研究工作带来不少困难，但他在孤独与困难的环境中始终坚持不懈地进行科学研究自己动手制作仪器.欧姆对导线中的电流进行了研究.他从傅立叶发现的热传导规律中受到启发，导热杆中两点间的热流正比于这两点间的温度差.因而欧姆认为电流现象与此相似，猜想导线中两点之间的电流也许正比于它们之间的某种驱动力，即现在所称的电动势.欧姆花了很大的精力在这方面.开始他用伏打电堆作电源，但是因为电流不稳定，效果不好.后来他接受别人的建议改用温差电池作电源，从而保证了电流的稳定性.但是如何测量电流的大小，这在当时还是一个没有解决的难题.开始，欧姆利用电流的热效应，用热胀冷缩的方法来测量电流，但这种方法难以得到精确的结果.后来他把奥斯特关于电流磁效应的发现和库仑扭秤结合起来，巧妙地设计了一个电流扭秤，用一根扭丝悬挂一磁针，让通电导线和磁针都沿子午线方向平行放置；再用铋和铜温差电池，一端浸在沸水中，另一端浸在碎冰中，并用两个水银槽作电极，与铜线相连，当导线中通过电流时，磁针的偏转角与导线中的电流成正比.实验中他用粗细相同长度不同的八根铜导线进行了测量，得出了如下的等式：X=式中X是磁效应强度，即电流的大小；a是与激发力有关的常数，即电动势；x表示导线的长度，b是与电路其余部分的电阻有关的常数，b+x实际上表示电路的总电阻.这个结果于1826年发表.1827年欧姆又在《动电电路的数学研究》一书中，把他的实验规律总结成如下公式：S=γE式中S表示电流，E表示电动力，即导线两端的电势差，γ表示导线对电流的传导率，其倒数即为电阻.欧姆定律发现初期，许多物理学家不能正常理解和评价这一发现，并提出怀疑和尖锐的批评.研究成果被忽视和经济的极其困难使欧姆精神抑郁.直到1841年英国皇家学会授予他最高荣誉的科普金奖，才引起德国科学界的重视.1849年他当上了慕尼黑大学教授，后人为了纪念他，就用他的名字作为电阻的单位.二、电流传导速率、电子定向移动速率、电子热运动速率三种速率的区别1.电流传导速度等于光速，电路一接通，导体中的自由电子立即受到电场力的作用，定向移动形成电流.2.电子定向移动速率其大小与电流有关，一般每秒为10－2m~10－3m的数量级.3.电子热运动速率与温度有关，通常情况为每秒几百米.三、电流的微观解释设粗细均匀的一段导体长度为l，两端加一定的电压，导体中自由电荷定向移动的速率为v，导体的横截面积为S，导体单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为e，则导体中自由电荷总数N=nlS，总电量q=Ne=nlSe，所有这些电荷都通过导体横截面所用时间t=，所以电流I==neSv.由此可见，从微观上看，电流决定于单位体积内的自由电荷数n、导体的横截面S和自由电荷定向移动的速率v.
