电可以定义为电子的运动。为了操纵电来执行工作,需要理解的三个最重要的概念是电压、电流和电阻。
电压(以伏特(V)为单位)描述电路上两点之间的势能量,由两点之间的电荷差产生。
电流(以安培(A)为单位)是电子流过电路的速率。一安培的速率相当于每秒1库仑(标准电荷单位)。
电阻(以欧姆(Ω)为单位)是一种测量材料抵抗电流通过材料的能力的方法。电阻高的材料称为绝缘体,电阻低的材料称为导体。
在一门物理课上,学生们做了几个实验来研究这三种电性质之间的关系。
实验1
学生们得到了各种各样的电池、电阻器(抵抗电流流动的电气元件)、安培计(测量电流的装置)以及电线和连接器。学生们根据下面的电路图构建电路,并测量每个电路中的电流。表1显示了他们的结果。
表1

实验2
为了进一步研究电阻的特性,学生们用不同长度的镍丝线圈替换了电路中的电阻。学生使用可变电源调节电压,直到电流等于1A。然后,他们使用实验1中确定的电压、电流和电阻之间的关系来计算导线线圈的电阻。他们的结果如图2所示。
图2

实验3
学生们使用1米长的各种其他金属线圈重复实验2中的程序。其结果见表2。
表2
