符合U=IR就是符合欧姆定律吗？
摘 要：分别对线性元件、欧姆定律、纯电阻元件及电阻这几个物理概念进行分析、比较和阐述，进而指出遵守表达式U=IR及遵守欧姆定律的概念性区别。
关键词：欧姆定律；线性元件；纯电阻元件
在教学活动中我们常常能从学生的只言片语中发现在学生的脑海中对一些物理概念存在着错误的理解，有的理解甚至可能会被粗心的教师不假思索地认同。对此，作为教师的我们必须要具备足够的细心和认真面对的态度，理清概念的关系，首先要使自己心如明镜，才能从各个角度有力地破除存留在学生心中的困惑。以下，就是笔者在陪同学生对欧姆定律等相关知识进行学习的过程中，面对几个概念问题，经笔者仔细查阅资料并整理后得出的几点认识。
一、关于欧姆定律的认识
关于欧姆定律，在高中物理教材上是这样表述的：“我们可以把电压、电流、电阻的关系写成I=U/R，上式可以表述为：导体中的电流跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比，这就是欧姆定律。”
关于欧姆定律，大学教材“电磁学”中的表述是这样的：“精确的实验表明，在稳恒条件下，通过一段导体的电流强度和导体的两端的电压成正比，即：I∝U。这个结论叫做欧姆定律。如果写成等式，则有I=U/R，或U=IR。”由此可以看出：只有在元件的阻值不变的情况下，才有I∝U，也就是说只有阻值不变的元件才适用于欧姆定律！
二、关于电阻的定义
同样，在“电磁学”中对电阻的表述是这样的：“式中的比例系数由导体的性质决定，叫做导体的电阻。……对于非线性元件，欧姆定律虽不适用，但我们仍定义其电阻为R=U/I，只不过它不再是常量，……”由此，我们不难看出：由于非线性元件的阻值可能会随环境发生变化，I与U不能成正比，故其不适用于欧姆定律，但其在各种环境下的阻值却仍是由定义式R=U/I确定的。
三、“纯电阻”元件与线性元件的区别
关于“纯电阻”电路或“纯电阻”元件的说法从笔者从教以来一直就存在着，这些年来的施教中，我也常在课堂上提起。而在写本文时才发现：无论是现行的初中教材（人教版）还是高中教材（人教版），亦或是大学教材“电磁学”，均没有对“纯电阻”有明确定义或表述。于是，笔者不禁发笑，这十多年来我们一直口口相传的“纯电阻”元件的概念原来是“业内”的一个习惯称法，从未在文献上明确下来。
不过，关于所谓“纯电阻”无件的认识，大家还是一致的（至少在笔者从教的圈子里是这样的）。那就是：在通电后，只能将电能完全转化为内能的元件！
而关于线性元件的定义，现行的高中教材（人教版）物理选修3-1中的表述是这样的：“……某一个金属导体，在温度没有显著变化时，电阻是不变的，它的伏安特性曲线是通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件。”而在大学教材“电磁学”中，也有与之相似的表述。由此可见，符合欧姆定律的元件，因其伏安特性曲线呈线性，则必定是线性元件！
那么现在，我们整理一下这两个概念后，就有必要提出两点认识。
首先，“纯电阻”元件可能因其随着环境或条件的变化而发生阻值的变化，进而不能保证它的伏安特性呈线性，也就可能不是线性元件；而线性元件本身仅对电流与电压间的关系做出了要求，其本身并未对电能转化的方向定义，线性元件当然也就不一定是“纯电阻”元件了（如，霍尔元件就是一种线性元件）。也就是说：“纯电阻”元件不一定是线性元件，线性元件也不一定是“纯电阻”元件！
其次，“纯电阻”元件由于只将电能（以焦耳热的形式）转化为内能，故有电功即为电热，即有等式：UIt=I2Rt，因而就有U=IR的结论。但是，一定要注意的是，“纯电阻”元件不一定是线性元件，不能保证I∝U，也自然不能保证其遵守欧姆定律。事实上，遵守欧姆定律不能等同于符合表达式U=IR，导体的阻值不变（或可近似视为不变）是其遵守欧姆定律的必要条件！
至此，笔者不由得感到一种释然，终于弄清了几个一直存在脑海中的疑惑，多年来，每当教学进度到此章节时，总是感到自己有一种说不清道不明的苦楚。看来，只要认真对待，一切都会清楚明白的！
参考文献：
赵凯华，陈熙谋.电磁学.高等教育出版社，1985-06.
编辑 杨兆东