2021-2022学年高二物理竞赛课件:恒定电流和导电规律.pptx
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1、恒定电流和导电规律12 纯纯金金属属线线膨膨胀胀系系数数要要小小得得多多,可可忽忽略略其其长长度度和和截面积变化,截面积变化,R=R0(1+t),可制成,可制成电阻温度计电阻温度计。常常用用电电阻阻温温度度计计有有铜铜电电阻阻温温度度计计(-50 150)和铂电阻温度计和铂电阻温度计(-200 500)。=0(1+t),为电阻温度系数为电阻温度系数。各种材料的电阻率都随温度而变化。在通常各种材料的电阻率都随温度而变化。在通常温度范围内,金属材料的电阻率随温度作线性温度范围内,金属材料的电阻率随温度作线性变化,变化关系可以表示为变化,变化关系可以表示为 3 电电阻阻率率单单位位m(欧欧姆姆 米米
2、)。电电阻阻率率的的倒倒数数为为电电导导率率(conductivity)用用 表示,单位是表示,单位是S m-1(西门子西门子/米米)。某些材料电阻率在其特定温度某些材料电阻率在其特定温度TC以下减小到接近以下减小到接近零的现象称为零的现象称为超导现象超导现象。处于超导状态的材料为处于超导状态的材料为超导体超导体(superconductor)。TC称为称为超导转变温度超导转变温度,不同材料具有不同,不同材料具有不同TC。钛。钛的的TC为为0.39K,铝为,铝为1.19K,铅为,铅为7.2K,Hg-Ba-Ca-Cu-O系氧化物为系氧化物为134K等。等。4高温超导体高温超导体高温超导体通常是指
3、在液氮温度(高温超导体通常是指在液氮温度(77 K77 K)以上超)以上超导的材料。人们在超导体被发现的时候(导的材料。人们在超导体被发现的时候(19111911年年),就被其奇特的性质(即零电阻,反磁性,和),就被其奇特的性质(即零电阻,反磁性,和量子隧道效应)所吸引。量子隧道效应)所吸引。高温超导体包括四大类:高温超导体包括四大类:90K90K的稀土系,的稀土系,110K110K的的铋系,铋系,125K125K的铊系,和的铊系,和135K135K的汞系。它们都含有的汞系。它们都含有铜和氧,因此也总称为铜氧基超导体。它们具有铜和氧,因此也总称为铜氧基超导体。它们具有类似的层状结晶结构,铜氧层
4、是超导层。类似的层状结晶结构,铜氧层是超导层。5 例例1:一块扇形碳制电极厚为一块扇形碳制电极厚为t,电流从半径为,电流从半径为r1的端面的端面S1流向半径为流向半径为r2 的端面的端面S2,扇形张角为,扇形张角为,求:求:S1和和S2之间的电阻。之间的电阻。dr 平行于电流方向,平行于电流方向,dS 垂直于电流方向。垂直于电流方向。r1r2 tS1S2解解:7欧姆定律欧姆定律(Ohms law)取取长长 l 截截面面积积 S的的细细电电流流管管,根根据据欧欧姆姆定定律律 I=U/R,其中,其中 I=j S,U=E l,R=l/S,反映了金属导体导电的基本特性反映了金属导体导电的基本特性,电阻
5、是常量,电流与电势差成正比。电阻是常量,电流与电势差成正比。适用于金属导体,电解液和熔融盐。适用于金属导体,电解液和熔融盐。反映金属导体中任意一点上反映金属导体中任意一点上 j与与E之间的关系。之间的关系。适用于恒定电流的情形和变化的电流场。适用于恒定电流的情形和变化的电流场。R是与是与U 和和I 无关的常量。无关的常量。欧姆定律的微分形式:欧姆定律的微分形式:8 例例2:长为长为a半径为半径为R1、R2的金属圆筒内、外缘电的金属圆筒内、外缘电势差为势差为U,电阻率为,电阻率为 ,求圆筒的径向电流。,求圆筒的径向电流。解解1:取半径取半径r和和r+dr作两个圆柱面作两个圆柱面 柱面面积为柱面面
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- 2021 2022 学年 物理 竞赛 课件 恒定 电流 导电 规律
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