学高中物理人教选修同步辅导与检测导体的电阻.pptx

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1、超导现象 金属材料的电阻率随着温度的降低会减小，那么，当温度降到接近绝对零度时，电阻会怎么样呢？这时，某些金属、合金以及化合物的电阻率会出现一种奇特的现象：当温度降低到某一特定温度TC时，电阻率突然减小到零，这种现象叫做超导电现象，简称超导现象，TC叫做正常态和超导态之间的转变温度能够发生超导现象的材料叫超导材料如下图所示，当水银的温度降低到4 K时，电阻率突然变为零下表是几种超导材料的转变温度几种超导材料的转变温度材料锡(Ca)铝(Al)水银(Hg)铅(Pb)TC/K0.5601.1974.157.2第1页/共20页超导现象是1911年荷兰科学家昂尼斯在测量低温下水银的电阻时发现的在4.2

2、K时水银的电阻突然完全消失这时水银中的电流不需要外电压来维持，长期保持着，永不衰减像低温下的水银那样，电阻完全消失的导体叫超导体现在已经知道，元素周期表中约占半数的金属元素以及相当多的化合物和合金，都能在一定的温度下转变成超导体超导体的电阻是怎样消失的？从微观上解释这一问题，花费了固体物理学家们近半个世纪的心血，直到1957年才由巴丁、库伯、施里弗在前人的基础上建立了通称为BCS理论的超导性理论为此，他们荣获1972年诺贝尔物理学奖第2页/共20页第3页/共20页1影响导体电阻的因素(1)在导体横截面积、材料相同的条件下，导体的电阻与长度成_(2)在导体长度、材料相同的条件下，导体的电阻与横截

3、面积成_比(3)导体的电阻还与导体的材料有关，在长度，横截面积相同时，材料不同，其电阻值_通过实验探究电阻与长度、横截面积、材料三个因素的关系，采用_答案：(1)正比(2)反(3)不同控制变量法第4页/共20页2电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成_，与它的横截面积成_，导体的电阻与构成它的_有关(2)公式：_式中为导体材料的电阻率答案：第5页/共20页3电阻率导体的电阻率与导体的长度l、横截面积S_关，和物体的_和_有关，国际单位是_，有些材料的电阻率随温度的升高而增大，有些材料的电阻率随温度的升高而减小答案：无材料性质欧米第6页/共20页第7页/共20页一、电阻定律1

4、内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻与构成它的材料有关2公式：对电阻定律的理解：第8页/共20页(1)式中长度l是沿电流方向导体的长度，横截面积S是垂直电流方向的横截面积如右图所示，一块长方体铜块，若通以电流I1，则长度为a，横截面积为bc；若通以电流I2时，则长度为c，横截面积为ab，是材料的电阻率(2)此式为电阻的决定式，表明导体的电阻由、l、S决定，而与加在导体两端的电压U和流过导体的电流I无关(3)适用于温度一定，粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液(4)电阻定律指出了导体电阻由导体本身决定，也提出了通过控制导线长度达到改变电阻的方法第

5、9页/共20页第10页/共20页 如下图所示，分别把一个长方体铜柱的ab端、cd端、ef端接入电路时，计算接入电路中的电阻各是多大(设电阻率为铜)第11页/共20页解析：根据电阻定律 可以算出接入电路中的电阻由图可以看出，当接入点不同时，导体的长度和横截面积是不一样的答案：见解析第12页/共20页变式迁移1有时家中的白炽灯泡灯丝断了，恰好又没有新灯泡可换，轻轻摇晃灯泡，断了的灯丝还会搭上，当把灯泡再接入电路时，会发现比原来更亮了(如右图所示)你知道如何用物理知识解释这个问题吗？解析：由 知l减小，R减小，又 知U不变时，R减小，P增大，灯泡会比原来更亮答案：答案：见解析第13页/共20页二、电

6、阻率1物理意义电阻率是一个反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小无关，它的单位是：欧姆米，国际符号m，而电阻R反映的是导体的属性，与导体的材料、形状、大小有关2大小(1)计算公式：第14页/共20页(2)各种材料的电阻率在数值上等于用该材料制成的长度为1 m、横截面积为1 m2的导体的电阻各种材料都有各自的电阻率，各种金属中银的电阻率最小，其次是铜、铝，合金的电阻率大于组成它的任何一种纯金属的电阻率(3)电阻率与温度的关系各种材料的电阻率都随温度的变化而变化，金属的电阻率随温度升高而增大(可用于制造电阻温度计)；半导体和电介质的电阻率随温度的升高而减小(半导体的电阻

7、率随温度变化较大，应用于制成热敏电阻)；有些合金如锰铜、镍铜的电阻率几乎不受温度变化的影响(可用来制作标准电阻)；当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到零成为超导体第15页/共20页 金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”，所以可以利用铂的电阻随温度变化的性质制成铂电阻温度计，下图的IU图象中能表示金属铂电阻情况的图象是()解析：在IU图象中，图线的斜率表示电阻的倒数，由于铂电阻率随温度的升高而变大，所以斜率应减小，因此能反映金属铂电阻情况的图象为C.答案：C第16页/共20页变式迁移2（双选）关于材料的电阻率，下列说法中正确的是()A导体的电阻率与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比，还与导体材料有关B金属导体的电阻率随温度的升高而增大C纯金属的电阻率比合金的电阻率小D产生超导现象时，材料的电阻为零，但材料的性质没有变，材料的电阻率不为零第17页/共20页解析：电阻率是材料本身的一种电学特性，与导体的长度、横截面积无关，所以A错；金属导体的电阻率随温度的升高而增大，B对；纯金属的电阻率小，合金的电阻率大，C对；超导现象是指某些物质的温度降到绝对零度附近时，其电阻突然减小到无法测量的程度，可以认为它们的电阻率突然变为零，所以D错答案：BC第18页/共20页祝您第19页/共20页感谢您的观看。第20页/共20页