學高中物理人教選修同步輔導與檢測第節(jié)導體的電阻PPT課件

1、超導現(xiàn)象 金屬材料的電阻率隨著溫度的降低會減小，那么，當溫度降到接近絕對零度時，電阻會怎么樣呢？這時，某些金屬、合金以及化合物的電阻率會出現(xiàn)一種奇特的現(xiàn)象：當溫度降低到某一特定溫度TC時，電阻率突然減小到零，這種現(xiàn)象叫做超導電現(xiàn)象，簡稱超導現(xiàn)象，TC叫做正常態(tài)和超導態(tài)之間的轉(zhuǎn)變溫度能夠發(fā)生超導現(xiàn)象的材料叫超導材料如下圖所示，當水銀的溫度降低到4 K時，電阻率突然變?yōu)榱阆卤硎菐追N超導材料的轉(zhuǎn)變溫度幾種超導材料的轉(zhuǎn)變溫度材料錫(Ca)鋁(Al)水銀(Hg)鉛(Pb)TC/K0.5601.1974.157.2第1頁/共20頁超導現(xiàn)象是1911年荷蘭科學家昂尼斯在測量低溫下水銀的電阻時發(fā)現(xiàn)的在4.2

2、K時水銀的電阻突然完全消失這時水銀中的電流不需要外電壓來維持，長期保持著，永不衰減像低溫下的水銀那樣，電阻完全消失的導體叫超導體現(xiàn)在已經(jīng)知道，元素周期表中約占半數(shù)的金屬元素以及相當多的化合物和合金，都能在一定的溫度下轉(zhuǎn)變成超導體超導體的電阻是怎樣消失的？從微觀上解釋這一問題，花費了固體物理學家們近半個世紀的心血，直到1957年才由巴丁、庫伯、施里弗在前人的基礎(chǔ)上建立了通稱為BCS理論的超導性理論為此，他們榮獲1972年諾貝爾物理學獎第2頁/共20頁第3頁/共20頁1影響導體電阻的因素(1)在導體橫截面積、材料相同的條件下，導體的電阻與長度成_(2)在導體長度、材料相同的條件下，導體的電阻與橫截

3、面積成_比(3)導體的電阻還與導體的材料有關(guān)，在長度，橫截面積相同時，材料不同，其電阻值_通過實驗探究電阻與長度、橫截面積、材料三個因素的關(guān)系，采用_答案：(1)正比(2)反(3)不同控制變量法第4頁/共20頁2電阻定律(1)內(nèi)容：同種材料的導體，其電阻R與它的長度l成_，與它的橫截面積成_，導體的電阻與構(gòu)成它的_有關(guān)(2)公式：_式中為導體材料的電阻率答案：第5頁/共20頁3電阻率導體的電阻率與導體的長度l、橫截面積S_關(guān)，和物體的_和_有關(guān)，國際單位是_，有些材料的電阻率隨溫度的升高而增大，有些材料的電阻率隨溫度的升高而減小答案：無材料性質(zhì)歐米第6頁/共20頁第7頁/共20頁一、電阻定律1

4、內(nèi)容：同種材料的導體，其電阻R與它的長度l成正比，與它的橫截面積S成反比；導體電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān)2公式：對電阻定律的理解：第8頁/共20頁(1)式中長度l是沿電流方向?qū)w的長度，橫截面積S是垂直電流方向的橫截面積如右圖所示，一塊長方體銅塊，若通以電流I1，則長度為a，橫截面積為bc；若通以電流I2時，則長度為c，橫截面積為ab，是材料的電阻率(2)此式為電阻的決定式，表明導體的電阻由、l、S決定，而與加在導體兩端的電壓U和流過導體的電流I無關(guān)(3) 適用于溫度一定，粗細均勻的金屬導體或濃度均勻的電解質(zhì)溶液(4)電阻定律指出了導體電阻由導體本身決定，也提出了通過控制導線長度達到改變電阻的方法

5、第9頁/共20頁第10頁/共20頁 如下圖所示，分別把一個長方體銅柱的ab端、cd端、ef端接入電路時，計算接入電路中的電阻各是多大(設(shè)電阻率為銅)第11頁/共20頁解析：根據(jù)電阻定律 可以算出接入電路中的電阻由圖可以看出，當接入點不同時，導體的長度和橫截面積是不一樣的答案：見解析第12頁/共20頁變式遷移1有時家中的白熾燈泡燈絲斷了，恰好又沒有新燈泡可換，輕輕搖晃燈泡，斷了的燈絲還會搭上，當把燈泡再接入電路時，會發(fā)現(xiàn)比原來更亮了(如右圖所示)你知道如何用物理知識解釋這個問題嗎？解析：由 知l減小，R減小，又 知U不變時，R減小，P增大，燈泡會比原來更亮答案：答案：見解析第13頁/共20頁二、

6、電阻率1物理意義電阻率是一個反映導體導電性能的物理量，是導體材料本身的屬性，與導體的形狀、大小無關(guān)，它的單位是：歐姆米，國際符號m，而電阻R反映的是導體的屬性，與導體的材料、形狀、大小有關(guān)2大小(1)計算公式： 第14頁/共20頁(2)各種材料的電阻率在數(shù)值上等于用該材料制成的長度為1 m、橫截面積為1 m2的導體的電阻各種材料都有各自的電阻率，各種金屬中銀的電阻率最小，其次是銅、鋁，合金的電阻率大于組成它的任何一種純金屬的電阻率(3)電阻率與溫度的關(guān)系各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化，金屬的電阻率隨溫度升高而增大(可用于制造電阻溫度計)；半導體和電介質(zhì)的電阻率隨溫度的升高而減小(半導體的

7、電阻率隨溫度變化較大，應(yīng)用于制成熱敏電阻)；有些合金如錳銅、鎳銅的電阻率幾乎不受溫度變化的影響(可用來制作標準電阻)；當溫度降低到絕對零度附近時，某些材料的電阻率突然減小到零成為超導體第15頁/共20頁 金屬鉑的電阻值對溫度的高低非?！懊舾小?，所以可以利用鉑的電阻隨溫度變化的性質(zhì)制成鉑電阻溫度計，下圖的IU圖象中能表示金屬鉑電阻情況的圖象是()解析：在IU圖象中，圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，由于鉑電阻率隨溫度的升高而變大，所以斜率應(yīng)減小，因此能反映金屬鉑電阻情況的圖象為C.答案：C第16頁/共20頁變式遷移2（雙選）關(guān)于材料的電阻率，下列說法中正確的是()A導體的電阻率與導體的長度成正比，與導體的橫截面積成反比，還與導體材料有關(guān)B金屬導體的電阻率隨溫度的升高而增大C純金屬的電阻率比合金的電阻率小D產(chǎn)生超導現(xiàn)象時，材料的電阻為零，但材料的性質(zhì)沒有變，材料的電阻率不為零第17頁/共20頁解析：電阻率是材料本身的一種電學特性，與導體的長度、橫截面積無關(guān)，所以A錯；金屬導體的電阻率隨溫度的升高而增大，B對；純金