【課件】導(dǎo)體的電阻+課件高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊

第二節(jié)導(dǎo)體的電阻2023/8/31

1987年美國華裔科學(xué)家朱經(jīng)武與臺灣物理學(xué)家吳茂昆以及大陸科學(xué)家趙忠賢相繼在釔－鋇－銅－氧系材料上把臨界超導(dǎo)溫度提高到90K以上。超導(dǎo)，指導(dǎo)體在某一溫度下，電阻為零的狀態(tài)。

人們把處于超導(dǎo)狀態(tài)的導(dǎo)體稱之為“超導(dǎo)體”。超導(dǎo)體的直流電阻率在一定的低溫下突然消失，被稱作零電阻效應(yīng)。導(dǎo)體沒有了電阻，電流流經(jīng)超導(dǎo)體時就不發(fā)生熱損耗，電流可以毫無阻力地在導(dǎo)線中形成強大的電流，從而產(chǎn)生超強磁場。我國超導(dǎo)臨界溫度已提高到零下120℃即153K左右。

方明虎，浙江大學(xué)物理系教授、博士生導(dǎo)師。長期從事超導(dǎo)材料與物理研究，最近幾年就Fe(Te,Se)系統(tǒng)中14K超導(dǎo)電性的發(fā)現(xiàn)；(Tl,K,Rb)FexSe2系統(tǒng)中鐵空位超格子結(jié)構(gòu)的提出﹑40K超導(dǎo)電性的發(fā)現(xiàn)；以及在TlNi2(Se,S)2系統(tǒng)中多帶超導(dǎo)電性的發(fā)現(xiàn)等工作，在國際超導(dǎo)領(lǐng)域引起廣泛關(guān)注。共計發(fā)表論文140多篇，其中PRL6篇，PRB20多篇，他引1700多次，3篇論文入選《全國百篇最具影響國際學(xué)術(shù)論文》，10篇論文進入國際高引論文清單。潛水艇，霍爾效應(yīng)。與長度有關(guān)與橫截面積有關(guān)40W100W275W為什么一般用鋼絲而不是鐵絲？結(jié)論：導(dǎo)體的電阻和導(dǎo)體的長度、橫截面積、材料有關(guān)。與材料有關(guān)一、實驗探究：1.明確目的：

探究電阻與導(dǎo)體的材料、橫截面積、長度之間的關(guān)系。2.實驗方法：3.實驗控制：1）電阻、長度、橫截面積的測定方法：橫截面積：長度：電阻：控制變量法繞制線圈先算直徑刻度尺直接測量伏安法（2）器材選擇：（電源，電鍵，電表，導(dǎo)線，待測電阻）材料、長度一定：材料、橫截面積一定：長度、橫截面積一定：（3）實驗電路：結(jié)論：導(dǎo)體的電阻跟長度成正比，跟橫截面積成反比，還跟材料有關(guān)。二、邏輯推理探究：1.分析導(dǎo)體電阻與它的長度的關(guān)系電阻串聯(lián)2.分析導(dǎo)體電阻與它的橫截面積的關(guān)系電阻并聯(lián)三、電阻定律：1.表達式：2.適用條件：溫度一定，粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體，或濃度均勻的電解質(zhì)溶液。3.電阻率：（1）物理意義：反映材料導(dǎo)電性能的物理量。（2）計算表達式：0℃（Ω·ｍ）20℃（Ω·ｍ）100℃（Ω·ｍ）銀1．48×10－８1．6×10－８2．07×10－８銅1．43×10－８1．7×10－８2．07×10－８鋁2．67×10－８2．9×10－８3．80×10－８鎢4．85×10－８5．3×10－８7．10×10－８鐵0．89×10－７1．0×10－７1．44×10－７錳銅合金4．4×10－７4．4×10－７4．4×10－７鎳銅合金5．0×10－７5．0×10－７5．0×10－７鎳鉻合金缺數(shù)據(jù)1.0×10－6缺數(shù)據(jù)鍺硅缺數(shù)據(jù)6．63×10２缺數(shù)據(jù)硬橡皮缺數(shù)據(jù)10５～10８缺數(shù)據(jù)玻璃缺數(shù)據(jù)10２～10６缺數(shù)據(jù)溫度電阻率材料幾種導(dǎo)體材料的電阻率（3）電阻率與溫度的關(guān)系：金屬電阻率隨溫度升高而增大。

應(yīng)用：電阻溫度計。半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小。

應(yīng)用：熱敏電阻，光敏電阻。部分合金電阻率幾乎不受溫度的影響。

應(yīng)用：標(biāo)準(zhǔn)電阻。（如錳銅、鎳銅）超導(dǎo)體：某些材料當(dāng)溫度降低到一定溫度時，電阻率為零。標(biāo)準(zhǔn)電阻對電阻定律的理解和應(yīng)用對電阻定律的理解和應(yīng)用例1如圖所示,厚薄均勻的矩形金屬片,邊長ab=10cm,bc=5cm,當(dāng)A與B間接入電壓為U時,電流為1A,若C與D間接入電壓仍為U時,其電流為(

)A.4A B.2A C.0.5A D.0.25A

超導(dǎo)現(xiàn)象歷史

1911年荷蘭物理學(xué)家H·卡茂林·昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)汞在溫度降至4.2K附近時突然進入一種新狀態(tài)，其電阻小到實際上測不出來，他把汞的這一新狀態(tài)稱為超導(dǎo)態(tài)。

1986年1月發(fā)現(xiàn)鋇鑭銅氧化物超導(dǎo)溫度是30K，12月30日，又將這一紀(jì)錄刷新為40.2K，1987年1月升至43K，不久美國華裔科學(xué)家朱經(jīng)武與臺灣物理學(xué)家吳茂昆以及大陸科學(xué)家趙忠賢相繼在釔－鋇－銅－氧系材料上把臨界超導(dǎo)溫度提高到90K以上，液氮的“溫度壁壘”（77K）也被突破了。1987年底，鉈－鋇－鈣－銅－氧系材料又把臨界超導(dǎo)溫度的記錄提高到125K。從1986年－1987年的短短一年多的時間里，臨界超導(dǎo)溫度提高了近100K。大約1993年，鉈－汞－銅－鋇－鈣－氧系材料又把臨界超導(dǎo)溫度的記錄提高到138K。高溫超導(dǎo)體取得了巨大突破，使超導(dǎo)技術(shù)走向大規(guī)模應(yīng)用。

超導(dǎo)材料的應(yīng)用主要有：①利用材料的超導(dǎo)電性可制作磁體，應(yīng)用于電機、高能粒子加速器、磁懸浮運輸、受控?zé)岷朔磻?yīng)、儲能等；可制作電力電纜，用于大容量輸電（功率可達10000MVA）；可制作通信電纜和天線，其性能優(yōu)于常規(guī)材料。②利用材料的完全抗磁性可制作無摩擦陀螺儀和軸承。③利用約瑟夫森效應(yīng)可制作一系列精密測量儀表以及輻射探測器、微波發(fā)生器、邏輯元件等。利用約瑟夫森結(jié)作計算機的邏輯和存儲元件，其運算速度比高性能集成電路的快10-20倍，功耗只有四分之一。四、半導(dǎo)體1.特點：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間電阻率隨溫度的增加而減小2.應(yīng)用：改變半導(dǎo)體的溫度、受光照射、在半導(dǎo)體中摻入微量雜質(zhì)等，都會使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著的變化，熱敏電阻、光敏電阻、晶體二極管等半導(dǎo)體的應(yīng)用及發(fā)展：制作半導(dǎo)體傳感器、晶體二極管、三極管等電子器件，制作集成電路等等半導(dǎo)體指紋鼠標(biāo)半導(dǎo)體激光治療儀伏安特性曲線知識梳理一、電阻定律內(nèi)容；表達式；單位電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì)二、電阻率體現(xiàn)導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，與溫度有關(guān)表達式；單位；三、半導(dǎo)體特點；應(yīng)用1.金屬鉑的電阻值對溫度的高低非?！懊舾小保眨蓤D中可能表示金屬鉑電阻的Ｕ－Ｉ圖線的是：

B2.相距40km的A、B兩地架兩條輸電線，電阻共為800Ω，如果在A、B間的某處發(fā)生短路，這時接在A處的電壓表示數(shù)為10V，電流表的示數(shù)為40mA，求發(fā)生短路處距A處有多遠(yuǎn)？如圖2所示。12.5km3.如圖所示，P是一個表面均勻鍍有很薄電熱膜的長陶瓷管，其長度為L，直徑為D，鍍膜的厚度為d。管兩端有導(dǎo)電金屬箍M、N?，F(xiàn)把它接入電路中，測得它兩端電壓為U，通過它的電流為I。則金屬膜的電阻為__________，鍍膜材料的電阻率ρ=__________。