内容正文:
第11讲 导体的电阻
【知识点】
一、电阻
1、定义:导体两端的电压与通过导体的电流之比。
2、定义式:。
3、物理意义:反映导体对电流阻碍作用的大小。
4、U-I图像中表示电阻:在导体的 U-I 图像中,斜率反映了导体电阻的大小。
二、电阻定律
1、导体电阻的决定式:。
l是导体的长度,S是导体的横截面积;ρ是比例系数,与导体材料有关,叫作电阻率。
2、三个公式的区别
(1) 是电阻的定义式,反映了导体对电流的阻碍作用,其大小由导体本身的性质决定,与导体两端是否加电压,导体中是否有电流无关。适用于纯电阻元件(金属或电解质溶液)。
(2) 是电阻的决定式,是对的进一步说明,即导体的电阻与U和I无关,而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积。适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体等。
(3)是欧姆定律的数学表达式,表示通过导体的电流I与电压U成正比,与电阻R成反比,适用条件是金属或电解质溶液导电(纯电阻电路)。
三、导体的电阻率
1、电阻率是一个反映导体材料导电性能的物理量,是导体材料本身的属性,与导体的形状、大小无关。
2、影响电阻率的两个因素是材料和温度。
3、电阻率与温度的关系及应用
(1)金属的电阻率随温度的升高而增大,利用金属铂的这一特点可用于制造铂电阻温度计。
(2)大部分半导体的电阻率随温度的升高而减小,半导体的电阻率随温度的变化较大,可用于制作热敏电阻。
(3)有些合金如锰铜合金、镍铜合金的电阻率受温度的影响很小,常用来制作标准电阻。
(3)超导现象:一些金属在温度特别低时电阻可以降到0,这种现象叫作超导现象。
4.电阻率与温度的关系
四、伏安特性曲线
1、伏安特性曲线:用横坐标表示电压I,纵坐标表示电流U(或用横坐标表示电压U,纵坐标表示电流I),这样画出的U-I图像(或I-U图像)叫作导体的伏安特性曲线。
2、线性元件和非线性元件
(1)线性元件:伏安特性曲线是一条过原点的直线,欧姆定律适用的元件。如金属导体、电解质溶液。
(2)非线性元件:伏安特性曲线是一条曲线,电流与电压不成正比,欧姆定律不适用的元件。如气态导体(日光灯管、霓虹灯管中的气体)和半导体元件。
3、斜率的含义
(1) U-I图像中,图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体的电阻。
(2) I-U图像中,图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体电阻的倒数。
如图1为线性元