内容正文:
9.6 电阻
知识梳理
知识点一 对电阻概念的理解
定义:物理学中用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小
①电阻是导体的一种性质,无论是否有电流通过,电阻都存在(这种阻碍作用只是没有发挥出来而已);②阻碍作用是相对的,阻碍小,电阻小,电流大;阻碍大,电阻大,电流小。
符号:
单位:国际单位欧姆()。其他的还有千欧、兆欧;
换算关系:,
转换法:通过灯泡的亮度情况来判断电路中电流大小。不同电阻通过下角标的形式进行区分,一般标注为1、2、3、4进行区分。
电阻的形成原因:金属导体的电阻的形成原因是定向移动的自由电子跟金属晶格上正离子的频繁碰撞或电子间相互碰撞(约1015次每秒)。
电阻中能量转化:电能→内能
知识点二 对影响电阻大小因素的理解
导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的材料、长度、横截面积等因素有关(内因)。同时导体电阻还与温度有关(外因)。电阻不会随导线中的电流、电压的改变而改变(类似于水的密度、比热容一样)(温度对电阻的影响:一般情况下,温度越高,导体电阻越大,温度在极低的情况下,电阻为0。是否考虑电阻与温度的关系要根据题意,很多情况下不考虑)(纯金属的电阻随温度的升高而变大,玻璃等物体的电阻随温度的上升而减小)
表达式: —电阻率 —导线长度 —导线横截面积
电阻率与材料有关,不同材料电阻率一般不同;
白炽灯在发光时温度可达2500℃,例如100W的灯泡,在常温下电阻值约为30Ω,但是在发光时电阻值可达484Ω。
根据公式来进行判断:
(1) 一根导线去掉一半,电阻将变 ,变为原来的 ;
(2) 一根导线对折起来,电阻将变 ,变为原来的 ;
(3) 一根导线拉长为原来的2倍,电阻将变 ,变为原来的 ;
电阻大小与导电性能的关系:电阻越小,导电性能越好,电阻越大,导电性能越差;
常见的金属导电性能大小:银>铜>铝>钨>铁(横截面积相同、单位长度的金属丝的电阻大小)
注意;不能直接说:铜导线的电阻小于铁导线的电阻。
知识点三 半导体和超导现象
半导体定义:导电能力(电阻率)介于导体和绝缘体之间的这部分导体叫做半导体。但不能说电阻介于导体和绝缘体之间,因为电阻与很多因素有关。
半导体材料:硅、锗
主要应用:电子工业
半导体的分类:本征半导体 杂质半导体(N型半导体 P型半导体)
半导体的代表:光敏电阻 压敏电阻 热敏电阻 压力传感器
半导体的应用:电子工业(集成电路)
补充:
导体:金属、石墨、人体、大地、酸碱盐水溶液
绝缘体:塑料、玻璃、橡胶、陶瓷、干木头、油、空气、纯净水
半导体材料:硅、锗
半导体元件:二极管 光敏电阻 压敏电阻 热敏电阻
小资料
金属导体的电阻率一般约为10-8Ω·m-10-6Ω·m
绝缘体的电阻率一般约为108Ω·m-1018Ω·m
半导体的电阻率一般约为10-5Ω·m-106Ω·m
③根据阻碍作用进行电阻划分:导体(电阻率相对小),绝缘体(电阻率非常大,不导电),半导体(导电能力介于导体与半导体之间,导电情况受外界因素影响)。
超导现象:在某些特定情况下,例如温度足够低或者足够高的情况下,导体的电阻会消失,即为超导现象,形成的新导体叫做超导体,其特点是电阻为0。但是不能广泛推广,原因是获取低温技术要求高,价格昂贵。
超导体的理想应用:0电阻,不会产生热量,不考虑散热,高压线输送电能,无能量损失。
导线中有电阻的好处:①电阻可以发热,例如电吹风的电热丝,烤火炉,电磁炉等;(不能使用超导体,因为电阻为0)②利用电阻对电流的阻碍作用控制电路中的电流;电阻的坏处,因为电阻会发热,所以有能量损失(内能),让导线极易老化,甚至是起火等。例如高压线使用铝来制作,要求电阻越低越好,电动机线圈,电风扇线圈散热。超导体的应用技术难度大,技术要求高,常温下很难实现。
基础训练
一、单选题
1.为维护消费者权益,我市某技术监督部门对市场上的电线产品进行抽查,发现有一个品牌的铜芯电线不符合规格:电线直径明显比说明书上标有的直径要小.引起这种电线不符合规格的主要原因是( )
A.电线的长度引起电阻偏大 B.电线的横截面积引起电阻偏大
C.电线的材料引起电阻偏大 D.电线的温度引起电阻偏大
2.小明用如图所示的电路,探究影响金属丝电阻大小的因素,他手边除了有电路中的器材外,还有一根金属丝,则
A.只能探究电阻与金属丝长度的关系
B.只能探究电阻与金属丝横截面积的关系
C.电阻与金属丝长度、横截面积的关系都能探究
D.电阻与金属丝长度、横截面积的关系都不能探究
3.关于影响导体电阻大小的因素说法正确的是
A.导体电阻大小取决于通过它电流的大小,电流越小的导体电阻越大
B.导体电阻大小取决于加在它两端电压的大小,电压越大的导体电阻越大
C.相同材料制成粗细相