高中物理 2.1 探究决定电阻的因素 课件 粤教版选修31.ppt

第二章电路 第一节探究决定导线电阻的因素 电阻是怎样形成的 自由电子与原子实的碰撞 形成对电子定向移动的阻碍作用 是 电阻 产生的根本原因 也是电阻元件在通电时发热的原因 猜想 电阻的大小与什么因素有关呢 电阻是导体本身的一种性质 它描述导体对电流的阻碍作用 电阻定律的实验探究 实验方法 控制变量法 研究电阻跟长度 横截面积 材料的关系 实验原理 实验原理图 与此电路图有关的几个问题 1 滑动变阻器在这里起什么作用 限流连接 改变电流 思考 滑动变阻器还可怎样接入电路 分压连接 改变电压 u 2 如下两个电路图 它们有区别吗 电流表内接法 电流表外接法 r测 r真 适合测r较大的电阻 r测 r真 适合测r较小的电阻 电阻定律的实验探究 电阻定律 内容 均匀导体的电阻r跟它的长度l成正比 跟它的横截面积s成反比 公式 电阻率 反映材料导电性能的物理量 定义式 单位 欧 姆 米 符号 m 电阻率与温度有关金属的电阻率r 随温度t r 利用这一特性可制成电阻温度计 例如白炽灯的灯丝电阻的变化 有些合金的电阻率r 几乎不受温度的影响 可制成标准电阻 如康铜 锰铜等 几种导体材料在20 c时的电阻率 电阻是描述导体对电流的阻碍作用 它由导体本身的性质决定 即由长度 横截面积 材料和温度决定 电阻率是反映材料导电性能的物理量 它由材料和温度决定 电阻和电阻率 讨论与交流 滑动变阻器采用什么办法改变电阻的大小 白炽灯 日光灯的灯丝什么时候最容易烧断 关于材料的电阻率 下列说法正确的是a 把一根长导线截成等长的三段 则每段的电阻率都是原来的1 3 b 材料的电阻率随温度的升高而增大 c 纯金属的电阻率较合金的电阻率小 d 电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量 电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大 c 练习1 练习2 有一段粗细均匀的导线 电阻是4 把它对折起来作为一条导线用 电阻是多大 如果把它均匀拉长到原来的两倍 电阻又是多大 1w 16w 半导体和超导体 容易导电的物体为导体 不容易导电的物体为绝缘体 1 半导体 导电性能介于导体和绝缘体之间 而且电阻不随温度的增加而增加 反随温度的增加而减小的材料称为半导体 特性 改变半导体的温度 受光照射 在半导体中掺入微量杂质等 都会使半导体的导电性能发生显著的变化 这些性能是导体和绝缘体没有的 应用及发展 制作半导体传感器 晶体二极管 三极管等电子器件 制作集成电路等等 半导体材料在目前的电子工业和微电子工业中主要用来制作晶体管 集成电路 固态激光器等器件 2 超导现象和超导体 当温度降低到绝对零度附近时 大多数金属材料的电阻会突然降为零 这种现象叫做超导现象 能够发生超导现象的导体称为超导体 半导体和超导体 转变温度 导体由普通状态向超导状态转变时的温度 叫做超导转变温度 高温超导 氧化物超导体 转变温度相对较高的材料 如125k左右的导体 超导应用的障碍 低温的获得和高温超导材料的研究 半导体和超导体 超导的发展 超导的应用 1 优越的超导电机普通发电机机组中的材料载流量十分有限 由于电路中有电阻 总要发热 因此既不经济又不安全 用超导体制造电机 完全不发热 可以提高载流量 据专家计算 用超导体制作电机 功率可以提高几十倍 2 省电的超导电路普通的电路由于输电线的耗能严重 必须经过升压 降压的程序 而且也不可能作到完全不损耗 超导体导线则能完全解决这个问题 高温超导变压器 3 精密的超导仪器一些精密的仪器 如核磁共振仪 电子显微镜等对磁场有非常严格的要求 强度要高 稳定性要高 磁感线分布要理想 有时还要求很大的尺寸 普通的材料很难达到要求 超导则能解决这个问题 4 神速的超导计算机把超导体应用于计算机将会迎来科学史上的一次重大革命 理论研究表明 应用约瑟夫森效应制成超导器件 其开关速度可以比当前使用的半导体集成电路快十几 二十几倍 而且它消耗的电能只有现在普通计算机的1 5 超导磁悬浮列车在超导磁悬浮列车的研究中走在最前列十日本 1962年 日本着手设计磁悬浮列车 但当时是利用正常导体产生的磁场时速达到307 8km h 1997年 日本又试制了超导磁悬浮列车 关键部分是由两组超导电磁铁构成的 它们能提供极强的磁场 使列车的速度达到500km h 超导磁悬浮 1960年真空三极管的发明 为上世纪上半叶无线电和电话的发展奠定了基础 1947年 美国贝尔研究所的巴丁 肖克莱 布拉坦研制出第一个晶体三极管 它的出现成为上世纪下半叶世界科技发展的基础 其功耗极低 而且可靠性高 转换速度快 功能多样尺寸又小 因而成为当时出现的数