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11.2导体的电阻的相关知识

文化教育佚名2023-09-17

电阻是什么呢?

电阻可以理解为导体中电荷定向移动的阻力的体现,也就是说,对于导体来说,虽然其具有导电性,电流可以流经导体,但是导体内的结果还是存在对电荷移动或者说是对电流的阻力的,使其并不能畅通无阻的在导体内流动。

那么,我们就可以把导体内对电荷移动的阻力描述为导体的电阻。

不同的导体其对电荷的移动的阻力大小表现不一样,那么,我们就可以说不同导体的电阻不同。导体的电阻反映了导体对电流的阻碍作用。

经过实验研究,我们知道,导体的电阻是和导体内是否有电流经过是无关的,导体的电阻是导体自身的属性的表现。

不过,实验表明,导体的电阻的计算公式是与其两端的电压以及通过导体的电流有关的。

其计算公式为:R=U/I。

那么,导体的电阻与导体的哪些因素有关呢?

生活中的尝试告诉我们,不同材料的电阻不一样,比如金属铜、铝比较容易导电,而铁的导电性差一些。

我们把不同材料的导电性能用电阻率ρ表示,ρ只有材料本身有关,类似初中我们学到的不同物体的密度一样,其是物体或者材料本身的一种属性。

那么,导体的电阻除了和材料有关,还和哪些因素有关呢?

实验表明,导体的电阻还和导体的长度,导体的横截面积有关。

大量的实验和研究表明,导体的电阻与不同的材料、导体的长度、导体的横截面积的关系如下:

导体的电阻与导体的长度成正比,与横截面积成反比,与电阻率成正比。

用公式表述如下:

R=ρ*l/S

其中,ρ是导体的电阻率,l是导体的长度,S是导体的横截面积。

在我们研究电阻与以上三个物理量的关系的时候,我们会用到中学物理阶段一个很重要的物理思考方法:控制变量法。

简单来说,在我们研究导体的电阻和导体的长度的关系的时候,我们保持除了长度外,其他的自变量,比如横截面积S和材料不变也就是电阻率ρ不变。这样,我们就比较方便的研究,导体的长度变化是如何影响到电阻的变化的。

同理,我们想要研究导体的电阻和电阻率的关系时,我们就可以保持导体的长度、横截面积不变,来研究不同的材料的ρ是如何影响导体的电阻的。

控制变量法很重要,在以后的学习中还是生活中,都是一种很重要的思考物体的方法。

我们最后来介绍下,电阻R与温度的关系。

一般情况下,我们可以认为电阻R的大小不随温度的改变而改变。

实际上,导体的温度是影响其电阻的,温度不同,其电阻率会发生改变,那么导体的电阻就会不一样。

高中阶段还有一种很重要的电阻,称为热敏电阻,其特性是随着温度的升高,其电阻的阻值迅速减少。我们后续在实验以及其他题型中会遇到这类电阻。

与之类似的还有光敏电阻,顾名思义,其电阻的大小对光很敏感,随着光照强度的增强,其阻值会发生较大的变化。

最后提一些超导现象,有些金属在温度特别低的时候,其电阻率ρ会降到零,那么此刻,这类金属就表现为了超导现象。

大家可以想象,如果我们得到了常温下的超导体,那么其对于我们的生活的意义就非同凡响了,直观的感受是可以为我们减少了巨大的电能损耗,提高了能源的利用率。

以上就是关于导体的电阻的一些知识介绍,供大家学习参考。

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