专题08 电阻模型-高考物理模型法之对象模型法(原卷版) (2)
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1、模型界定本模型主要涉及电阻定义、电阻定律电阻率以及线性与非线性元件、半导体与超导体的问题。模型破解1.电阻导体两端的电压和通过它的电流的比值:R=U/I.导体的电阻反映了导体对电流的阻碍作用大小.2. 电阻定律在一定温度下,导体的电阻与导体本身的长度成正比,跟导体的横截面积成反比:(i)是导休电阻大小决定式,表明导体电阻由导体本身因素(电阻率、长度l和横截面积S)决定,与其他因素无关.(ii)为材料的电阻率,单位为欧姆米(m),与材料种类和温度有关.因为随温度而变化,故计算出的是某一特定温度下的电阻.(iii)L是导体沿电流方向的长度.(iv)S是导体的横截面积,进一步说是横截电流的面积(v)
2、导体折叠、截取或拉伸后,电阻率不变,导体的总体积不变.3. 电阻率电阻率是反映导体材料导电性能的物理量.越小,导电性能越好,表明在相同长度、相同横截面积情况下,导体电阻就越小:(i)决定因素由材料的种类和温度决定,与材料的长短、粗细无关.(ii)与温度的关系各种材料的电阻率都随温度的变化而变化:金属的电阻率随温度的升高而增大(可用于制造电阻温度计);半导体和电介质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,可用于制造热敏电阻);有些合金如锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度变化而变化(可用来制造标准电阻).当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小为零,成为超导体.4.半导
3、体与超导体(i).半导体导电性能介于导体和绝缘体之间的物质.如锗、硅、砷化镓等,其电阻率约为10-5106m.半导体的导电性能可由外界条件控制,如改变温度、受到光照、掺入杂质等,都可以使其导电性质发生显著的变化.这种性能是半导体所特有的.有的半导体,在温度升高时电阻减小得非常迅速,利用这种材料可以制成热敏电阻;有的半导体在光照下电阻大大减小,利用这种半导体材料可以制成光敏电阻;还有某些纯净半导体在掺入微量的杂质后,会使半导体导电性能大大增强.(ii).超导体当温度降低到绝对零度附近时,某种材料的电阻率突然减小到零,这种现象叫超导现象,处于超导状态下的物质称为超导体.材料由正常状态转变为超导状态
4、时的温度.称为转变温度TC,不同超导材料的转变温度不同.5.线性元件与非线性元件金属导体中,电流跟电压成正比,伏安特性曲线是通过坐标原点的直线,具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件。对欧姆定律不适用的导体和器件,电流和电压不成正比的电学元件叫做非线性元件。非线性元件是一种通过它的电流与加在它两端电压不成正比的电工材料,即它的阻值随外界情况的变化而改变。 事实上不光是纯金属,半导体,乃至一般的导体,它们的电阻都会随电压U变化,所以都是非线性元件。只不过在一般情况下,导体电阻在我们所考虑的问题中变化不大时,大家习惯上把它当作线性元件来处理,即近似看作电阻为恒值,并且在很多情况下这样的近似是非常好
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