为什么对于大多数导体的电阻与温度有关来说,电阻随温度的升高而降低?

用控制变量法研究电阻大小的影響因素:

(1)明确研究的问题中有多少个物理量搞清研究对象是哪个物理量。

(2)逐一研究这个物理量(研究对象)跟某一物理量的单一关系时要使其他物理量保持不变。

(3)把这些单一关系综合起来

例如:在“研究电阻的大小与什么因素有关”时,就用到了控制变量法因为影响电阻大小的因素有四个,即材料、长度、横截面积和温度如要研究材料对电阻的影响,则需控制其他三个因素不变

例:在探究“导体的電阻与温度有关的电阻跟哪些因素有关”的问题时,某老师引导学生作了如下的猜想:

猜想1:导体的电阻与温度有关的电阻可能跟导体的電阻与温度有关的横截面积有关;

猜想2:导体的电阻与温度有关的电阻可能跟导体的电阻与温度有关的长度有关;

猜想3:导体的电阻与温喥有关的电阻可能跟导体的电阻与温度有关的材料有关


如图所示是他们进行实验探究时所用的器材,演示板上固定了四条金属电阻丝a、b、c的长度均是lm, d的长度是0.5m;a、b的横截面积相同材料不同;a、c 的材料相同,但c的横截面积大于a的横截面积;a、d 的材料和横截面积都相哃

(1)在探究电阻跟横截面积的关系时,可依次把 M、N跟____的两端连接闭合开关,记下电流表的示数分析比较这两根金属电阻丝的电阻大小。

(2)依次把M、N跟a、d的两端连接闭合开关,记下电流表示数分析比较a、d两根金属电阻丝的电阻大小,可探究电阻跟____的关系其结论是: __________.

(3)以仩方法在研究物理问题时经常被用到,被称为控制变量法试根据学过的物理知识再列出两例可用这种方法研究的问题:___、____。

(4)一般来说所有物体都有电阻。在探究过程中又有同学提出猜想4:电阻还可能跟温度有关。请用一个废灯泡的灯芯(如图所示)设计一个实验来研究这個问题要求:①说出方法,②画出电路图


解析:本实验探究过程中采用控制变量法,通过研究电阻与材料、长度、横截面积和温度的關系得出电阻的大小与这些影响因素之间的关系。

(2)长度在导体的电阻与温度有关材料和横截面积相同时导体的电阻与温度有关越长,電阻越大(或导体的电阻与温度有关的电阻跟长度成正比等)

(3)研究电流与电压和电阻的关系研究压强与压力和受力面积的关系

(4)①方法:用导线紦废灯泡灯芯和电源、开关、电流表连成如图所示的电路再用酒精灯给灯芯加热,同时观察电流表示数的变化并进行分析,得出结论;


正常的金属都不是,玻璃是! 你应该見过这样的实验,一个用玻璃当一段导线的电路,什么都有,闭合开关,等不亮,因为现在的玻璃电阻大,还不算导体的电阻与温度有关!然后给玻璃加熱,慢慢灯泡就亮了!这就说明玻璃的电阻随温度的升高而降低!

来自科学教育类认证团队

因为电孓在定向漂移运动中受到的阻碍作用是电子与金属中晶体点阵上的原子实碰撞产生的,原子实的热振动离开自己规则位置愈远与电子楿碰的机会愈多,电子漂移受到的阻碍作用就愈大导体的电阻与温度有关呈现的电阻也就大起来了。

金属和石墨中的原子核和内层电子構成原子实规则地排列成点阵,而外层的价电子容易挣脱原子核的束缚而成为自由电子它们构成导电的载流子。

金属和石墨中自由电孓的浓度很大每立方厘米约1022个,因此金属和石墨的电阻率很小电导率很大。一般随温度降低而减小金属和石墨导电过程中不引起化學反应,也没有显著的物质转移

如果借助于外界原因,如加热或用X射线、γ射线或紫外线照射,可使气体分子离解,因而电离的气体便成为导体的电阻与温度有关。电离气体的导电性与外加电压有很大关系,且常伴有发声、发光等物理过程。电离气体常应用于电光源制造工业。

气体由于外界电离剂作用下的导电称为气体的非自持放电随着外加电压增大,电流亦增大电压增大到一定值时非自持放电达到飽和,继续再增加电压到某一定值后电流突然急剧增加这时即使撤去电离剂,仍能维持导电气体就由非自持放电过渡到自持放电。

气體自持放电的特性取决于气体的种类、压强、电极材料、电极形状、电极温度、两极间距离等多种因素条件不同,自持放电采取不同的形式有辉光放电、弧光放电和电晕放电等。

气体的非自持放电和自持放电有许多实际应用

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温度越高里面的微粒越混乱,电流是带电微粒定向移动产生的打个比方,同学们一起排队向前走就有电流然后温度高了,同学们就不听话了到处乱跑,让他们一起排队走就很困难

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金属导电是由于金属中自由电子的运动.导体的电阻与温度有关温度升高,使得晶格振动更大,则会有更多的声子(此声子并非真正存在的,而只是物理学中的一个虚拟粒子)对自由电子产生散射,减小自由电子的平均自由程.洏金属的电导率与平均自由程成正比,所以电导减小,电阻增大.

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