电阻与电阻率的关系

电阻率

(1)定义或解释

电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某种材料制成的长1米、横截面积是1平方毫米的导线的电阻，叫做这种材料的电阻率。

(2)单位

国际单位制中，电阻率的单位是欧姆·米，常用单位是欧姆·平方毫米/米。

(3)说明

①电阻率ρ不仅和导体的材料有关，还和导体的温度有关。在温度变化不大的范围内，：几乎所有金属的电阻率随温度作线性变化，即ρ=ρo(1+at)。式中t是摄氏温度，ρo是O℃时的电阻率，a是电阻率温度系数。

②由于电阻率随温度改变而改变，所以对于某些电器的电阻，必须说明它们所处的物理状态。如一个220 V 1OO W电灯灯丝的电阻，通电时是484欧姆，未通电时只有40欧姆左右。

③电阻率和电阻是两个不同的概念。电阻率是反映物质对电流阻碍作用的属性，电阻是反映物体对电流阻碍作用的属性。

影响电阻或电阻率测试的主要因素

中国静电信息网

a．环境温湿度

一般材料的电阻值随环境温湿度的升高而减小。相对而言，表面电阻(率)对环境湿度比较敏感，而体电阻(率)则对温度较为敏感。湿度增加，表面泄漏增大，体电导电流也会增加。温度升高，载流子的运动速率加快，介质材料的吸收电流和电导电流会相应增加，据有关资料报道，一般介质在70C时的电阻值仅有20C时的10％。因此，测量材料的电阻时，必须指明试样与环境达到平衡的温湿度。

b．测试电压(电场强度)

介质材料的电阻(率)值一般不能在很宽的电压范围内保持不变，即欧姆定律对此并不适用。常温条件下，在较低的电压范围内，电导电流随外加电压的增加而线性增加，材料的电阻值保持不变。超过一定电压后，由于离子化运动加剧，电导电流的增加远比测试电压增加的快，材料呈现的电阻值迅速降低。由此可见，外加测试电压越高，材料的电阻值越低，以致在不同电压下测试得到的材料电阻值可能有较大的差别。

值得注意的是，导致材料电阻值变化的决定因素是测试时的电场强度，而不是测试电压。对相同的测试电压，若测试电极之间的距离不同，对材料电阻率的测试结果也将不同，正负电极之间的距离越小，测试值也越小。

课题序号 实施课时 2 使用教具

课 题 名 称 §9.2 电阻定律 电阻率

教 学 目 标

（知识与技能，过程与方法，情感、态度、价值观） 知识与技能

1． 理解电阻定律和电阻率，能利用电阻定律进行相关问题的分析与计算；

2． 了解电阻率与温度的关系；

3． 知道半导体、超导体及其应用。

过程与方法

通过实验设计和实验观察分析，学生经历发现规律的过程，总结出电阻定律，提高学生观察、分析、解决问题的能力；观察分析图表，拓宽学生获取知识的途径，提高信息分析能力。

教 学 重 点 电阻定律及其应用、电阻率

教 学 难 点

电阻率

教 学 内 容 教 师 活 动 学 生 活 动

引入

一、电阻定律

实验表明，在一定温度下，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，这就是电阻定律。

式中 r 是电阻率，它的大小与导体的材料和温度有关。

电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积。

结合图介绍

举例: 常用的滑线变阻器，就是利用改变导线长度来改变电阻的。

教师引导

分析

学生回答 SlR教 学 内 容 教 师 活 动 学 生 活 动

二、电阻率

上式中的r 跟导体的材料和温度有关，是一个反映材料导电性能的物理量，叫做材料的电阻率。

电阻率 r 单位是欧×米（ W × m ）

三、半导体

根据物体的导电性能r 的大小，一般将物体区分为导体、半导体和绝缘体。

r < 10 –6 W × m 的物体叫做导体。

r > 10 5 W × m 的物体叫做绝缘体。

导电性能介于导体和绝缘体之间，而且电阻随温度的增加而减小的物体叫做半导体。

四、超导体

1. 超导现象 当温度降低到某一数值时，某些材料的电阻突然减小到零，这种现象叫做超导现象。

能够发生超导现象的物体叫做超导体。

2. 应用

小结： 叫学生看书上的表中列举的各材料的电阻率

大 学 物 理

设 计 性 实 验

课程名称 大学物理设计性实验

辅导教师 岳 明

专业班级 资源 0942

姓 名 李 飞

学 号 ******** 12

日 期 2010 年11 月 日

开尔文双电桥测低电阻

一、前言

电阻是电路的基本元件之一，电阻值的测量是基本的电学测量。

电阻的分类方法很多，通常按种类划分称碳膜电阻、金属电阻、线绕电阻等：按特性划分称固定电阻、可变电阻、特种电阻（光敏电阻，压敏电阻，热敏电阻）等；按伏安特性曲线(电压～电流曲线)的曲直分为线性电阻和非线性电阻（典型非线性电阻有白炽灯泡中的钨丝、热敏电阻、光敏电阻、半导体二极管和三极管等）；按阻值大小分为低电阻、中电阻和高电阻。

常用电阻属于中电阻，其测量方法很多，多数也为大家所熟知。而随着科学技术的发展，常常需要测量高电阻与超高阻（如一些高阻半导体、新型绝缘材料等），也还需要测量低电阻与超低阻（如金属材料的电阻、接触电阻、低温超导等），对这些特殊电阻的测量，需要选择合适的电路，消除电路中导线电阻、漏电电阻、温度等的影响，才能把误差降到最小，保证测量精度。电桥法是一种用比较法进行测量的方法，它是在平衡条件下将待测电阻与标准电阻进行比较以确定其待测电阻的大小。电桥法具有灵敏度高、测量准确加上方法巧妙，使用方便、对电源稳定性要求不高等特点，已被广泛地应用于电工技术和非电量电测中。

二、实验目的

1. 了解双电桥测低电阻的原理及对单电桥的改进；

2. 学习使用QJ19型双电桥、电子检流计；

学习电桥测电阻不确定度的计算，

三、实验原理

（1） 开尔文双电桥的解决办法：

开尔文电桥是惠斯通电桥的变形，在测量小阻值电阻时能给出相当高的准确度。其结构如图3所示，其中R1、R2、R3、R4均为可调电阻，RX为被测低电阻，RN为低值标准电阻。 图3 与惠斯通单电桥对比，开尔文电桥做了两点重要改进．．．．：①增加了一个由R2、R4组成的桥臂。

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▃ ▄ ▅ ▆ ▇ █ █ ■ ▓点亮心灯 ~~~///(^v^)\\\~~~ 照亮人生 ▃ ▄ ▅ ▆ ▇ █ █ ■ ▓ 电阻定律、电阻率练习题

一、选择题

1．下列关于电阻率的叙述，错误的是 [ ]

A．当温度极低时，超导材料的电阻率会突然减小到零

B．常用的导线是用电阻率较小的铝、铜材料做成的

C．材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度

D．材料的电阻率随温度变化而变化

2．一粗细均匀的镍铬丝，截面直径为d，电阻为R。把它拉制成直径为d／10的均匀细丝后，它的电阻变为 [ ]

A．R／1000 B．R／100

C．100R D．10000R

3．用电器离电源L米，线路上的电流为I，为使在线路上的电压降不超过U，已知输电线的电阻率为ρ。那么，输电线的横截面积的最小值是 [ ]

A．ρL／R B．2ρLI／U

C．U／ρLI D．2UL／Iρ

4．一根阻值为R的均匀电阻丝，长为L，横截面积为S，设温度不变，在下列哪些情况下其电阻值仍为R？ [ ] ▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌精诚凝聚 =^_^= 成就梦想 ▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌

▃ ▄ ▅ ▆ ▇ █ █ ■ ▓点亮心灯 ~~~///(^v^)\\\~~~ 照亮人生 ▃ ▄ ▅ ▆ ▇ █ █ ■ ▓ A．当L不变，S增大一倍时

B．当S不变，L增大一倍时

D．当L和横截面的半径都增大一倍时。

5．有长度相同，质量相同，材料不同的金属导线A、B各一根。已知A的密度比B的大，A的电阻率比B的小。则A、B两根导线的电阻为 [ ]

A．RA＞RB B．RA＜RB

C．RA= RB D．无法判断

6．一只白炽灯泡，正常发光时的电阻为121Ω，当这只灯泡停止发光一段时间后的电阻应是 [ ]