金属导体(精)
用能带理论解释导体半导体和
二. 金属导体、绝缘体和半导体
1. 导体 较低的能带都被电子填满，上面的能带
只是部分地被电子填充。
当无外电场时， 晶体中的电子速度分 布对称，不引起宏观 电流。
3s 未填满的导带
Eg 禁带 2p 填满的能带
当有外电场时，晶体中的运动着电子有些被加
速，有些被减速，即有些动能增加有些动能减小。
只有当电子所在的能带内有未被占据的空能级，即
电子交换能态并不改变
…
能量状态，所以满带不
导电。
导带：不满带或满带以上最低的空带
为什么把空带或不满带称为导带？
反向电子转移与之抵消，可以形成电流，因此表 现出导电性，所以空带又称当由于某种原因电子受 到激发而进入空带时，这些电子在外电场作用下向 较高的空能级转移，没有为导带。
所以只有这种能带中的电子才能导电。
能带被占据情况的几个概念：
满带：填满电子的能带
E
不满带：未填满电子的能带 空带：没有电子占据的能带 禁带：不能填充电子的能区 价带：在0k时能被电子占满的最高能
带，对半导体价带通常是慢带 导带：半导体最外面（能量最高）的
一个能带。
空带
禁带 不满带
导带 价带
满带
能带对电导的贡献
满带
时，价带都被电子填
能有 跃些
3p
空带
满，价带以上的能带 都是空带。因此和绝
入电 空子 带可
Eg 禁带
3s 填满的能带
缘体一样都没有导电
性。
本征半导体的禁带比绝缘体的窄很多，在常温 下，少数电子经热激发可越过禁带跃迁到空带中， 这时，半导体就具有一定的导电性。
电子填充能带的情况 金属导体、绝缘 体和本征半导体
常见金属电阻率
常用金属导体在20℃时的电阻率材料电阻率(Ω m)(1)银 1.65 × 10-8(2)铜 1.75 × 10-8(3)金 2.40×10-8(4)铝 2.83 × 10-8(5钨 5.48 × 10-8(6)铁9.78 × 10-8(7)铂 2.22 × 10-7(8)锰铜 4.4 × 10-7(9)汞9.6 × 10-7(10)康铜 5.0 × 10-7(11)镍铬合金 1.0 × 10-6(12)铁铬铝合金1.4 × 10-6(13) 铝镍铁合金1.6 × 10-6可以看出金属的电阻率较小，合金的电阻率较大，非金属和一些金属氧化物更大，而绝缘体的电阻率极大。
锗、硅、硒、氧化铜、硼等的电阻率比绝缘体小而比金属大，我们把这类材料叫做半导体(semiconductors)。
另外一些金属和非金属的电阻率金属温度（0℃）ρ(×10-8Ω m), αo(×10-3) 锌 20 5.9 4.2铝（软） 20 2.75 4.2铝（软）–78 1.64石墨(8～13)×10-6阿露美尔合金 20 33 1.2锑 0 38.7 5.4铱 20 6.5 3.9铟 0 8.2 5.1殷钢 0 75 2锇 20 9.5 4.2镉 20 7.4 4.2钾20 6.9 5.1①钙 20 4.6 3.3金 20 2.4 4.0银 20 1.62 4.1铬（软） 20 17镍铬合金（克露美尔）— 70—110 .11—.54钴a 0 6.37 6.58康铜— 50 –.04–1.01锆 30 49 4.0黄铜– 5—7 1.4–2水银 0 94.08 0.99水银 20 95.8锡 20 11.4 4.5锶 0 30.3 3.5青铜– 13—18 0.5铯 20 21 4.8铋 20 120 4.5铊 20 19 5钨 20 5.5 5.3钨 1000 35钨 3000 123钨–78 3.2钽 20 15 3.5金属温度（0℃）ρ αo , 100杜拉铝（软）— 3.4铁（纯） 20 9.8 6.6铁（纯）–78 4.9铁（钢）— 10—20 1.5—5铁（铸）— 57—114铜（软） 20 1.72 4.3铜（软） 100 2.28铜（软）–78 1.03铜（软）–183 0.30钍 20 18 2.4钠 20 4.6 5.5①铅 20 21 4.2镍铬合金（不含铁） 20 109 .10镍铬合金（含铁） 20 95—104 .3—.5镍铬林合金— 27—45 .2—.34镍（软） 20 7.24 6.7镍（软）–78 3.9铂 20 10.6 3.9铂 1000 43铂–78 6.7铂铑合金② 20 22 1.4钯 20 10.8 3.7砷 20 35 3.9镍铜锌电阻线— 34—41 .25—.32铍（软） 20 6.4镁 20 4.5 4.0锰铜 20 42—48 –03—+.02钼 20 5.6 4.4洋银— 17—41 .4—.38锂 20 9.4 4.6磷青铜— 2—6铷 20 12.5 5.5铑 20 5.1 4.4【下载本文档，可以自由复制内容或自由编辑修改内容，更多精彩文章，期待你的好评和关注，我将一如既往为您服务】。
4静电场中的导体
3) 推论：处于静电平衡的导体是等势体 导体表面是等势面 导 体 是 等 势 体
en
E dl
E
+
+ + +
E dl 0
导体内部电势相等
dl
+
+
et
U AB E dl 0
AB
A
B
注意 当电势不同的导体相互接触或用另一导体（例如导 线）连接时，导体间将出现电势差，引起电荷宏观 的定向运动，使电荷重新分布而改变原有的电势差， 直至各个导体之间的电势相等、建立起新的静电平 衡状态为止。
各个分区的电场分布（电场方向以向右为正）：
1 2 3 4 在Ⅰ区：E 2 0 2 0 2 0 2 0 1 Q 方向向左 0 2 0 S
Eint 0
◆ 导体表面紧邻处的场强必定和导体表面垂直。
E S 表面
证明(1)：如果导体内部有一点场强不为零，该点的 自由电子就要在电场力作用下作定向运动，这就不 是静电平衡了。 证明(2)：若导体表面紧邻处的场强不垂直于导体表 面，则场强将有沿表面的切向分量 Et，使自由电子 沿表面运动，整个导体仍无法维持静电平衡。
const .
E dS
S
q
i
i
0
E dl 0
L
3. 电荷守恒定律
讨论题：
1. 将一个带电+q、半径为 RB 的大导体球 B 移近一 个半径为 RA 而不带电的小导体球 A，试判断下列说 法是否正确。 +q B (1) B 球电势高于A球。 (2) 以无限远为电势零点，A球的电势 A 0 。 (3) 在距 B 球球心的距离为r ( r >> RB ) 处的一点P， q /(40。 r2) 该点处的场强等于 (4) 在 B 球表面附近任一点的场强等于 B / 0 ，
人教版高中物理必修第三册精品课件 第11章 电路及其应用 2.导体的电阻
R=ρ
(2)公式:________。
材料
温度
2.电阻率:表征了导体材料的导电性能,与导体的________和________等因
素有关,电阻率越大,说明导体的导电性能越差。
三、导体的伏安特性曲线
电压U
电流I
1.伏安特性曲线:用横坐标表示________,用纵坐标表示________,这样画出
的I-U图像叫作导体的伏安特性曲线。
提示 导体的电阻是导体本身的性质,与两端是否存在电压无关。
(4)导体的长度越长,电阻越大。( × )
提示 导体的电阻与其长度、横截面积和材料有关,只有在横截面积和材料
不变时,导体的长度越长,电阻才越大。
(5)由
ρ= 得,导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积
RS 成正比,与导
体的长度 l 成反比。( × )
意义
作用
适用范围
联系
R= 的比较
l
R=ρS
U
R= I
电阻定律的表达式,也是
电阻的决定式
提供了测定电阻率的一
种方法, ρ=RS
l
电阻的定义式,R与U、I
无关
提供了测定电阻的一种
方法,伏安法
适用于粗细均匀的金属
导体或浓度均匀的电解 纯电阻元件
液、等离子体
导体的电阻取决于导体本身的材料、长度和横截
面积,而不是U和I
答案8×106 Ω·m
Ω·m。
(2)若有一圆柱体是由髓鞘制成的,该圆柱体的体积为32π cm3,当在其两底
面上加上1 000 V的电压时,通过该圆柱体的电流为10π μA,求该圆柱体的
底面半径和高。
大学物理第10章 电荷和静电场-2
例如 孤立的导体球的电容
Q
Q C V
地球
Q Q 4π 0 R
4π 0 R
6
R
4
RE 6.4 10 m, CE 7 10 F
二 电容器
导体组合，使之不受周 围导体的影响 ——电容器
电容器的电容：
当电容器的两极板分
别带有等值异号电荷Q时 ，电量Q与两极板间相应 的电势差VA-VB的比值。
详细说明如下
二、导体表面的电荷和电场 导体表面电荷的分布与导体本身的形状以及附近 带电体的状况等多种因素有关。
孤立导体的电荷面密度与其表面的曲率有关，曲率越大 电荷面密度越大。 表面突出尖锐部分曲率大, 电荷面密度大;
表面比较平坦部分曲率小, 电荷面密度小; 表面凹进部分曲率为负, 电荷面密度最小。
S
–q'
说明空腔内表面所带总电量与空腔内带电体的电量 相等、符号相反。导体空腔是等势体，腔内场强不 为零，不是等电势区间。
四、导体静电平衡性质的应用
1. 静电屏蔽 (electrostatic shielding)
＋q ＋q ＋q
-q
-q
利用导体静电平衡的性质，使导体空腔内部空 间不受腔外电荷和电场的影响，或者将导体空腔 接地，使腔外空间免受腔内电荷和电场影响，这 类操作都称为静电屏蔽。无线电技术中有广泛应 用，例如，常把测量仪器或整个实验室用金属壳 或金属网罩起来，使测量免受外部电场的影响。
Cn
VB
等效
VA
C
VB
令 U VA VB
q1 C1U
q2 C2U
•导导体表面外附近的场强 E 0
★ 注意：
E 仅由 S 处电荷产生而与其它电荷无关吗？为什么？
1 导体(conductor)：容易传导电流的材料称为导体,如金属
1 导体（conductor）：容易传导电流的材料称为导体，如金属、电解液等。
E506010101012 绝缘体（nonconductor）：几乎不传导电流的材料称为绝缘体，如橡胶、陶瓷、石英、塑料等。
E506010101023 半导体（semiconductor）：导电能力随外界条件发生显著变化的材料称为半导体，如硅（Si）、锗（Ge）和砷化镓（GaAs）等。
E506010101034 本征半导体（intrinsic semiconductor）：不含杂质，完全纯净的、结构完整的半导体晶体称为本征半导体。
E506010101045 杂质半导体（extrinsic semiconductor）：在本征半导体中掺入微量的杂质元素，其导电性能就会发生显著的改变。
掺有杂质的本征半导体称为杂质半导体。
因掺入杂质的不同，杂质半导体分为N型半导体和P型半导体。
E506010101056 N型半导体（N-type semiconductor）：在本征半导体中掺入微量五价元素（如磷（P）、砷（As））的杂质后，自由电子成为多数载流子，而空穴成为少数载流子。
这种主要依靠自由电子导电的杂质半导体称为N型半导体。
E506010101067 P型半导体（P-type semiconductor）：在本征半导体中掺入微量三价元素（如硼（B）、铟（In））的杂质后，空穴成为多数载流子，而自由电子成为少数载流子。
这种主要依靠空穴导电的杂质半导体称为P型半导体。
E506010101078 空穴（hole）：电子挣脱共价键的束缚成为自由电子后所留下的空位称为空穴。
空穴的出现是半导体区别于导体的一个重要特点，通常可将空穴视为带正电的粒子。
E506010101089 载流子（carrier）：在半导体中，将能移动的电荷统称为载流子，包括电子和空穴。
E5060101010910 扩散（diffusion）：在P型半导体和N型半导体的交界处，由于多数载流子浓度的差别，载流子将从浓度较高的区域向浓度低的区域运动，多数载流子的这种运动称为扩散。
静电场中的金属导体
但是，利用静电屏蔽装置屏蔽内部的 电场时，金属外壳必须接地，否则起不到 屏蔽的效果。
谢谢大家！
所以能使导体壳内或金属网罩内的区域不受外部 电场的影响．
• 范德格拉夫起电机，又称 1) 中空金属球壳 范德格拉夫加速器，是一 2) 上部电极 种用来产生静电高压的装 3) 上部滚轴（金属制） 置。范德格拉夫起电机通 4) 这条带子带有正电荷 过传送带将产生的静电荷 5) 这条带子带有负电荷 传送到中空的金属球表面。 6) 下部滚轴（可以采用丙烯酸玻 范德格拉夫起电机非常易 璃制制） 于获得非常高的电压，现 7) 下部电极（接地） 代的范德格拉夫起电机电 8) 带负电的球型装置，用于将主 势可达500万伏特。 球[1] 壳放电 9) 因电位差产生的电花。
3．静电屏蔽的应用 （1）电学仪器和电子设备外面的金属罩，通讯电缆外面 包的一层铅皮，可以防止外电场的干扰．
（2）电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网 制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏 蔽作用，使人安全作业．
特别注意：
利用静电屏蔽装置屏蔽外部的电场时， 金属外壳接地与不接地都可以起到效果。
避雷针
3.导体空腔
导体空腔就是空心导体，若腔内没有带电体则导体空 腔必定具有下列性质 空腔内表面不带任何电荷。用高斯定律、等势 体证明。
在导体内做一高斯面，根据静电平衡导体内部场强处处 为零，所以导体内表面电荷的代数和为零。如内表面某 处e>0 ,则必有另一处e<0，两者之间就必有电力线 相连，就有电势差存在这与导体是等势体相矛盾、与导 体内场强为零相矛盾。所以导体内表面处处e=0
S
P
E dS 0
S
q
S内
i
0
----体内无净电荷
导体电阻计算公式
导体电阻计算公式导体--半导体---绝缘体---电阻率----关于电流，电压，电阻，功率的计算公式2009-11-21 09:16 导体--半导体---绝缘体---电阻率----关于电流，电压，电阻，功率的计算公式2009-10-25 08:27 生活中的金属等一般都是导体，还有的绝缘体如布条、干燥的木棍等被水湿润后会变成导体，还有陶瓷在高温下也会变成导体，生活中一般没有现成的半导体,半导体一般是c 族元素的金属... 简单的说生活中导体、半导体、绝缘体的界限是不明显的，他们在一定条件下能互相转化... 半导体不是金属从物理上定义就是禁带远小于绝缘体的材料或者可以理解为很容易让不导电的材料变成导电的材料常用的是硅半导体当然还有金属氧化物等很多导体：银、铜、金、铝、锌、铂、锡、铁、铅、汞、石墨、水、酸、碱和盐类的熔化液。
绝缘体：橡胶、塑料、陶瓷、云母、胶木、硅胶、绝缘纸、绝缘油、空气。
半导体：硅、锗、硒。
半导体和超导体有什么区别和相同处？他们分别有什么作用？顾名思义：导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料，叫做半导体（semiconductor）．用处：最早的实用“半导体”是「电晶体（Transistor）/ 二极体（Diode）」。
一、在无电收音机（Radio）及电视机（Television）中，作为“讯号放大器/整流器”用。
二、近来发展「太阳能（Solar Power）」，也用在「光电池（Solar Cell）」中。
三、半导体可以用来测量温度，测温范围可以达到生产、生活、医疗卫生、科研教学等应用的70%的领域，有较高的准确度和稳定性，分辨率可达0.1 摄氏度，甚至达到0.01 度也不是不可能，线性度0.2%，测温范围-100~+300 摄氏度，是性价比极高的一种测温元件。
物质存在的形式多种多样，固体、液体、气体、等离子体等等。
我们通常把导电性和导电导热性差或不好的材料，如金刚石、人工晶体、琥珀、陶瓷等等，称为绝缘体。
第11章化学键和分子结构（精）
第11章化学键和分⼦结构（精）第11章化学键和分⼦结构思考题1. ⾦属阳离⼦有⼏种电⼦构型？阳离⼦的极化作⽤与电⼦构型的关系如何？解：⾦属阳离⼦有⼆种类型的电⼦构型：（1）形成稀有⽓体的电⼦构型（2电⼦型和8电⼦型）（2）形成⾮稀有⽓体的电⼦构型ⅰ）9～17电⼦型：n s2 n p6 n d1～9（离⼦最外层电⼦数为9～17个）ⅱ）18电⼦型：n s2 n p6 n d10ⅲ）18+2电⼦型：(n-l)s2 (n-l)p6 (n-l)d10 n s2极化⼒与电⼦构型有关，极化⼒⼤⼩次序如下：8电⼦型＜9～17电⼦型＜18及18+2 电⼦型。
2. 简要说明离⼦特征对离⼦极化⼒和变形性的影响。
解:（1）离⼦特征对离⼦极化⼒的影响：a、离⼦的电荷：在离⼦半径相近、外层电⼦构型相同的条件下，离⼦的正电荷越多，极化⼒越⼤；b、离⼦的半径：在离⼦的外层电⼦构型相同、电荷相同的条件下，离⼦的半径越⼩，极化⼒越⼤；c、离⼦的电⼦构型：在离⼦的半径相近、电荷相同的情况下，不同电⼦构型的阳离⼦，其极化作⽤⼤⼩如下：18、18+2电⼦型＞9～17电⼦型＞8电⼦型。
d、复杂离⼦的极化⼒相对较⼩。
（2）离⼦特征对离⼦变形性的影响a、离⼦的半径：在离⼦的外层电⼦构型相同、电荷相同的条件下，离⼦的半径越⼤，变形性越⼤；b、离⼦的电荷：在离⼦外层电⼦构型相同的条件下，离⼦的正电荷越少、负电荷越多，变形性越⼤；c、离⼦的电⼦构型：在离⼦的半径相近、电荷相同的情况下，18和18+2电⼦型及9-17电⼦型的离⼦⽐8电⼦型的离⼦变形性要⼤。
3. 以银的卤化物AgX为例说明离⼦的相互极化作⽤对物质颜⾊、⽔溶性、热稳定性的影响。
解: Ag+为18电⼦型阳离⼦，极化作⽤较强，卤素阴离⼦的变形性越⼤，相互极化作⽤越强。
故有相互极化作⽤的强弱顺序：AgF＜AgCl＜AgBr＜AgI化合物颜⾊依次渐深；⽔溶性依次减弱；热稳性依次降低。
4. 原⼦轨道重叠形成共价键必须满⾜哪些原则？σ键和π键有何区别？解: 含有成单电⼦的原⼦轨道发⽣最⼤重叠才可以形成稳定的共价键。
电场中的导体
电场中的导体学科:物理教学内容:电场中的导体【基础知识精讲】1.金属导体特征金属导体由做热振动的正离子和在它们之间做无规则热运动的自由电子组成.2.静电感应现象把金属导体放进电场中,导体内部的自由电子受到电场力的作用,将向电场的反方向定向移动,结果会使导体两端分别出现正.负电荷.此现象叫静电感应.若将上述导体的两部分并拢放置,则再分开为两部分时,可使两部分分别带上等量的正.负电荷,即为感应起电.3.静电平衡状态导体中(包括表面)没有电荷定向移动的状态.静电平衡是导体中的电荷在外电场的电场力作用下重新分布,从而产生感应电荷,感应电荷在导体中形成的电场抵消外电场的结果.4.处于静电平衡状态的导体的特性(1)导体的内部的合场强处处为零;(2)净电荷只分布在导体的外表面;(3)电场线与导体表面垂直相接.(4)整个导体是一个等势体,其表面是一个等势面.说明:①净电荷是指导体内正.负电荷中和后所剩下的多余电荷.②第(4)条要到后面的节次再学习.5.静电屏蔽静电平衡时导体内部的场强为零.把电学仪器和电子设备的外面套上金属网或金属皮,仪器和设备就会因其所在处的场强为零而不受外电场的影响,这就是静电屏蔽.【重点难点解析】重点静电平衡导体的场强和静电荷分布特点.难点法拉第圆筒实验.例1 如图,不带电的导体AB左侧有一带正电的小球+Q.现分别将导体的A端.正中部和B端分三次在初始状态相同的情况下,与地短暂接通又断开,之后导体AB的带电及其内部的场强情况是( )A.正电B.负电C.不带电D.AB上的感应电荷在其内部M点产生的场强不为零,且方向指向+Q解析此类问题可用两种方法判断.方法一:利用电荷间的相互作用力判定.AB处于+Q产生的电场中,由于静电感应,A 端感应带负电荷,B端感应带正电荷.此过程可理解为AB中自由电子被+Q所吸引,吸引到离+Q越近越好,如果此时用导线把AB与地接通,那么被排斥的正电荷(实际上移动的是自由电子)就会移动到AB与地组成的大导体离+Q的远端,断开接地线后,AB就带了负电.可见不管把导体AB的何部位短暂接地后,其都将带+Q的异种电荷.方法二:用电势高低判定.因无穷远和地电势为零,因此带正电的小球所形成的电场中任一点的电势均大于零.又由于导体AB是一等势体,且高于地的电势,则不管导体上的那一处与地相接,导体中的正电荷都会在电场力的作用下从电势高处流向电势低处,从而使导体带负电.答案选BD.说明类似的问题还有,上述过程中用〝用手接触一下导体AB〞的操作代替〝短暂接地又断开〞的操作,则可得到同样的结果.例2 分别判定下列图中A.B.C.D四点电场的有无和方向.解析因为正电荷附近的导体空壳在静电平衡后右侧带负电,左侧带正电,感应电荷的电场和点电荷在A点的电场相抵消,所以A点场强为零.对于B点,由于B接地,导体壳平衡后右端带负电,同理,B点场强也为零.对于C点,有三个电场在此叠加,即点电荷的电场.导体壳内壁负的感应电荷和外壁正的感应电荷产生的电场,其中两类感应电荷的电场正好相互抵消,C处的合场强为点电荷的电场,所以C的场强方向沿球心与C连线指向C.对于D点,由于导体壳接地,所以与C点情况不同的是少了导体壳外壁正的感应电荷的电场,因此剩下的两个电场相抵消,D点场强为零.由此例分析可知,空壳导体是否接地,都能〝阻挡〞外电场的进入;而只有接地的空壳导体才能〝阻挡〞内部电场的〝泄露〞.〝阻挡〞和〝泄露〞两词都加上引号,目的是强调静电屏蔽现象不是真的阻挡了电场,而是感应电荷的电场和原来的电场相抵消.【难题巧解点拨】例1 如图所示,在靠近空心金属筒P处,有一接地金属球M.把带负电的小球Q放入P内部,能使M带负电的作法是:( )A.Q不接触P的内壁,而将P短时间接地后再移去QB.Q不接触P的内壁C.Q接触P的内壁D.Q不接触P的内壁而将P接地解析若用作用A,根据静电感应的〝接地〞问题分析,可知移去Q后,P外表面带正电,M带负电,A正确.若用作法B,由静电感应,此时M带正电;若用作法C,此时Q 的负电全部移至P的外面,同样M带正电;若用D作法,此时属〝内屏蔽〞,M处合场强为零,M将不带电.答案A正确.说明本题考查了对接触起电,感应起电,静电屏蔽等知识的掌握情况,解题的关键是利用上述知识进行综合分析.例2 长为l的导体棒原来不带电,现将一带电量为+q的点电荷放在距棒左端R处,如图所示.当棒达到静电平衡后,棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小等于,方向为.解析导体棒在点电荷+q的电荷中发生静电感应,左端出现负电荷,右端出现正电荷,棒中任何一点都有两个电场,即外场——+q在该点形成的电场E0,附加电场——棒上感应电荷在该点形成的电场E′,达到静电平衡时E′＝E0.题中所求的即为E′,于是我们通过上述等式转化为E0.解答:棒的中点距+q为r＝R+l/2,于是E′＝E0＝,而且E′和E0方向相反.同理,我们还能求棒中其他点的附加电场的场强.说明感应电荷电量是面分布,且电量值未知,所以不能直接由E＝k来求,只能利用静电平衡的性质来求.【命题趋势分析】本节的考点主要有以下三个方面.一是关于静电感应过程中感应起电的有无及其性质的判定;二是判定和计算处于静电平衡状态中的导体内的场强;三是关于静电屏蔽过程中有关位置的带电.场强.电势.电势差等物理量的判定.分析和解决这些问题,要根据电场的有关性质和处于静电平衡状态下导体的性质来进行.【典型热点考题】例1 一金属球,原来不带电,现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN,如图所示,金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a.b.c三点的场强大小分别为Ea.Eb.Ec,三者相比,则( )A.Ea最大B.Eb最大C.Ec最大D.Ea=Eb=Ec解析处于静电平衡的导体内部场强处处为零,故a.b.c三点的场强都为零.静电平衡的导体内部场强为零是感应电荷产生的电场与外电场叠加的结果.所以感应电荷在球内某点产生的电场的场强与MN在这一点形成的电场的场强等大反向.比较a.b.c三点感应电场的场强,实质上是比较带电体MN在这三点的场强.由于C点离MN最近,故MN在C点的场强最大,感应电荷在C点场强也最大.答案选C.小结本题在高考中,考生错选D者达半数以上,这些考生不理解静电平衡的导体内部的电场强度为零,是空间中所有电荷在导体内任一点产生的电场强度的矢量和为零.本题要求考生对静电平衡.电场强度的叠加等规律有较深入的理解,并能结合实际问题进行合乎逻辑的分析和推理.例2 如图所示,在相距r.带等量异种电荷的两个点电荷的连线中点放一半径为R 的金属球,求球上感应电荷在球心O处的场强大小和方向.解析由于处于静电平衡状态的导体内合场强为零,即为+Q.-Q和感应电荷在球心处的合场强为零,因此只须计算+Q.-Q在球心处产生的场强:E1＝k,由O指向-Q;E2＝k,由O指向-Q.所以感应电荷在球心O处的的场强大小为E感＝E1+E2＝2·KQ/()2＝8KQ/r2,方向为由O指向+Q.【同步达纲练习】1.在电场中的导体处于静电平衡时,一定为零的物理量是( )A.导体内任意两点间的电势差B.导体内任一点感应电荷的场强C.导体表面任一点的场强D.导体内的净电荷2.如图所示,带正电的小球靠近不带电的金属导体AB的A端,由于静电感应,导体A端出现负电荷,B端出现正电荷,关于导体AB感应起电的说法正确的是( )A.用手接触一下导体的A端,导体将正带电荷B.用手接触一下导体AB的正中部位,导体仍不带电C.用手接触一下导体AB的任何部位,导体将带负电D.用手接触一下导体AB后,只要带正电小球不移走,AB不可能带电3.如图所示,A.B是两个大小不等,都在上端有开口的金属球壳,带有绝缘支架,其中A带正电,B不带电,C是带有绝缘柄的小球.现用C从A上取电荷,并且要求C上电荷全部传给B,方法应是( )A.C与A外壁接触后,再与B外壁接触B.C与A外壁接触后,再与B内壁接触C.C与A内壁接触后,再与B内壁接触D.C与A内壁接触后,再与B外壁接触4.如图,将悬在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不和球壁接触),另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近,如图所示,于是( )A.A往左偏离竖直方向,B往右偏离竖直方向B.A的位置不变,B往右偏离竖直方向C.A往左偏离竖直方向,B的位置不变D.A和B的位置都不变5.将一带电棒慢慢靠近一带负电的验电器时,看到验电器金箔的张角增大,则棒上电荷的电性为.6.如图接地金属球A的半径为R,球外点电荷的电量为Q,它到球心的距离为r,该点电荷的电场在球心的场强E＝.该金属球上感应电荷在球心点产生的场强E′＝.【素质优化训练】1.如图所示,两个相同的空心金属球M和N,M带-Q电荷,N不带电,旁边各放一个不带电的金属球P和R(M.N相距很远,互不影响),当将带正电Q的小球分别放入M和N的空腔时( )A.P.R上均出现感应电荷B.P.R上均没有感应电荷C.P上有,而R上没有感应电荷D.P上没有,而R上有感应电荷2.如图所示.在真空中把一绝缘导体向带电(负电)的小球P缓慢地靠近(不相碰).下列说法中正确的是( )A.B端的感应电荷越来越多B.导体内场强越来越大C.导体的感应电荷在M点产生的场强恒大于在N点产生的场强D.导体的感应电荷在MN两点场强相等3.如图所示,A.B为带异种电荷的小球,将两不带电的导电棒C.D放在两球之间,当用导线将C左端_和D棒右端y连接起来的瞬间,导线中的电流方向是.4.如图所示,A.B两点间相距0.3m,在A点放一个带电量为qA＝1.0_10-8C的正电荷,在B点放一个带电量qB＝-1.0_10-8C的负电荷.在两个点电荷连线上方放一个半径为0.15m的金属球,球心O到A点和B点的距离都是0.30m,则金属球上感应电荷在球心处产生的场强大小为.并请你在图上画出场强方向示意图.(K＝9.0_10-9 Nm2/C2)5.如图所示,在孤立点电荷+Q的电场中,金属圆板A处于静电平衡状态,若A与+Q 在同一平面内,试在圆板A内画出由于板上感应电荷形成的附加电场的三条电场线.6.带电量为Q的正点电荷距一很大的接地金属板的间距为a,如图所示,试求金属板对点电荷作用力.【生活实际运用】〝卡拉OK〞设备中的有线话筒使用时间过长后,特别是使用时又经常弯折其导线,使用过程中有时会出现〝嗡嗡〞或〝咝咝〞的干扰声,如何动手消除此现象?参考答案:【同步达纲练习】1.AD2.C3.B4.D5.负6.KQ/r2.-kQ/r2【素质优化训练】1.D2.AC3._→y4.1000N/C,过O点沿A→B方向5.6.等效电场圆如下图,得F＝K【生活实际运用】提示:此现象多为话筒外壳与屏蔽线断开,或者屏蔽导线被折断后,使交流信号在人体上的感应信号进入话筒所致.消除方法是:把断点找出接通或换一根整的话筒导线.。
GBT3956电线导体的标准
电缆的导体Conductors of insulated cables1997—10—28发布1998—11-01实施国家技术监督局发GB/T 3956—1997 前言本标准等同采用国际电工委员会(IEC)标准IEC 228:1987《电缆的导体》(其中包括其中第一次修改单Amendment NO.1:1993)和IEC 228A:1982《电缆的导体——圆形导体的尺寸X围导则》对GB 3956—83《电气装备电线电缆铜、铝导电线芯》和GB 3957—83《电力电缆铜、铝导电线芯》标准进行修订。
本标准是电缆和软线的基础标准。
在制定产品标准时,应从本标准和各表中选择适合于电线和电缆产品的导体。
由于IEC 228(1978)正文中的“引言”旨在说明本版本与1966 年版本的差异是非标准内容,所以本标准编写时将“引言”从标准正文移入“IEC 前言”中。
IEC 228(1978)在1982 年公布第一次补充件IEC 228Ａ《圆形导体的尺寸X围导则》,目地为指导电缆及电缆连接接头的制造,并保证连接接头与电缆的适配。
本标准将IEC 228 补充件IEC 228Ａ作为本标准的附录Ａ。
本标准从实施之日起同时代替GB 3956—83，GB 3957—83。
本标准的附录Ａ是标准的附录。
本标准由中华人民XX国机械工业部提出。
本标准起草单位：机械工业部XX电缆研究所。
本标准主要起草人：X曾权、X翠珍。
GB/T 3956—1997IEC 前言1.IEC（国际电工技术委员会)就技术委员代表各国家委员会准备的，并为各国家委员会特别关切的技术问题作出的正式决议尽可能地表达出国际上对这些问题的一致意见.2.这些决议或协议以推荐标准的形式供国际上使用，并在此意义上取得各国家委员会的认可。
3.为促进国际间的统一,IEC 希望各国家委员会在其国内情况许可的X围内,宜尽可能采用IEC推荐标准的内容作为他们的国家标准。
IEC 推荐标准与相应的国家标准之间的任何差异，应尽可能在国家标准中明确指出.IEC 228“电缆的导体”由IEC 第20技术委员会“电缆”的20Ａ分委员会“高压电缆”制定。
金属的导电性与热导性
金属的导电性与热导性金属作为一种重要的材料，具有优异的导电性和热导性，广泛应用于电子、能源、建筑等领域。
本文将介绍金属的导电性与热导性的原理和特点，并探讨其应用。
一、导电性原理和特点1.1 导电性原理金属的导电性是由其晶体结构和电子结构决定的。
金属晶体由正离子核和自由电子云组成，自由电子能在晶体中自由运动，形成电子气。
当外加电场作用于金属中时，电子气会在导电体内形成电流，从而实现电能的传导。
1.2 导电性特点金属的导电性具有以下特点：首先，金属的导电性较好，能够传导电流，并且电阻较低。
这是因为金属中存在大量自由电子，电子之间的相互作用较弱，电子能够自由运动，形成连续的电流。
其次，金属的导电性具有良好的稳定性。
金属导体在通电时不易发生电子散射、热扩散等现象，能够稳定地传导电流。
最后，金属的导电性随着温度的升高而略有下降。
这是由于温度升高会导致金属晶格振动增大，影响了电子的自由运动。
二、热导性原理和特点2.1 热导性原理金属的热导性是由其分子及电子的传导贡献决定的。
金属中的自由电子能够在外加温度梯度作用下传递热能，实现热量的导热。
2.2 热导性特点金属的热导性具有以下特点：首先，金属的热导性较好，能够迅速传递热量。
金属中的自由电子具有高速度，能够迅速传递热能，使热量快速传导。
其次，金属的热导性具有较高的热传导率。
热传导率是衡量物质导热能力的重要指标，金属的热传导率较高，能够迅速传递热量。
最后，金属的热导性受到材料的晶格结构和温度的影响。
晶格结构的不完整、缺陷会影响金属的热导性能力，而温度的升高会影响金属颗粒振动，从而影响热量的传导。
三、导电性与热导性的应用3.1 电子领域金属的导电性使其成为电子器件制造中重要的材料。
电子器件中的导线、电极通常采用金属材料，以实现电流的传导和电能的转换。
此外，金属材料在集成电路、电子元件等领域也有广泛的应用。
3.2 能源领域金属的导电性和热导性在能源领域具有重要应用。
金属热电阻效应的特点和形成原因
金属热电阻效应的特点和形成原因1. 金属热电阻效应的特点金属热电阻效应是指金属导体在不同温度下电阻值的变化现象。
这种现象是由于金属导体内部的电子受到温度的影响，从而使得电子的活动程度和导体内部的离子振动程度发生变化，进而影响了金属导体的电阻值。
金属热电阻效应具有如下特点：1.1 温度依赖性强金属热电阻效应的最显著特点就是其对温度的依赖性非常强。
随着温度的升高，金属导体内部电子的活动程度增加，导致电阻值增大；反之，温度降低时，电子活动减小，电阻值减小。
这种温度-电阻关系呈现出线性或者非线性的特点，取决于具体金属的性质和温度范围。
1.2 稳定性好相比于其他材料的温度传感器（如半导体材料），金属热电阻具有较好的稳定性。
金属材料的晶粒结构和化学性质使得金属热电阻在温度变化时能够更加稳定地保持其电阻值，对温度的测量有着较高的准确性和可靠性。
1.3 高灵敏度金属热电阻的电阻值随温度的变化而变化，具有较高的灵敏度。
这种高灵敏度使得金属热电阻在工业自动化、电子通信等领域的温度测量中得到了广泛的应用。
2. 形成原因金属热电阻效应的形成主要是由于金属内部电子活动和离子振动的变化所致。
2.1 电子活动程度金属导体内部的自由电子受到温度的影响，其活动程度随温度的变化而变化。
温度升高时，金属内部电子的热运动加剧，碰撞频率增大，阻碍了电子的自由运动，使金属导体的电阻值增大；温度降低时，电子的活动减弱，电阻值减小。
这种现象导致金属热电阻效应的产生。
2.2 离子振动程度除了电子活动程度的影响外，金属内部的离子振动也会对热电阻效应产生影响。
当金属导体受热时，金属晶格内的离子振动加剧，导致电子-离子碰撞频率增加，从而增大了电阻值。
金属内部离子的振动程度是金属热电阻效应形成的另一个重要原因。
3. 个人观点和理解金属热电阻效应作为一种重要的温度传感器，在工业自动化、航空航天、石油化工等领域有着广泛的应用。
通过对金属热电阻效应的深入理解，我们可以更好地把握温度传感技术的原理和应用，进而推动温度测量技术的创新和发展。
苏科版初中物理九年级1电阻 课件
总结
1. 影响因素：导体的材料、长度、横截面积和温度。 要点精析： (1)导体的材料一定时，长度越大，横截面积越小，其电阻 越大。 2. 理解：电阻是导体本身的一种性质，与导体两端电压大 小和通过导体的电流大小无关。 3.电源电压一定的电路中接入不同的电阻时，通过灯泡的电 流越大，或灯泡越亮，说明接入电路中的电阻的阻值越小， 这是利用转换法来判断电阻大小的，但不能由此说明电阻 与电流或电压有关。
电阻
镍铬合金 0.5
S
镍铬合金 1
S
实验1的结论：
导体的电阻与长度有关。 材料、横截面积相同，导体越长，电阻越大。
2．探究电阻与导体横截面积的关系
实验2：电阻与导体横截面积是否有关
材料
长度 横截面积 （m） （mm2）
电流 （A）
对电流的 阻碍作用
电阻
镍铬合金 1
S
镍铬合金 1
2S
实验2的结论：
3．电阻器
在电子技术中，我们常用到有一定电阻值的元
件——电阻器，也叫做定值电阻，简称电阻。电路
图中用符号
表示。
练一练
1．人的皮肤干燥时，双手之间的电阻约为几 千欧至几万欧，10 kΩ＝___1_0_4___ Ω；我们平常所 说的绝缘体，其电阻一般应在1 MΩ以上，1 MΩ＝ ___1_0_6___ Ω。 2.24000 Ω=（ 24 ）kΩ=( 0.024 )MΩ
导体的电阻与横截面积有关； 材料、长度相同，导体的横截面积越大，电阻 越小。
实验3：电阻还与温度有关
灯丝
A
加 热
实验3：电阻还与温度有关
结论： (1)大多数导体的电阻随温度的升高而增大(如 金属导体)，少数导体的电阻随温度的升高而减 小(如石墨)。 (2)一般地，不考虑温度对电阻的影响。
晶体及半导体材料
晶
体
晶体
• 组成物质的原子、分子或离子在空间呈现具有规律性、周期 性的排列，这样的物质就是晶体。晶体一般呈固体形态 。
* 食盐是氯化钠的结晶体，味精是谷氨酸钠的结晶体，冬天窗户玻璃
上的冰花和天上飘下的雪花，是水的结晶体。
食盐（NaCl）晶体
扫描电镜下的雪花晶体
小贴士：液晶
液晶
• 一些有机化合物和高分子聚合物，在一定温度或浓度的溶液中，既具 有液体的流动性，又具有晶体的各向异性，这就是液晶。 • 液晶在正常情况下，其分子排列很有秩序，显得清澈透明，一旦加上 直流电场后，分子的排列被打乱，一部分液晶变得不透明，颜色加深， 因而能显示数字和图象。 • 液晶显示屏：Liquid Crystal Display ( LCD )
晶胞
晶胞
• 晶格的最小单元。晶体以晶胞的结构方式在空间重复排列， 构成了晶体。
* 单晶体：长程有序晶胞重复排列；多晶体：短程有序。
硅晶胞
• 一个硅原子与周围
中心结点
共价键
其它四个硅原子以共 价键组成了一个正四 面体晶胞。
面心立方金刚石晶格结构
硅、锗、碳的金 刚石晶格结构
• 这一类晶体的晶格 结构统称为面心立 方正四面体金刚石 结构。
晶体结构分类晶体按其内部结构可分为七大晶系和14种晶格类型三斜晶系单斜晶系正交晶系三方晶系四方晶系六方晶系立方晶系简单三斜简单单斜底心单斜简单正交底心正交体心正交面心正交三角简单四方体心四方简单六方简单立方体心立方面心立方由国家银行统一计划发行的法定货币
晶体及硅材料简介
目
录
晶体 半导体 掺杂和杂质
固定的熔点
• 达到熔点温度，晶体才会熔化为液体。熔点也是溶融态晶体 的凝固点。
金属导体能带上静电荷吗
金属导体能带上静电荷吗金属都是电的导体，平常我们观察到的是金属中电(荷)的流动，如掀合开关，电灯亮了，就是电流通过导体。
那么金属能带上电荷(静电)吗?由于金属导体都是由原子构成，原子核带正电荷，核外电子带负电荷。
如有一个带电体(如用丝绸摩擦过的带正电的玻璃棒或用毛织品摩擦过的带负电的橡胶棒)，靠近一个金属导体时，由于电荷间的相互作用(异种电荷相吸，同种电荷相斥)，会使导体内部的电荷重新分布，即导体内部的异种电被吸引到带电体的附近而同种电荷被排斥到远离带电体的导体另一端――静电感应现象(猜想)。
你试用下面实验来证实这个“猜想”。
实验器材准备1、硬质橡胶棒(或塑料尺或梳子)、毛皮(或用自己干净的头发代)、玻璃棒、丝绸。
2、自制感应导体仪――用干净的塑料瓶中穿一段铜丝(长约40cm)，两端卷成A、B圆环.3、木制支架上并悬两小球(用泡沫塑料粒制成)。
实验操作如图1所示，将自制感应导体仅与C处小球靠近约1cm处，此时导体与小球均不带电荷。
1、用丝绸摩擦玻璃棒带正电荷后，即使它靠近铜环A，观察C处并列小球发生的现象；并分析原因(可重复操作几次，然后用手抹去小球上的电荷)。
2、用橡胶棒摩擦毛皮后，使它靠近铜环A，观察C处并列小球发生的现象；并分析原因(可重复操作几次)。
综合论证(结论)提示：综合实验现象的论证，可得出“带电体移近不带电的导体，可以使导体带电(即发生静感应现象)”的结论(上述“猜想”得到证实)。
说明1、本实验必须是在干燥、洁净的环境下进行；否则(如空气湿度很大时)看不出效果。
2、带电体靠近导体即带电荷的原因：如带正电荷的玻璃棒移近导体A铜环时，即使导体上的自由电子被吸引过来，而使之带负电，另一端B铜环上即带等量正电荷：再感应小球C使之带负电而被吸引(如果小球先带正电，则被排斥)。
3、利用静电感应使物体带电，物理上称为感应起电。
感应起电跟摩擦起电一样，不是制造电荷，而是使物体中的正负电荷分开，使电荷从物体的一部分转移到另一部分。
金属的tcr系数
金属的tcr系数金属的TCR系数是指金属材料在温度变化时电阻的变化率。
TCR （Temperature Coefficient of Resistance）是一个衡量金属导体电阻随温度变化的指标，常用来描述金属的温度敏感性。
金属的TCR系数对于许多电子设备和电路的设计和工作性能具有重要影响。
金属材料的电阻随温度变化的原因是金属中自由电子的热运动。
随着温度的升高，金属中自由电子的热运动加剧，电子的碰撞频率增加，导致电阻增加。
因此，金属的TCR系数一般为正值，表示随着温度升高，电阻值增加。
不同金属材料的TCR系数各不相同，这是由于金属材料的晶格结构和电子结构的差异所致。
常见金属中，铜的TCR系数较小，约为0.0039 1/℃，因此铜是常用的导线材料；铁的TCR系数较大，约为0.005 1/℃，铁材料在温度变化时电阻变化较为显著；铂的TCR 系数非常稳定，约为0.0039 1/℃，因此铂常被用作温度传感器的材料。
金属材料的TCR系数对于电子设备和电路的工作稳定性和精度要求有着重要的影响。
在温度传感器和温度补偿电路中，需要选择TCR 系数稳定的金属材料，以确保测量的准确性和稳定性。
同时，对于需要在不同温度条件下工作的电路，需要考虑金属材料的TCR系数，以避免温度变化引起的电阻值变化对电路性能的影响。
在工程应用中，为了满足特定的要求，人们还通过合金化和掺杂等方法来改变金属材料的TCR系数。
例如，通过合金化可以使金属材料的TCR系数变小或变大，以适应不同的应用需求。
此外，还可以通过调整金属材料的晶格结构和电子结构来改变其TCR系数。
金属的TCR系数是衡量金属材料电阻随温度变化的指标，对于电子设备和电路的设计和工作性能具有重要影响。
不同金属材料的TCR 系数各不相同，因此在工程应用中需要选择合适的金属材料以满足特定的要求。
通过合金化和掺杂等方法可以改变金属材料的TCR系数，以适应不同的应用需求。
因此，对金属材料的TCR系数的研究和应用具有重要意义。
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金属导体
车 流
水 流
电流、电流表 及其使用
电流
1 3
2
电流的形成：自由电子的定向移动
电流的方向: 电流从电源的正极出发，经过导线、 开关和灯泡回到负极。
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电流的大小： 电流强度 单位：安培 简称:安 符号: A
科学长廊
安培:（AndrMarie Amp 1775~1836)，
法国物理学家，电磁学的奠基人之一Leabharlann 结电流的形成电流的大小
怎样测量电流的大小
要求L1、 L2并联，如何测量通过灯L2的电流
他生于里昂一个富商家庭，从小博览群书， 具有惊人的记忆力和非凡的数学才能。1820年9 月，当他获悉丹麦物理学家奥斯特发现了电流的 磁效应后，意识到这一发现非同寻常，立即转向 电磁学研究，对电流之间的相互作用等进行了深 入的研究， 在短时间内取得了丰硕的成果。
观察电流表
刻度板
指针
零点调整器 负接线柱 正接线柱
1、用电流表测量小灯泡的电流强度？按 图连好电路，并做好记录
2、再增加一节电池，测出通过小灯泡的电流强度。
3.要求L1、 L2串联，如何测量通过灯L2的电流
电流的应用：测谎仪
参加实验者不断收到不同的讯息，同时将微弱的电流 通过他们身体。他们对不同信息的回答真实与否会影 响皮肤对微弱电流的抵抗，从而反应出他们是否说谎。
仔细观察你桌子上的电流表刻度，把大小量程、一 大格、一小格的电流值填入表中。
量程（A） 一大格（A) 一小格(A)
大量程 小量程
0~3A
1A
0.1A
0~0.6A
0.2A
0.02A
看一看
电流表是如何正确使用的？
电流表的使用规则
序号
1 2 3 4
正确使用电流表
电流表应 串 联在电路中
电流从正接线柱 流入电流表,从 负接线柱 流出 电流表有 两 个量程 电流表 不能 (能或不能)直接 与电源相连