第一节 电阻定律

又要选用电木、橡胶等材料制作。
各种材料的电阻率都随温度而变化。纯金属的电阻率随温 度的升高而增大。电阻温度计就是利用金属的这种特性制成的， 可以用来测量很高的温度。精密的电阻温度计是用铂做的，如 下图所示。已知铂丝的电阻随温度的变化情况，测出铂丝的电 阻就可以算出温度。
有些合金如锰铜和康铜合金，电阻率几乎不受温度变化的 影响，因此常用来制作标准电阻。
1.0×10-6
钨
5.3×10-8
电木
1010 ～1014
铁
1.0×10-7
橡胶
1013 ～1016
从上表可以看出，金属和合金的电阻率都很小；而电木、
橡胶的电阻率都很大。使用时，可以根据需要，参照电阻率表
选取合适的材料。例如，在输电、用电线路中，为了减小电阻
就要选用铜、铝材料做导线；而用电器和电工用具的绝缘部分
导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比，跟导体的电阻 R 成反比。这就是部分电路欧姆定律。
实验表明，除金属外，欧姆定律对电解质溶液也适用，但 对气态导体（如荧光灯管中的气体）、某些导电器件（如晶体 管）和某些用电器（如电动机、电解槽等）并不适用。
三、电阻定律
既然在我们已经知道，电阻是导体本身的一种性质，不 同长度、横截面积和材料的导体，电阻值会不同。它们之间 到底有什么数量关系呢？
解 根据部分电路欧姆定律，康铜丝的电阻为
RU I
0.60 0.10
Ω = 6.0 Ω
根据电阻定律
R l
S
得康铜丝的电阻率Baidu Nhomakorabea为
RS 6.0 2.0107 Ω·m ≈ 4.8×10-7 Ω·m
l
2.5
电流有强弱的不同，电流的强弱用电流 I 表示。通过导体 横截面的电荷量 q 跟通过这些电荷量所用的时间 t 的比值，叫
作电流。电流用 I 表示，则
电流的SI单位是A （安）。
二、部分电路欧姆定律
既然在导体的两端加上电压，导体中才有电流，那么，导 体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢？
德国物理学家欧姆通过实验研究得出结论：导体中的电流 跟导体两端的电压U成正比。对于同一个导体，不管电压和电 流的大小怎样变化，其比值都是恒定的；而对于不同的导体， 电压和电流的比值一般是不同的。比值越大，导体在同一电压 下通过的电流越小。这个比值反映了导体对电流的阻碍作用， 叫作导体的电阻。电阻用R 表示，电阻的SI单位是Ω（欧）。
演示实验
通过大量精确的实验发现，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。写成公式， 则有
几种常用材料在20 ℃时的电阻率
材料
ρ/（Ω·m）
材料
ρ/（Ω·m）
银
1.6×10-8
锰铜
4.4×10-7
铜
1.7×10-8
康铜
5.0×10-7
铝
2.9×10-8
镍铬合金
[例题] 一条康铜丝，横截面积 S = 0.20 mm2，长 l = 2.5 m，在它的两端加上电压U = 0.60 V时，通过它的电流I = 0.10 A，求这种康铜丝的电阻率。
分析 由电阻定律可知，要求电阻率ρ，必须知道R， l，S才行。题目中已给出了S，l两个物理量，所以要先求 出R才能解决问题。电阻R可以利用题目中给出的电压 U和 电流 I，运用欧姆定律求出。
第一节 电阻定律
一、电流 二、部分电路欧姆定律 三、电阻定律
一、电流
我们在初中学过，电荷的定向移动形成电流。要形成电流， 必须有能够自由移动的电荷——自由电荷。金属中的自由电子， 电解质溶液（酸、碱、盐的水溶液）中的正、负离子，都是自 由电荷。在什么条件下，自由电荷才能发生定向移动呢？
当导体两端没有电压时，导体中大量的自由电荷就像气体 中的分子一样，不停地做无规则的热运动。自由电子向各个方 向运动的机会相等，因而对导体的任一横截面，在一段时间内 从两侧穿过这个截面的自 由电荷大致相等，如右图 所示。从宏观上看，导体 中的自由电荷没有定向移 动，所以没有电流。
把导体的两端分别 接到电源的两极上。两 端有了电压，导体中的 自由电荷在电场力的作 用下发生定向移动，形 成电流，如右图所示。
导体中的电流可以是正电荷的定向移动，也可以是负电荷 的定向移动，还可以是正、负电荷沿相反方向的定向移动。习 惯上规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向。在金属导体 中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反；在电解质溶 液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相同，与负离子定 向移动的方向相反。