金属电阻、电阻率等基本概念

第二节 金属电阻 电阻率等基本概念

一、学习目标

(1)了解电阻的大小是电线电缆产品测试的一项基本指标；

(2)了解导体发热与电阻有关，掌握公式 Rt I Q 2=；

(3)掌握电阻率ρ是表征导体导电性能的重要参数，并会熟练使用=R S L ρ计算导体的电阻；

(4)掌握温度对导体电阻的影响关系)

(12112t t R R R --=α，并会熟练运用。 二、重点和难点

(1)教学重点：对电阻率ρ的理解和熟练使用公式=R S L ρ、)(12112t t R R R --=α求解问题。

(2)教学难点：对电阻率ρ的理解和熟练使用公式=R S L ρ、)

(12112t t R R R --=α求解问题。 三、知识细化

1、导体发热与电阻有关

情境：我们应该有这样的感受：家里的用电器在打开使用一段时间之后，它的导线上有发热的现象。这是为什么呢？

2、表征导体导电性能好坏的参数

思考一：我们以前学过哪些计算电阻的公式？影响电阻大小的因素究竟是什么呢？

①I

U R =（欧姆定律）： 提示：只适用于确定电阻的求解。我们可以利用加在其两端的电压U 和通过的电流I 来计算该电阻阻值的大小，但U 、I 不能影响该电阻阻值的大小，因为一个已经做好的电阻其阻值大小是确定的。

②公式 =R S

L ρ（电阻定律） 式中：ρ为导体的电阻率 单位 m ∙Ω

L 为导体的长度 单位 m

S 为导体的横截面积 单位 2m

该公式告诉我们：导体的电阻不仅与其尺寸有关，还与导体的材料有关。 因此，导体的导电性能好坏直接取决于导体的材料。请看课本第31页（B 页）表1-1.

从表中我们可以得出：

导体：

半导体：

绝缘体：

思考二：日常生活中，作为导线常用的材料是什么？结合表1-1说说为什么？

结论：反映导体导电性能好坏的不是电阻R ，而是电阻率ρ。电阻率越大，导电性能越差。因此，电阻率ρ是检测技术上用来判定导体的合格与否的一个重要参数。

对于我们检测而言，我们要判断原材料是否合格有两个方法：

一是运用化学成分分析法。分析材料的纯度，如铜杆，只要纯度达到99.99%

就不需要检测电阻率，认定其电阻率合格。该方法对设备的要求较高。

二是运用物理方法。运用电阻定律=R S L ρ，可得L

RS =ρ，只要测得该导体的电阻R 、横截面积S 、长度L ，就可以计算出电阻率ρ。把测得的电阻率ρ和国家标准进行比较就可以判断材料是否合格。改方法对设备的要求低，故普遍采用。

思考三：请大家再看一下表1-1，电阻率)20(/0C m ∙Ωρ，这难道说电阻率还和温度有关系？换句话说，温度会影响电阻？

实验：测试和计算白炽灯通电前后的电阻大小。

结论： 。 正是因为同一导体在不同的温度下有不同的电阻，我们可以推出来，同一导体在不同的温度下，其电阻率ρ也不相同。

因此，国际上为了统一，给我们的参考标准是在C 020的环境下通过测量的数据制定的。如国际标准铜的电阻率ρ=1.7241x m ∙Ω-810，是在C 020时的值。

3、电阻的温度系数

①定义：温度每升高C 01时电阻所变动的数值与原来电阻值的比。 ②符号：α 单位

C 01 ③表达式：)

(12112t t R R R --=α 即[])(11212t t R R -+=α 铜导体的α=4.1x 310-C

01，近似取0.004 ④意义：国际标准铜的电阻率ρ=1.7241x m ∙Ω-810，是在C 020时测得的，上述公式便于我们把转算电阻的大小，进而计算C 020时的电阻率。

例题：在C 050时测得一长1m ，截面积为0.12m m 的铜导线的电阻为0.2Ω，请判断该导线的电阻率是否合格？（国际标准铜在C 020时的电阻率ρ=1.7241x m ∙Ω-810）004.0=α

解：

四、课堂小结

①反映导体导电性能好坏的不是电阻R ，而是电阻率ρ。电阻率越大，导电性能越差。因此，电阻率ρ可以用来判定导体的合格与否。

②国际标准铜的电阻率ρ=1.7241x m ∙Ω-810，是在C 020时测得的，因此我们要利用[])(11212t t R R -+=α转算电阻的大小，进而由=R S L ρ，得到L

RS =ρ计算C 020时的电阻率，从而判定导体的合格与否。

五、课堂练习及作业布置

①课后练习第2题。

②作业：课后练习第2、3、4题。