题型:综合题 题类:常考题 难易度:普通
北京十四中2019-2020学年度九年级上学期物理期中考试试卷
物体电阻与温度的关系
当温度不断升高,物体的电阻是否会不断变大,最终变成无限大呢?其实,不同材料的物体情况各有不同。
金属导体,如铁、铜等,其电阻率(电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量)随温度的升高而变大。这是因为温度升高,金属材料中自由电子运动的阻力会增大,电阻就会不断变大。到了一定温度,物态开始发生变化,例如:从固体变成液体,再从液体变成气体。在物态变化时,由于原子的排列变得更为混乱、分散,电阻率还会出现跳跃式的上升。
半导体,由于其特殊的晶体结构,所以具有特殊的性质。如硅、锗等元素,它们原子核的最外层有4个电子,既不容易挣脱束缚,也没有被原子核紧紧束缚,所以半导体的导电性介于导体和绝缘体之间。但温度升高,半导体原子最外层的电子获得能量,挣脱原子核的束缚成为自由电子,可供其他电子移动的空穴增多,所以导电性能增加,电阻率下降。掺有杂质的半导体变化较为复杂,当温度从绝对零度上升,半导体的电阻率先是减小,到了绝大部分的带电粒子离开他们的载体后,电阻率会因带电粒子的活动力下降而稍微上升。当温度升得更高,半导体会产生新的载体(和未掺杂质的半导体一样),于是电阻率会再度下降。
绝缘体和电解质,它们的电阻率与温度的关系一般不成比例。
还有一些物体,如锰铜合金和镍铬合金,其电阻率随温度变化极小,可以利用它们的这种性质来制作标准电阻。
当温度极高时,物质就会进入新的状态,成为等离子体。此时,原子被电离,电子溢出,原子核组合成离子团,因此即使原本物质是绝缘体,成为等离子体后也可导电。
如果温度更高会是什么情况?据报道,美国能源部布鲁克海文国家实验室下属的研究小组,利用相对论重离子对撞机成功地制造出有史以来最高温度,该极端状态产生的物质成为新的夸克胶子混合态,其温度约为四万亿摄氏度,是太阳核心温度的25万倍。这种物质存在的时间极短(大约只有10s---28s),所以它的电性质尚不明确。
总之,物体电阻与温度之间的关系非常复杂,温度升高到一定程度时,物体的电阻并不一定会变得无限大,使得电流完全无法通过。
请根据上述材料,回答下列问题:
①实验过程中,为了缩短加热时间,应向烧杯中加入适量的{#blank#}1{#/blank#}(选填“热水”或“冷水”);
②小米仔细观察,水沸腾过程中温度计示数如图乙所示,且保持不变,为{#blank#}2{#/blank#}℃;由此还可知道;实验时水面上方的气压可能{#blank#}3{#/blank#}(选填“大于”、“小于”或“等于”)1个标准大气压;
(2)在探究“影响导体电阻大小因素”的实验中,保持电源电压不变,如图所示,在M、N两点之间分别接入不同的电阻丝,其规格如表格所示:
编号 | 材料 | 长度/m | 横截面积/mm2 |
A | 镍铬合金 | 0.8 | 0.8 |
B | 镍铬合金 | 1.6 | 0.8 |
C | 镍铬合金 | 0.8 | 1.6 |
D | 镍铜合金 | 0.8 | 0.8 |
①实验前开关应处于{#blank#}4{#/blank#}状态,该实验中,通过观察电流表示数来反应电阻的大小,这种物理研究方法是{#blank#}5{#/blank#};
②选用编号为A、B的两根电阻丝进行实验,可以探究导体电阻大小与{#blank#}6{#/blank#}的关系。
试题篮