几种物质的比热容 c/J/(kg·℃) | |
水 4.2×103 | 冰 2.1×103 |
酒精 2.4×103 | 干泥土 0.84×103 |
煤油 2.1×103 | 铝 0.88×103 |
水银 0.14×103 | 铜 0.39×103 |
序号 | 材料 | 长度/m | 横截面积 |
a | 锰铜合金 | 1.0 | 0.8 |
b | 镍铬合金 | 1.0 | 0.8 |
c | 镍铬合金 | 1.0 | 1.2 |
d | 锰铜合金 | 0.5 | 0.8 |
次数 | A点的电流IA | B点的电流IB | C点的电流IC |
1 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
2 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
3 | 0.48 | 0.48 | 0.48 |
4 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
5 | 0.52 | 0.52 | 0.52 |
6 | 0.36 | 0.36 | 0.36 |
我们知道,通常情况下接入电路中的导体对电流会产生阻碍作用,导体对电流的阻碍作用被称为电阻。
导体对电流的阻碍作用是怎样产生的呢?下面的理论可以近似回答这个问题。
以金属导体为例,金属导体中有大量可以自由运动的带负电的电子(自由电子)和带正电的离子(正离子),自由电子和正离子都在做杂乱无章的无规则热运动,其中自由电子几乎可以认为能在整个金属导体内运动,对于某个正离子而言,它只能在某个固定的位置附近运动。当在导体两端加上电压时,自由电子开始做定向运动而形成电流,正离子仍然在其固定的位置附近做热运动。某个自由电子做定向运动开始时的速度可以认为是0,一直加速运动到它遇到一个正离子,加速运动的自由电子跟正离子“碰撞”而产生相互作用,使自由电子的速度在“碰撞”后变为0,这个自由电子的定向运动过程结束,又开始下一次的定向运动。自由电子跟正离子“碰撞”过程中受到的正离子的作用力,对自由电子的运动起到阻碍作用,宏观上表现为导体对电流的阻碍作用,即导体有电阻。
自由电子跟正离子“碰撞”过程中损失了因定向运动而具有的动能,损失的动能被其他粒子吸收后使它们的无规则运动加剧,使导体的内能增加。
某些金属导体的温度升高时,正离子无规则热运动加剧会使自由电子跟正离子的“碰撞”更加频繁,宏观上表现为导体电阻随温度的升高而增大。
对于某些半导体材料,温度升高时,半导体内自由电子的数目急剧增多,反而会使这种材料的电阻随温度的升高而减小。
请根据上述材料,回答下列问题: