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物體電阻與溫度的關(guān)系
當(dāng)溫度不斷升高,物體的電阻是否會(huì)不斷變大,最終變成無(wú)限大呢?其實(shí),不同材料的物體情況各有不同。
金屬導(dǎo)體,如鐵、銅等,其電阻率(電阻率是用來(lái)表示各種物質(zhì)電阻特性的物理量)隨溫度的升高而變大。這是因?yàn)闇囟壬?,金屬材料中自由電子運(yùn)動(dòng)的阻力會(huì)增大,電阻就會(huì)不斷變大。到了一定溫度,物態(tài)開始發(fā)生變化,例如:從固體變成液體,再?gòu)囊后w變成氣體。在物態(tài)變化時(shí),由于原子的排列變得更為混亂、分散,電阻率還會(huì)出現(xiàn)跳躍式的上升。
半導(dǎo)體,由于其特殊的晶體結(jié)構(gòu),所以具有特殊的性質(zhì)。如硅、鍺等元素,它們?cè)雍说淖钔鈱佑?個(gè)電子,既不容易掙脫束縛,也沒有被原子核緊緊束縛,所以半導(dǎo)體的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。但溫度升高,半導(dǎo)體原子最外層的電子獲得能量,掙脫原子核的束縛成為自由電子,可供其他電子移動(dòng)的空穴增多,所以導(dǎo)電性能增加,電阻率下降。摻有雜質(zhì)的半導(dǎo)體變化較為復(fù)雜,當(dāng)溫度從絕對(duì)零度上升,半導(dǎo)體的電阻率先是減小,到了絕大部分的帶電粒子離開他們的載體后,電阻率會(huì)因帶電粒子的活動(dòng)力下降而稍微上升。當(dāng)溫度升得更高,半導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生新的載體(和未摻雜質(zhì)的半導(dǎo)體一樣),于是電阻率會(huì)再度下降。
絕緣體和電解質(zhì),它們的電阻率與溫度的關(guān)系一般不成比例。
還有一些物體,如錳銅合金和鎳鉻合金,其電阻率隨溫度變化極小,可以利用它們的這種性質(zhì)來(lái)制作標(biāo)準(zhǔn)電阻。
當(dāng)溫度極高時(shí),物質(zhì)就會(huì)進(jìn)入新的狀態(tài),成為等離子體。此時(shí),原子被電離,電子溢出,原子核組合成離子團(tuán),因此即使原本物質(zhì)是絕緣體,成為等離子體后也可導(dǎo)電。
如果溫度更高會(huì)是什么情況?據(jù)報(bào)道,美國(guó)能源部布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室下屬的研究小組,利用相對(duì)論重離子對(duì)撞機(jī)成功地制造出有史以來(lái)最高溫度,該極端狀態(tài)產(chǎn)生的物質(zhì)成為新的夸克膠子混合態(tài),其溫度約為四萬(wàn)億攝氏度,是太陽(yáng)核心溫度的25萬(wàn)倍。這種物質(zhì)存在的時(shí)間極短(大約只有10s~28s),所以它的電性質(zhì)尚不明確。
總之,物體電阻與溫度之間的關(guān)系非常復(fù)雜,溫度升高到一定程度時(shí),物體的電阻并不一定會(huì)變得無(wú)限大,使得電流完全無(wú)法通過(guò)。
請(qǐng)根據(jù)上述材料,回答下列問題:
(1)絕緣體成為等離子體后
能夠
能夠
導(dǎo)電。(選填“能夠”或“不能”)
(2)本文的第二自然段,研究的科學(xué)問題的自變量是溫度,因變量是
電阻
電阻
。
(3)一般情況下,隨著溫度的升高,下列說(shuō)法正確的是
B
B

A.金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性會(huì)增強(qiáng)
B.半導(dǎo)體材料的電阻率可能會(huì)減小
C.用鎳鉻合金制成的滑動(dòng)變阻器的最大阻值變小。

【答案】能夠;電阻;B
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:80引用:5難度:0.5
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