電阻（Resistance）是電路中使用最多的元件。在物理學(xué)中，用電阻來表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小。導(dǎo)體的電阻越大，表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用越大。不同的導(dǎo)體，電阻一般不同，電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，與電阻兩端的電壓和通過電阻的電流都沒有關(guān)系，在常溫下變化也不明顯。因此，在人們的腦海中電阻就變成了一個(gè)定值，不變的量。

隱患便由此產(chǎn)生，請(qǐng)看2009年浙江高考的一道物理實(shí)驗(yàn)題！

22．（18分）

Ⅰ．（9分）

（1）如圖1甲所示，在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，同組同學(xué)已經(jīng)完成部分導(dǎo)線的連接，請(qǐng)你在實(shí)物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接。

（2）某同學(xué)從標(biāo)稱為“220V 25W”、“220V 300W”、“220V 500W”的3只燈泡中任選一只，正確使用多用電表測量燈泡阻值如圖1乙所示。該燈泡的阻值是___________ ，標(biāo)稱的額定功率為______________ 。圖 1 乙

答案 （1）略；

（2）160， 25W。

疑問 第（2）小問的答案為什么不是“160、300W”？

因?yàn)椋鶕?jù)公式R=U2P，2202300=161Ω與歐姆表的測量值160Ω接近。3只燈泡中“220V 300W”的最符合題意呀!

分析 答案不是“220V 300W”的原因就在于我們太習(xí)慣于電阻是一個(gè)定值，是不變量了。忽略了溫度對(duì)電阻的影響，特別是針對(duì)燈泡的電阻問題上。

探究 金屬導(dǎo)電是電子導(dǎo)電，電子在電場的作用下做定向漂移運(yùn)動(dòng)，形成金屬中的電流。電子在金屬導(dǎo)體中定向運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的阻礙作用愈小，導(dǎo)體呈現(xiàn)的電阻就愈小。反之，電子運(yùn)動(dòng)受到的阻礙作用愈大，它運(yùn)動(dòng)得就愈不自由，導(dǎo)體所呈現(xiàn)的電阻就愈大。

電子在定向漂移運(yùn)動(dòng)中，受到的阻礙作用是電子與金屬中晶體點(diǎn)陣上的原子實(shí)碰撞產(chǎn)生的。在金屬導(dǎo)體中，晶體點(diǎn)陣上的原子實(shí)，雖然基本上保持規(guī)則的排列，但并不是靜止不動(dòng)的。每個(gè)原子實(shí)都在自己的規(guī)則位置附近不停地做熱振動(dòng)，整個(gè)導(dǎo)體中原子實(shí)的熱振動(dòng)并沒有統(tǒng)一步調(diào)。這樣，就在一定程度上破壞了原子實(shí)排列的規(guī)則性，形成了對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的阻礙作用。原子實(shí)的熱振動(dòng)離開自己規(guī)則位置愈遠(yuǎn)，與電子相碰的機(jī)會(huì)愈多，電子漂移受到的阻礙作用就愈大，導(dǎo)體呈現(xiàn)的電阻也就大起來了。

綜上所述，問題的答案就不難得出來了，因?yàn)闇囟壬邥r(shí)，原子實(shí)的熱振動(dòng)加強(qiáng)，振動(dòng)的幅度加大，于是，做定向漂移的電子與原子實(shí)相碰的機(jī)會(huì)增多，碰撞次數(shù)也增加，所以，金屬導(dǎo)體的電阻就增加了。對(duì)于純金屬來說，電阻隨溫度的變化比較規(guī)則；在溫度變化范圍不大時(shí)，電阻與溫度之間的關(guān)系為

R=R0（1+αt)

式中R0是 0℃時(shí)金屬導(dǎo)體的電阻，α為該金屬導(dǎo)體的電阻溫度系數(shù)。不同金屬材料的電阻溫度系數(shù)α不相同。

解答 鎢的電阻隨溫度升高而增大，其電阻與溫度間的關(guān)系滿足R=R0(1+αt)。鎢絲的電阻溫度系數(shù)α約為千分之五。燈絲發(fā)光時(shí)溫度約2000℃，所以，電阻值約增大11倍。

現(xiàn)在回到上面的試題中。

當(dāng)我們用歐姆表測量某個(gè)燈泡的電阻值時(shí)燈泡不發(fā)光，是冷電阻；而燈泡上標(biāo)注的是其正常發(fā)光時(shí)的電阻，為熱電阻。由上面的公式可知：

R熱=11R冷

因此，根據(jù)公式

R熱=U2P=220U225W=1936Ω，

R熱11=176Ω≈R冷=160Ω

答案為：160， 25W

延伸 燈絲發(fā)光時(shí)的電阻比不發(fā)光時(shí)大得多，剛接通電路時(shí)燈絲電阻小電流很大，因此，用電設(shè)備容易在這瞬間損壞。純金屬的電阻隨溫度的升高電阻增大，溫度升高1℃電阻值要增大千分之幾。此外，碳和絕緣體的電阻隨溫度的升高阻值減小。半導(dǎo)體電阻值與溫度的關(guān)系很大，溫度稍有增加電阻值減小很大，有些在低溫條件下電阻甚至為零，被稱為超導(dǎo)體。有的合金如康銅和錳銅的電阻與溫度變化的關(guān)系不大。但是，它們隨溫度變化的這幾種情況都很有用處。

(欄目編輯王柏廬)

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文