材料的电阻率p随温度变化的规律为p=po(1+αt),其中α称为电阻温度系数,pa是材料在t=0℃时的电阻率。在一定的温度范围内α是与温度无关的常数。金属的电阻一般随温度的增加而增加,具有正温度系数;而某些非金属如碳等则相反,具有负温数系数。利用具有正负温

admin2013-07-11  52

问题 材料的电阻率p随温度变化的规律为p=po(1+αt),其中α称为电阻温度系数,pa是材料在t=0℃时的电阻率。在一定的温度范围内α是与温度无关的常数。金属的电阻一般随温度的增加而增加,具有正温度系数;而某些非金属如碳等则相反,具有负温数系数。利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性,可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻。已知:在0℃时,铜的电阻率为1.7×10-8Ω.m,碳的电阻率为3.5x10一sQ.m,在0℃附近时,铜的电阻温度系数为3.9×10-3-1,碳的电阻温度系数为一5.0×10-4-1。将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0m的导体,要求其电阻在0℃附近不随温度变化,求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)。

选项

答案设所需碳棒的长度为L1,电阻率为pz,电阻温度系数为α1;铜棒的长度为L2,电阻率为p2,电阻温度系数为α2。 根据题意有p1=p10(1+α1t)① p2=p20(1+α22t)② 式中p10、p20。分别为碳和铜在0℃时的电阻率。 设碳棒的电阻为R1,铜棒的电阻为R2,有R1=[*]③ R2=[*]④ 式中S为碳棒与铜棒的横截面积。 碳棒与铜棒连接成的导体的总电阻和总长度分别为R=R1+R2⑤ Lo=L1+L2⑥ 式中L4=1.0m。联立以上各式得[*]⑦ 要使R不随t变化,⑦式中的l的系数必须为零, 即p10α1L1+p20α2L2=0⑧ 联立⑥⑧式得[*]⑨代入数据解得 Lα=3.8×10-3m

解析
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