第3节 物质的导电性与电阻
第2课时 影响导体电阻大小的因素
1.如图B4-3-1所示,在探究影响导体电阻大小因素的实验中,导线a、b、c粗细相同,b、d粗细不同,a、b、d长度相同。
(1)该实验是通过观察 的示数来间接比较导线电阻大小的。
(2)选用导线a、b分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体 的关系。
(3)选用导线b、c分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体 的关系。
(4)选用导线 分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体横截面积的关系。
(5)影响导体电阻大小的因素除了上述因素外,还可能跟 有关。以上实验主要用到的科学研究方法是 。
2.下列做法使导体电阻变小的是 ( )
A.把铜丝拉长
B.把铜丝折成两段并联
C.给铜丝加热
D.把铜丝换成长度和横截面积都相同的铁丝
3.如图B4-3-2所示,将一根铅笔芯通过两个夹子接入电路中,当只把右端夹子向左移时,铅笔芯接入电路的电阻变小,小灯泡变亮。导致铅笔芯接入电路的电阻变小的主要因素是( )
A.材料 B.长度 C.温度 D.横截面积
4.小明在“探究电阻的大小与什么因素有关”的活动中,发现实验器材中电阻丝只有一根,其他器材足够,如果要他完成下面的实验探究活动,不可能完成的是 ( )
A.探究导体电阻与长度的关系
B.探究导体电阻与横截面积的关系
C.探究导体电阻与材料的关系
D.探究导体电阻与温度的关系
5.如图B4-3-3所示,将不同导体接到电路A、B之间时,闭合开关,可通过观察、比较 来判断不同导体电阻的大小;若两个导体的电阻差异不大,则可以在电路中串联 表做进一步的判断。
6.小佑收集了很多材料和长度都相同但粗细不同的铅笔芯。如图B4-3-4所示是用他身边的器材自制的简易调光灯电路。闭合开关,夹子A向右移动的过程中,灯泡亮度 (填“变亮”“变暗”或“不变”);夹子A从最左端移动到最右端的过程中,灯泡亮度变化不明显,他应该调换更 (填“粗”或“细”)的铅笔芯来做实验。
7.为维护消费者权益,某技术监督部门对市场上的电线产品进行抽查,发现有一个品牌的铜芯电线不符合规格:电线直径明显比说明书上标有的直径要小。这种电线不符合规格的主要原因是 ( )
A.电线的温度引起电阻偏大
B.电线的材料引起电阻偏大
C.电线的长度引起电阻偏大
D.电线的横截面积引起电阻偏大
8.用实验的方法研究影响电阻大小的因素,老师给同学们提供的备选导线的规格如下表所示。你认为对导线选择合理的是 ( )
材料 编号 长度/m 横截面积/mm2
锰铜合金 a 1 0.5
锰铜合金 b 1.5 0.5
锰铜合金 c 1 1
锰铜合金 d 1.5 1
镍铬合金 e 1 0.5
镍铬合金 f 1.5 0.5
镍铬合金 g 1 1
A.a、b、c、d B.b、c、f、g
C.a、e、f、g D.c、d、e、f
9.用如图B4-3-5所示电路探究“导体电阻与导体材料的关系”时,下列说法正确的是 ( )
A.小灯泡越亮,说明被研究导体的电阻越大
B.可在电路中并联一个电流表,通过电流表示数来反映被研究导体的电阻
C.实验只需控制导体的长度相同
D.正确选择铜丝和镍铬合金丝可以得出导体电阻的大小与导体的材料有关
10.一长为1 m、粗细均匀的导体的阻值为R1;将该导体均匀拉长至2 m,阻值为R2;再将均匀拉长后的导体截取1 m,阻值为R3。三个阻值的大小关系为 ( )
A.R1C.R111.如图B4-3-6所示的电路中,AB和CD均为镍铬合金丝,且长度相等。闭合开关后,通过观察 ,可以比较出合金丝电阻的大小,这种研究方法叫 (填“等效替代法”或“转换法”)。这个实验装置是研究电阻大小与导体 的关系。
12.小明对影响电阻大小的部分因素进行了进一步的探究,器材有:开关、电流表、电源(电压恒为1.5 V)各一个,三根完全相同的合金丝,导线若干。
实验过程:电路如图B4-3-7甲所示,将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间,闭合开关S后,记录的数据如下表。
图B4-3-7
连接方式 一根 两根串联 三根串联 两根并联 三根并联
电流表读数/A 0.3 0.2 1.2 1.8
回答下列问题:
(1)图乙是将一根合金丝接入电路时电流表的读数,请将其填入表格中。
(2)导体电阻的大小跟材料、长度和横截面积的关系。
①导体电阻的大小与长度的关系是 。
②导体电阻的大小与横截面积的关系是 。
(3)进行多次测量的目的是 。
13.在“探究电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,采用如图B4-3-8甲所示的实验装置。a、b、c是镍铬合金制成的三根导线,a、b长度相同但粗细(横截面积)不同,a、c粗细相同但长短不同;导线d由锰铜合金制成,长短、粗细与导线c相同。
(1)实验中电流表的示数越大,对应的导线电阻越 。
(2)将导线a接在M、N之间,闭合开关,电流表的示数如图乙所示,此时电流为 A。
(3)依次将导线b、c、d替换导线a接入电路,电流表对应的示数如下表所示。
导线代号 a b c d
电流表的示数/A 1.3 2.2 2.7
①选择导线a、b是为了探究导线电阻的大小与 的关系;探究导线电阻的大小与材料的关系,应选用的两根导线是 (填写导线代号)。
②由表格数据可知:导线电阻的大小与材料有关;用相同材料制成的导线长度越 ,横截面积越 ,电阻越大。
答案
1.(1)电流表 (2)材料 (3)长度 (4)b、d
(5)温度 控制变量法和转换法
(1)接入电路的导体不同时,可以通过观察电流表的示数来比较导体电阻大小的。(2)由图可知,导线a、b的粗细、长度均相同,材料不同,因此选用导线a、b分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体材料的关系。(3)由图可知,导线b、c的粗细、材料均相同,长度不同,因此选用导线b、c分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体长度的关系。(4)由图可知,导线b、d的长度、材料均相同,粗细不同,因此选用导线b、d分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体横截面积的关系。(5)导体电阻的大小除了与导体的材料、长度、横截面积有关外,还可能跟温度有关。本实验主要用到的科学研究方法是控制变量法和转换法。
2.B 把铜丝拉长,铜丝的体积不变,横截面积变小,长度变大,电阻变大,故A错误;把铜丝折成两段并联,横截面积变大,长度变小,电阻变小,故B正确;给铜丝加热,铜丝的电阻变大,故C错误;相同长度和横截面积的铜丝和铁丝相比,铁丝的电阻较大,所以电阻会变大,故D错误。
3.B 4.C 5.小灯泡的亮度 电流
6.变亮 细
闭合开关,夹子A向右移动的过程中,铅笔芯接入电路中的长度变短,电阻减小,电路中的电流变大,灯泡变亮;夹子A从最左端移动到最右端的过程中,灯泡亮度变化不明显,说明电流的变化比较小,即电阻变化较小,故应选用电阻较大的铅笔芯,即换用更细的铅笔芯。
7.D 当导体的长度、材料、温度不变时,横截面积越小,电阻越大。本题中的电线不符合规格的主要原因是电线的横截面积小引起电阻偏大。
8.C 电阻的大小与材料、长度和横截面积都有关系,实验探究时应采用控制变量法。(1)要研究导体电阻大小与长度的关系,就要控制导体的材料、横截面积相同,导体的长度不同,在表格所给的导线中,a、b和e、f符合条件。(2)要研究导体电阻大小与横截面积的关系,就要控制导体的材料、长度相同,导体的横截面积不同,在表格所给的导线中,a、c和e、g符合条件。(3)要研究导体电阻大小与导体材料的关系,就要控制横截面积、长度相同,导体的材料不同,在表格所给的导线中,a、e和b、f,c、g符合条件。综上分析可知,应选择导线a、e、f、g。
9.D 小灯泡越亮,电路中的电流越大,表示接入的导体电阻越小;为了准确比较两根金属丝的电阻,可在电路中串联一个电流表,根据电流的示数来判断电阻的大小;要探究“导体电阻与导体材料的关系”需要控制导体的长度和横截面积相同;选择长度和横截面积相同的铜丝和镍铬合金丝可以得出导体电阻的大小与导体的材料有关。
10.C 当将导体均匀拉长为原来的2倍时,其材料和体积均不变,则横截面积变为原来的,而导体的电阻与长度成正比,与横截面积成反比,所以此时导体的电阻变为原来的4倍,即R2=4R1;将均匀拉长后的导体截取1 m,则长度变为拉长后长度的,横截面积与拉长后的横截面积相同,故阻值变为拉长后阻值的,即R3=R2=×4R1=2R1;所以三个阻值的大小关系为R111.电流表的示数 转换法 横截面积
12.(1)0.6
(2)①一定温度下,导体的材料和横截面积一定时,导体的长度越长,电阻越大 ②一定温度下,导体的材料和长度一定时,导体的横截面积越小,电阻越大
(3)避免实验的偶然性,使结论更具普遍性
(1)将一根合金丝接入电路时,其电阻比两根串联接入电路时的电阻小,电流值应比0.3 A要大,所以选用大量程,读数为0.6 A。(2)合金丝串联越多,合金丝越长,由表格数据可知电流越小,说明电阻越大;合金丝并联越多,横截面积越大,由表格数据可知电流越大,说明电阻越小。(3)进行多次实验的目的是避免实验的偶然性,使结论更具普遍性。
13.(1)小 (2)0.22
(3)①横截面积 c、d ②长 小
(1)实验中通过电流表的示数反映电阻大小,电流表的示数越大,说明导线的电阻越小。(2)图乙中,电流表选择的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,示数为0.22 A。(3)①导线a、b的材料、长度都相同但粗细(横截面积)不同,b的横截面积较大,是为了探究导线电阻的大小与横截面积的关系;探究导线电阻的大小与材料的关系,需要控制长度、横截面积都相同,改变材料,故导线c、d符合题意。②由表格数据可知,通过导线c的电流小于导线d的电流,说明导体电阻的大小与材料有关。由表格数据可知,通过导线a的电流小于导线b的电流,所以可以得出在材料、长度相同时,横截面积越大,电阻越小;通过导线a的电流小于导线c的电流,所以可以得出在材料、横截面积相同时,长度越长,电阻越大;综合分析可以得出结论:用相同材料制成的导线长度越长,横截面积越小,电阻越大。第3节 物质的导电性与电阻
第1课时 物质的导电性
知识点 1 导体和绝缘体
1.现有六种物品:金属小刀片、塑料直尺、2B铅笔芯、食盐水、眼镜片、橡皮。小明将它们分成两类,如下表所示。他是按照物质的哪种属性进行分类的( )
第一类 第二类
金属小刀片、2B铅笔芯、食盐水 塑料直尺、眼镜片、橡皮
A.状态 B.颜色 C.硬度 D.导电性
2.关于导体和绝缘体,下列说法正确的是 ( )
A.绝缘体对电流的阻碍作用大,但能够带电
B.金属能够导电的原因是金属里面的电子都能自由移动
C.能够导电的物体叫导体,不能导电的物体叫绝缘体
D.绝缘体不能导电的原因是绝缘体内没有电子
3.我们在考试时要用到2B铅笔填涂机读卡,电脑可以直接读取机读卡上的答案,是因为2B铅笔中的石墨是 (填“导体”或“绝缘体”)。若使用了不合格的2B铅笔,可能导致电脑无法识别,是由于不合格的铅笔芯的导电性 (填“强”或“弱”)。
知识点 2 电阻
4.为了描述物体导电能力的强弱,我们引入电阻的概念。电阻表示导体对电流的 。导体的表面被氧化或腐蚀后,导体对电流的阻碍作用增强,故其电阻会 (填“增大”“不变”或“减小”)。
5.(1)电阻的符号是 ,国际单位是 ,符号是 ;常用的单位有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ)。
(2)1 MΩ= kΩ;1 kΩ= Ω。
6.下列关于电阻的说法正确的是 ( )
A.物体的导电性不受任何环境因素的影响
B.玻璃烧红后能导电,说明导体的导电能力随温度的升高而减小
C.绝缘体中几乎不存在电子,所以它的电阻非常大,不容易导电
D.一般来说,人体电阻的平均值为1000~2000 Ω
7.如图A4-3-1所示,电子体温计通过流过半导体制成的感温头的电流来反映人的体温,该体温计的测温原理是 ( )
A.半导体有良好的导电特性
B.半导体有良好的绝缘特性
C.环境温度改变,半导体感温头的导电能力也改变
D.测量体温时,电子体温计与人体并联
8.小军怀疑家里饮用的“纯净水”不纯净,于是他设计了一个电学实验来验证。如图A4-3-2所示是小军设计的电路,其中A、B为两金属棒,放在玻璃杯C中。小军取一小杯“纯净水”倒入玻璃杯C中,若灯泡亮,则说明“纯净水” (填“纯净”或“不纯净”),这是因为 。若灯泡不亮,则说明“纯净水” (填“纯净”或“不纯净”)。
9.如图A4-3-3所示,将废弃灯泡的玻璃外壳小心打碎,留下灯头和固定两根引线的玻璃芯柱,将与之相连的灯丝去掉,利用灯头把玻璃芯柱与一只灯泡串联接入家庭电路中,此时灯泡 发光;然后用酒精灯加热玻璃芯柱,当玻璃芯柱加热至红炽状态时,灯泡 (前两空均填“能”或“不能”)发光。这个实验说明常温下的玻璃是 ,高温下的玻璃变成了 (后两空均填“导体”或“绝缘体”)。
图A4-3-3
答案
1.D 经过分析,再运用比较、归纳的方法,可以知道:第一类容易导电;第二类不容易导电。
2.A
3.导体 弱
容易导电的物体叫做导体,常见的导体有:金属、人体、大地、石墨和各种酸碱盐的水溶液。我们在考试时要用到2B铅笔填涂机读卡,电脑可以直接读取机读卡上的答案,是因为2B铅笔中的石墨是导体,若使用了不合格的2B铅笔,可能导致电脑无法识别,是由于不合格的铅笔芯的导电性弱。
4.阻碍作用 增大
5.(1)R 欧姆 Ω
(2)1000 1000
6.D 很多物体的导电性受温度影响;玻璃烧红后由绝缘体变成导体,导电能力增强;绝缘体中也有电子,只是大量电子不能自由移动。
7.C 半导体的导电性能或绝缘性能,介于导体和绝缘体之间,故A、B错误;半导体感温头的阻值随着温度的变化而发生变化,流过感温头的电流也随之发生变化,以此来反映人的体温,故C正确;测量体温时,电子体温计与人体构成串联电路,通过流过半导体制成的感温头的电流来反映人的体温,故D错误。
8.不纯净 纯净水是绝缘体 纯净
纯净水是绝缘体,小军取一小杯“纯净水”倒入玻璃杯C中。若灯泡亮,说明能导电,则“纯净水”中有其他物质,不纯净;若灯泡不亮,则不能导电,说明纯净水是纯净的。
9.不能 能 绝缘体 导体
