第3节 物质的导电性与电阻
第1课时 物质的导电能力和电阻
核心·易错
1.判断下列说法的正误(在括号内打“√”或“×”):
(1)导体容易导电是因为导体内有可以自由移动的电子。 ( )
(2)绝缘体不容易导电,却能够带电。 ( )
(3)玻璃在任何情况下都是绝缘体。 ( )
2.课堂上老师演示了如图所示的实验。当没有给废灯泡的玻璃芯柱加热时,灯泡L不发光;用酒精灯给废灯泡的玻璃芯柱加热到一定程度时,灯泡发光,这个现象说明玻璃 。
[核心知识] 物质导电性的微观解释:金属导体能导电是因为内部有大量可自由移动的电子;绝缘体不容易导电是因为内部几乎没有能自由移动的电子。
[易错点拨] 电路中接入的电阻不同,会导致电路中电流大小不同,所以灯泡的亮度也不同,因此我们可以简单地通过比较灯泡的亮暗来比较两个电阻的阻值大小,这种方法叫转换法。
1.如图所示的物品中,通常情况下属于导体的是 ( )
2.[2021·河南] 一款5G手机的折叠屏由柔性发光二极管制成,其中制成发光二极管的材料是( )
A.导体 B.半导体 C.超导体 D.绝缘体
3.关于导体的电阻,下列说法中正确的是 ( )
A.导体导电说明它对电流没有任何阻碍作用
B.导体的电阻越大,说明它对电流的阻碍作用越小
C.相同条件下,铜导线比铁导线的导电性能好,说明导体的电阻与材料有关
D.绝缘体有电阻,导体没有电阻
4.下列说法中正确的是 ( )
A.绝缘体没有电子所以不能导电
B.导体容易导电是因为导体内部有大量可以移动的自由电荷
C.绝缘体不容易导电是因为绝缘体内部没有电荷
D.绝缘体不容易导电是因为绝缘体内正电荷多于电子
5.小明按照物理属性的不同将六种物品分成了a、b两组,其中a组有铜条、铅笔芯、食盐水;b组有玻璃丝、塑料棒、陶瓷片。小明这样分类依据的物理属性是 ( )
A.导电性 B.状态 C.密度 D.磁性
6.为了验证玻璃在加热烧红时也能导电,同学们利用灯泡、灯丝已断的灯泡玻璃芯、酒精灯、电池组、导线若干,设计了如图所示的四种方案,其中合理的是 ( )
7.[2020·大连] 如图所示的电子体温计,它是通过感温头中电流的大小来反映人的体温的。感温头是用半导体材料制成的,这是应用了半导体的( )
A.单向导电特性 B.良好的绝缘特性
C.电阻随压力变化而变化的特性 D.电阻随温度变化而变化的特性
8.如图所示是四根高压输电线上的一个装置,利用这个装置将四根导线并联起来,相当于增大了导线的 ,从而减小了导线的 ,以达到减少输电线上电能损失的目的,这个装置应该是 (填“导体”或“绝缘体”)。
9.如图所示是具有灭蚊和照明功能的电蚊拍和它的电路图。
(1)当开关S1闭合时,如果有蚊子粘上灭蚊网,灭蚊网通电起到灭蚊作用;蚊子是 (填“导体”或“绝缘体”)。
(2)要用电蚊拍来照明应再闭合开关 。
10.为了探究甲、乙两种物质导电性能的好坏,小春同学连接了如图所示的电路,其中A、B两个接线柱是用来接入待测物质的。
(1)实验中,要比较物质导电性能的强弱,应保持 不变;通过观察图中的 来判断物质的导电性能。
(2)在A、B两接线柱间分别接入甲、乙两种物质后,电流表的示数分别为0.1 A和0.5 A,则导电性能好的是 物质。
11.光敏电阻的阻值随着光照的强弱而改变。“光强”是表示光的强弱程度的物理量,照射光越强,光强越大,光强用符号E表示,国际单位为坎德拉(cd)。实验测得光敏电阻的阻值R与光强E的关系如图所示,由图可知 ( )
A.光敏电阻的阻值随光强的增强而变大
B.光敏电阻的阻值随光强的增强而变小
C.光敏电阻的阻值随光强的增强先变大后变小
D.光敏电阻的阻值随光强的增强先变小后变大
12.小明利用一个废弃的白炽灯做如下的探究,如图甲所示。
(1)闭合开关,电流表的示数如图乙所示,其示数为 A。
(2)某时刻灯丝烧断,电流表示数将变为 A,用酒精灯给玻璃芯柱加热至红炽状态,电流表示数变大,说明 。
13.小明通过学习得知:一般情况下,水的质量一定时,加入食盐的质量越多,溶液的浓度就越高。他想探究食盐水溶液的导电性能与什么因素有关。小明的猜想如下:
a.食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关。
b.食盐水溶液的导电性能与金属片之间的距离有关。
c.食盐水溶液的导电性能与溶液的温度有关。
小明利用水、食盐、烧杯、小勺子、电源、刻度尺、小灯泡、金属片、酒精灯等器材,设计了如图所示的装置,进行了探究实验。他记录的实验表格如下:
实验次数 加入食盐量/勺 两金属片AB间的距离/cm 灯泡亮度
1 2 微亮
2 2 较亮
3 1 较亮
4 1 很亮
(1)比较实验次数1和2可验证猜想 (填“a”“b”或“c”)。
(2)在实验过程中,小明认为用电流表代替小灯泡也能进行实验,请你帮他说明理由:
。
(3)利用现有的装置和器材,请你对猜想c进行探究验证。
①实验步骤:用酒精灯加热食盐水溶液,观察小灯泡的亮度变化。
②你怎样对该实验结果进行分析判断 。
(4)请你提出一个新的猜想:食盐水溶液的导电性能可能还与 有关。
答案
核心·易错
1.(1)× 导体容易导电是因为导体内有大量可以自由移动的电荷。
(2)√
(3)× 常温下的玻璃是绝缘体,烧红的玻璃能导电。
2.在高温条件下可以变成导体
能力提升拔尖练
1.C
常见的导体:金属,石墨(碳),人体,大地,盐类的水溶液等。常见的绝缘体:橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、干木材、油和干燥的空气等。
2.B 二极管是由硅和锗等材料制成的,而硅和锗是半导体材料,所以发光二极管是用半导体材料制成的。
3.C 任何导体都对电流有阻碍作用,导体导电的同时,也对电流有阻碍作用;导体的电阻越大,说明它对电流的阻碍作用越大;电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关,相同条件下,铜导线比铁导线的导电性能好,说明导体的电阻与材料有关;绝缘体的电阻很大,电流不容易通过,导体的电阻较小,电流很容易通过,并不是没有电阻。
4.B 绝缘体不容易导电的实质是它内部几乎没有可以自由移动的电荷,不是没有电子造成的;导体容易导电是因为内部存在大量的自由电荷;绝缘体内电荷很多,只是自由移动的几乎没有,故不容易导电;绝缘体内部原子核带的正电荷和负电荷同样多。
5.A 铜条、铅笔芯、食盐水都能够导电,是导体;常温下玻璃丝、塑料棒、陶瓷片都不能导电,是绝缘体。所以是根据导电性的不同来分组的。
6.C 要验证玻璃在加热烧红时也能导电,必须给它串联一个正常的灯泡。
7.D 电子体温计,利用了电阻随温度变化而变化的特性。当温度变化时,电阻变化从而改变探头中电流的大小来反映人的体温。
半导体的阻值随着光照或温度等的变化而发生变化,故在电子产品中应用非常广泛,应注意了解其应用。
8.横截面积 电阻 导体 在导线材料与长度一定的情况下,导线的横截面积越大,导线的电阻越小;导线的电阻变小,可以减少输电线上电能的损失,图示装置是导体,它把四根导线固定在一起,四根导线并联,增大了导线的横截面积,从而使输电导线的电阻变小,输电损失的电能减小。
9.(1)导体 (2)S2 (1)当开关S1闭合时,如果有蚊子粘上灭蚊网,灭蚊网通电起到灭蚊作用,所以蚊子属于导体;(2)要想用来照明,还必须再闭合开关S2,灭蚊网和灯泡并联。
10.(1)电源 电流表示数的大小 (2)乙
实验中通过电流表示数的大小来显示物质导电性能的好坏,即电阻的大小。因为电源、电阻都会影响电流,所以要保持电源不变;在电源一定时,导电性能好的电流大,导电性能差的电流小,所以物质导电性能的好坏是通过电流表示数的大小来判断的。
被研究问题与多个因素有关,研究其和某一个因素的关系时,要控制其他因素不变,这是控制变量法;用可见的、易见的现象来表示不可见的、不易见的现象,为转换法。
培优初探拓展练
11.B 题图所示是一个反比例函数图像,由图知电阻与光强成反比,电阻随光强的增强而变小,随光强的减弱而变大。
12.(1)0.3
(2)0 导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化
(1)电流表选择的是0~0.6 A量程,分度值是0.02 A,示数为0.3 A。(2)如果灯丝烧断,电路断路,电流表示数将变为0 A;常温下,玻璃是绝缘体,电路是断路,电流表无示数,当用酒精灯加热玻璃芯柱时,玻璃的温度升高,到一定程度玻璃变为导体,电路为通路,电流表示数将变大。该现象说明导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化。
容易导电的物质叫导体,不容易导电的物质叫绝缘体,导体和绝缘体没有绝对的界限,条件改变时,导体和绝缘体之间是可以相互转化的。常温下,玻璃是绝缘体,温度升高到一定程度后,玻璃可以变为导体。
13.(1)a
(2)食盐水溶液相当于一个电阻,与电流表串联不会造成短路,而电流表可以准确反映电流的大小
(3)如果小灯泡的亮度发生变化,说明食盐水溶液的导电性能与溶液的温度有关,否则无关
(4)金属片插入溶液中的深度(或金属片与溶液的接触面积等)
(1)1和2两次实验中,两金属片AB间的距离相同,加入的食盐量不同,即溶液的浓度不同,故可探究食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关;(2)如果将灯泡换成电流表,食盐水溶液相当于一个电阻,与电流表串联不会短路,而电流表可以准确反映电流的大小;(3)小灯泡的亮度可以反映溶液的导电性能,所以可依据灯泡的亮度变化情况来判断食盐水溶液的导电性能与溶液的温度是否有关;(4)金属片插入溶液中的深度不同,可能影响溶液的导电性能,所以可做此猜想。