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第3节 物质的导电性与电阻
考点一、物质的导电能力
（一）导体、绝缘体的含义
(1)导体：容易导电的物质叫做导体。常见的导体有各种金属、石墨(碳)、入体、大地、酸碱盐的水溶液等。
(2)绝缘体：不容易导电的物质叫做绝缘体。常见的绝缘体有橡胶、玻璃、瓷、塑料、干木材、油和干燥的空气等。
（二）导体和绝缘体之间没有绝对的界限
它们之间没有明显的界限。导体和绝缘体不是绝对的，有些绝缘体在条件改变时可能会变成导体。例如，常温下玻璃是绝缘体，当烧到红炽状态时可以导电，干木头在潮湿的情况下可以导电，空气在闪电作用下可以导电，纯水地维V在掺有杂质的情况下也可以导电等。导体的表面被氧化或腐蚀后，导电能力下降，甚至不导电，所以电路的关键部位必须采取防腐蚀措施。
（三）导体容易导电和绝缘体不容易导电的原因
有些物质是由分子构成的，分子是由原子构成的，原子又是由原子核和绕核高速运动的电子构成的。电子带负电，原子核带正电。
金属是由原子构成的，在金属导体中存在着大量可自由移动的电子；在酸碱、盐的水溶液中存在着可自由移动的电荷，称为正、负离子；在绝缘体中，几乎没有能自由移动的电子。
由此可见，导体容易导电，是因为导体中有大量的可自由移动的电荷，绝缘体不容易导电，是因为绝缘体中几乎没有能自由移动的电子。
（四）半导体
导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质叫做半导体。常见的半导体材料是硅和锗，半导体主要应用于电子工业。
典例1：（2023八上·温州期末）如图所示，电池因长度太短不能接触电池盒两端金属片，无法对外供电。此时，只需在空隙处塞入一些填充物便能解决问题。该填充物可以是（ ）
A．锡箔纸 B．干纸巾 C．塑料块 D．橡皮擦
【答案】A
【解析】容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体。
【解答】根据题意可知，要使电池正常向外供电，那么在空隙处塞入的应该是导体。在四种物质中，只有锡箔纸为导体，其余都是绝缘体，故A符合题意，B、C、D不合题意。
变式1：（2023八上·拱墅期末）如图所示为电力工人随身携带的电工箱，箱内的下列物品中属于导体的是（ ）
A．金属刀片 B．塑料空心手柄 C．橡胶保护套 D．电工胶带
【答案】A
【解析】导体：容易导电的物质。金属、石墨（碳）、人体、大地和盐类的水溶液都是导体。绝缘体：不容易导电的物质。橡胶、玻璃、瓷、塑料、干木头、油和干燥的空气都是绝缘体。
【解答】A.金属刀片容易导电，属于导体，故A正确；
B. 塑料空心手柄不容易导电，属于绝缘体，故B错误；
C. 橡胶保护套不容易导电，属于绝缘体，故C错误；
D. 电工胶带不容易导电，属于绝缘体，故D错误。
变式2：（2023八上·杭州期末）关于导体和绝缘体，下列说法正确的是（ ）
A．导体中有电子，绝缘体中没有电子
B．绝缘体在任何时候都不可能变成导体
C．金属能够导电是因为存在大量可自由移动的电子
D．金属能够导电是因为金属内部的原子核可以自由移动
【答案】C
【解析】根据对导体和绝缘体的认识判断。
【解答】AC.导体和绝缘体中都有电子，只是导体中可以自由移动的电子较多，而绝缘体中可以自由移动的电子较少，故A错误，C正确；
B.导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化，故B错误；
D.金属能够导体是因为金属内部电子的自由移动，而不是原子核的自由移动，故D错误。
变式3：（2023八上·德清期末）2021年7月24日东京奥运会击剑比赛中，当孙一文的剑击中对方身体时，裁判面前的指示灯会发光，这说明剑是 （选填“导体”或“绝缘体”）；当指示灯发光时，剑、上衣、身上的金属线与电源、指示灯形成了 （选填“短路”“开路”或“通路”）。
【答案】导体；通路
【解析】导体指能导电的物体，绝缘体指不能导电的物体。电路短路是指电流不经过用电器。开路是指电路中没有电流通过。通路是指电路中有电流通过用电器。
【解答】当孙一文的剑击中对方胸部时，裁判面前的指示灯会发光，这说明剑容易导电，是导体；裁判面前的指示灯发光说明电路中有电流通过，剑、上衣、背上的金属线、指示灯以及电源形成通路，如果电路发生断路或短路，灯泡都不能发光。
考点二、影响电阻大小的因素
（一）探究导体的电阻与长度的关系
设计思路：探究导体的电阻与长度的关系时，要控制导体的材料和横截面积相同，选用不同长度的导体接入之间，观察灯的亮度以及电流表的示数。
现象分析：当接入导体甲(1米)时，灯的亮度较暗,电流表的示数较小，说明甲的电阻较大；当接入导体乙(0.5米)时，灯的亮度较亮，电流表的示数较大，说明乙的电阻较小。由此说明导体的电阻大小与长度有关。探究结论：材料、横截面积相同的导体，长度越长,电阻越大。
（二）探究导体的电阻与横截面积的关系
设计思路：探究导体的电阻与横截面积的关系时，要控制导体的材料和长度相同，选用横截面积不同的导体接入,观察灯的亮度以及电流表的示数。
现象分析：当接入较细的导体甲(0.5毫米2)时，灯的亮度较暗，电流表的示数较小，说明甲的电阻较大；当接入较粗的导体乙(1毫米2)时，灯的亮度较亮，电流表的示数较大，说明乙的电阻较小。由此说明导体的电阻大小与横截面积有关。
探究结论：材料、长度相同的导体，横截面积越小，电阻越大。
（三）探究导体的电阻与材料的关系
设计思路：探究导体的电阻与材料的关系时，要控制导体的横截面积和长度相同，选用不同材料的导体接入，观察灯的亮度以及电流表的示数。
现象分析：当接入甲材料(镍铬合金)制成的导体时，灯的亮度较暗，电流表的示数较小，说明甲的电阻较大；当接入乙材料(铜)制成的导体时，灯的亮度较亮，电流表的示数较大，说明乙的电阻较小。由此说明导体的电阻大小与材料有关。
探究结论：横截面积、长度相同，而材料不同的导体，导体电阻的大小不同。
（四）探究导体的电阻与温度的关系
设计思路：探究导体电阻与温度的关系时，应控制导体的材料、横截面积和长度相同。通过改变同一导体的温度，利用电流表的示数来比较电阻的大小。
实验步骤：按图示连接电路，闭合开关，记录电流表的示数；给金属导体AB加热半分钟，再闭合开关，记录电流表的示数，观察灯的亮度。分析与论证：加热前，电流表的示数较大，灯的亮度较亮；加热后,电流表的示数变小，灯的亮度变暗，说明金属导体的电阻与温度有关。
实验结论：导体的电阻大小与温度有关。
典例1：（2023八上·南浔期末）小浔为了比较萝卜、土豆、番薯的导电能力，将它们切成大小相同的长方条，分别接在如图甲电路A、B间。
（1）该实验探究目的类似课本中“研究导体电阻大小与 的关系”；
（2）实验设计中，小浔想通过观察比较 来比较三者导电能力的大小，这种研究方法叫 （选填“等效替代法”或“转换法”）。
（3）在实际操作过程中，小浔发现实验现象不明显，无法达到实验目的。他通过查阅资料发现，有一种电波感应器（如图乙所示），能向物体发射电波，并根据物体反射回来的电波强弱来判断物体的导电能力，物体对电波反射越弱，则导电能力越强。若向萝卜、土豆、番薯发射相同强度的电波，反射回来的电波结果如下表（＋号越多电波越强），则萝卜、土豆、番薯中导电能力最强的是 。
实验材料 感应器接收到反射回来的电波强弱
萝卜 ＋＋＋＋
土豆 ＋＋＋＋＋＋＋
番薯 ＋＋
【答案】（1）材料（物质种类）（2）小灯泡的亮暗程度；转换法（3）番薯
【解析】导体的电阻大小与横截面积、材料、导体长度有关。导体材料不同，阻值不同。导体长度越大，横截面积越小，电阻越大。
【解答】（1）实验中萝卜、土豆、番薯形状大小均相同，只有种类不同。
（2）电路中电流越大，则小灯泡的亮度越大，是为转换法。
（3）物体对电波反射越弱，则导电能力越强，三种材料中，番薯反射的电波最弱，所以番薯导电能力最强。
变式1：为维护消费者权益，我市某技术监督部门对市场上电线产品进行抽查，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直径要小。这种电线不符合规格主要原因是（ ）
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
【答案】D
【解析】影响电阻大小的因素有导体的长度、材料、粗细和温度；
【解答】当导体的长度、材料、温度不变时，横截面积越小，电阻越大．本题中的条件即为直径小，电阻大
变式2：（2022·浙江宁波·八年级期中）某同学利用如图电路，探究“导体电阻的大小与其横截面积的关系”，图中甲、乙、丙是镍铬合金丝，甲、乙长度相同，乙、丙粗细相同。实验中，根据___________判断接入M、N两点间电阻的大小，应选用的镍铬合金丝为___________（填“甲和乙”、“乙和丙”或“甲和丙”）。
【答案】电流表的示数大小 甲和乙
【解析】[1]将电阻的大小转换成电流表的示数，电流表示数越大则电阻就越小。
[2]要探究“导体电阻的大小与其横截面积的关系”，就应选材料相同、长度相同，横截面积不同的导体甲和乙。
变式3：（2023八上·杭州期末）在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”时，老师引导学生作了如下的猜想：
①导体的电阻可能跟导体的横截面积有关；
②导体的电阻可能跟导体的长度有关；
③导体的电阻可能跟导体的材料有关；
如图为他们进行实验探究的器材，演示板上固定了四条金属电阻丝，规格如表所示。
金属丝 材料 长度/m 横截面积/mm2
a 锰钢 1 20
b 镍铬 1 20
c 锰钢 1 30
d 锰钢 0.5 20
（1）在探究电阻跟横截面积的关系时，可依次把M、N跟 的两端连接，闭合开关，分别记下电流表的示数，分析比较这两根金属丝电阻的大小，可以得到结论。
（2）依次把M、N跟a、d的两端连接，闭合开关，分别记下电流表示数，分析比较a、d两根金属丝电阻的大小，可探究电阻跟 的关系。
（3）该实验用到了控制变量法，试再举一个用此科学方法的实验： 。
（4）请指出本实验电路设计中的不足之处 。
【答案】（1）ac （2）长度 （3）研究电流与电压、电阻之间的关系等
（4）电路中缺少保护电阻，有可能会造成电流过大损坏电路
【解析】（1）根据控制变量法的要求选择对照实验；
（2）根据表格分析a、d中哪个因素不同即可；
（3）根据自己对初中物理实验研究方法的认识解答。
（4）注意分析电路中是否会造成电流过大的情形即可。
【解答】（1）探究导体电阻与横截面积的关系时，需要控制导体的材料和长度相同，只改变导体的横截面积，故选ac；
（2）根据表格可知，a、d中导体的材料额横截面积相同，只有长度不同，因此可以探究电阻根据长度的关系；
（3）使用控制变量法的实验：研究电流与电压、电阻之间的关系，探究影响浮力大小的因素，探究影响压力作用效果的因素和探究滑动摩擦力大小的因素的实验。
（4）根据图片可知，电路中只有电阻丝，一旦电阻太小时，可能会造成电流过大而烧毁电路，则实验设计电路的不足之处为：电路中缺少保护电阻，有可能会造成电流过大损坏电路。
1．（2023八上·婺城期末）常温下，下列物质中属于绝缘体的是（ ）
A．橡胶 B．食盐水溶液 C．碳棒 D．大地
【答案】A
【解析】容易导电的叫导体，不容易导电的叫绝缘体
【解答】橡胶不容易导电，为绝缘体；而食盐水溶液、碳棒和大地，都容易导体，为导体，故A符合题意，B、C、D不合题意。
2.如右图所示的两导体是由同种材料组成的，且长度相等，则( )
A.R1>R2 I1=I2 B.R1>R2 I1>I2 C.R1【答案】D
【解析】（1）电阻与长度成正比，与横截面积成反比；（2）在串联电路中，各处电流都相等。
【解答】根据图片可知，两段导体由同种材料组成，且长度相等，因为R1的横截面积大于R2的横截面积，所以R13．（2023八上·长兴期末）如右图所示，将两根铅笔芯并列接入电路中时，发现比单独接入一根铅笔芯电流更大，小灯泡更亮。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
【答案】D
【解析】影响电阻大小的因素有导体长度、横截面积、导体材料、温度等。其他条件相同时，导体的横截面积越大，电阻越小。
【解答】两根铅笔芯并列接入电路中时长度、材料和温度都没变，横截面积增大，所以电阻减小，灯泡变亮，D正确。
4．如图所示电路中，金属板M与N之间夹着一滴水银，当两金属板互相靠近一些时，电路中电流表的读数将( )
A．变大 B．变小 C．不变 D．无法判断
【答案】A
【解析】决定电阻大小的因素有：导体长度、横截面积和材料，长度越长、横截面积越小、电阻率越大，导体的电阻越大。当两金属板互相靠近时，距离变小面积变大，电阻变小，电路中电流表的读数将变大
5．不考虑温度对电阻的影响，白炽灯的灯丝断了一截，若搭接上后仍能使用，则灯丝的电阻将（ ）
A．增大 B．减小 C．和原来一样 D．都有可能
【答案】B
【解析】决定电阻大小的因素有：导体长度、横截面积和材料，长度越长、横截面积越小、电阻率越大，导体的电阻越大。白炽灯的灯丝断了一截，搭接后面积不变，长度变小，电阻变小。
6.有一段均匀导线的电阻是4欧，把它对折后作为一根导线使用，这时它的电阻可能是（ ）
A.1欧 B.2欧 C.4欧 D.16欧
【答案】A
【解析】导体的电阻与长度成正比，与横截面积成反比，据此分析对折后的电阻和原来电阻的关系。
这根导线对折后，长度变为原来的一半，那么电阻也会变为原来的一半，即：；
将它们对折并联后，横截面积变为原来的2倍，那么电阻又变成原来的一半，即：
7．下列做法能使导体的电阻变小的是（ ）
A．把铜丝对折成两段并联 B．把铜丝拉长
C．将铜丝加热 D．把铜丝换成长度和横截面积相同的铁丝
【答案】A
【解析】A．把铜丝折成两段并联，横截面积变大，长度变短，电阻变小，故A符合题意；
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B不符合题意；
C．给铜丝加热，铜丝的电阻变大；故C不符合题意；
D．相同长度和横截面积的铜丝和铁丝相比，铁丝的电阻较大，故D不符合题意。
8．（2022·浙江金华·八年级期末）在研究科学问题时，有时为了使问题简化，常用一个科学量来代替其他所有科学量，但不会改变作用效果，这种科学方法叫做等效替代法，比如曹冲称象，用石头替代了大象，巧妙地测出了大象的重力。下列示例主要运用了等效替代法的是（ ）
A．研究电流时将它比作水流
B．研究浮力大小与哪些因素有关
C．通过灯泡的亮度判断通过的电流大小
D．用一个20欧的电阻代替两个10欧的串联电阻
【答案】D
【解析】A．电流和水流属于不同的事物，水流能够直接观察，电流无法直接观察，但两者的成因和作用有相同之处。以水流比电流，采用的是“类比法”，故A不符合题意。
B．研究浮力大小与哪些因素有关时，研究一个量对浮力的影响，需要控制其他变量相同，采用的是“控制变量法”，故B不符合题意。
C．电流不能直接观察，是通过灯泡亮度的变化来体现，运用的是“转换法”，故C不符合题意。
D．探究串联电路总电阻的大小时，用一个20欧的电阻代替两个10欧的串联电阻，运用了“等效替代法”，故D符合题意。
9.一根粗细均匀的电阻丝，其电阻为4 Ω。将它均匀拉长为原来的2倍，则其电阻变为________Ω(电阻丝温度不变)。
【答案】16
【解析】导体的电阻与长度成正比，因此长度变为原来的2倍后，电阻变成原来的2倍，即：4Ω×2=8Ω。导体的电阻与横截面积成反比，拉长后横截面积变为原来的一半，那么电阻又变成原来的2倍，即：8Ω×2=16Ω。
10.如图所示的电路，AB和CD均为镍铬合金线。闭合开关后，通过观察________，可以比较出合金线电阻的大小，这种研究方法叫________(选填“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。
【答案】电流表的示数；转换法；横截面积
【解析】（1）电流表的示数越小，则导体的电阻越大；电流表的示数越多，则导体的电阻越小；
（2）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法；
（3）根据图片确定影响电阻的哪个因素不同即可。
【解答】（1）闭合开关后，通过观察电流表的示数，可以比较出合金线电阻大小，这种研究方法叫转换法。
（2）根据图片可知，其它因素都相同，只有合金线的横街面积不同，因此这个实验装置研究电阻大小与导体横截面积的关系。
11．铜导线甲、乙长度相等，甲的横截面积大于乙的横截面积，则甲导线的电阻___________乙导线的电阻（填“大于”、“小于”或“等于”）。若将上述甲、乙导线串联在某一电路中，则通过甲、乙两导线的电流关系是：___________（选填“大于”、“小于”、“等于”）。
【答案】小于 等于
【解析】[1]导体的长度、材料相同时，横截面积越小，电阻越大；长度相等的铜导线甲和乙，且甲的横截面积大于乙的横截面积，则甲的电阻小于乙的电阻；
[2]甲和乙串联在电路中，因串联电路电流处处相等，所以通过甲导线的电流等于通过乙导线的电流。
12．（2023八上·拱墅期末）小乐利用如图所示的实验装置，探究电阻的大小与哪些因素有关。图中A为锰铜合金线，B，C，D为镍铬合金线，S表示横截面积。在探究电阻的大小与导体横截面积的关系时，小乐应选择其中 两根合金线分别进行实验。若实验中只用锰铜合金线，可以探究导体电阻跟 的关系(选填”长度”“横截面积”或”材料”)。实验会发现B和C两根合金线的电阻大小关系是RB RC(选填”大于”或”小于”)。
【答案】BC；长度；大于
【解析】影响电阻大小的因素有：导体的材料、长度、横截面积和温度；探究电阻与其中一个因素的关系时，要保持其他因素不变，在其他条件相同时，导体的横截面积越小，电阻越大。
【解答】要研究电阻的大小与导体横截面积的关系，需保持导体的长度、材料和温度不变，导体的横截面积不同，所以应选择B和C两根导线；实验中只用导线A，则导线的材料、横截面积相同，长度不同，可以研究导体电阻跟长度的关系；在其他条件相同时，导体的横截面积越小，电阻越大。C的横截面积大于B，故RB>Rc。
13．“电池+口香糖锡纸=取火工具”，这是真的吗？小敏和同学们进行了验证。取口香糖内的“锡纸”，用剪刀将“锡纸”剪成两头宽中间窄的形状，如图甲所示，将该“锡纸”两端封闭紧贴在电池的正负两极上，不一会儿“锡纸”从中间最窄的部分开始燃烧起来，如图乙所示。
(1)将“锡纸”的两端直接接入电池正负极，就会造成_________________，迅速产生大量热量使温度达到“锡纸”的着火点而使之燃烧。
(2)分析图甲可知，ab段的电阻____________cd段的电阻。(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】电源短路 大于
【解析】（1）[1]因为锡属于金属，具有导电性，将锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，形成了电源短路，此时电路中迅速产生大量热量使温度达到锡纸的着火点而使之燃烧。
（2）[2]由图知，相同长度的ab段和bc段锡纸，ab段横截面积较小，所以电阻较大。
14．如图所示，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”)。
【答案】不能；能；绝缘体；导体
【解析】正常状态下，玻璃为绝缘体，它不能导电。当加热玻璃大的熔融状态时，它变成导体，此时能够导电，据此分析解答。
【解答】如图所示，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，此时灯泡不能发光；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，灯泡能发光。这个实验说明常温下的玻璃是绝缘体，高温下的玻璃变成了导体。
15.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中。(规格不同的导体有若干)
（1）小明设计了如图甲所示电路，指明该方案存在的不足：________。
（2）小红设计了如图乙所示的电路，当她将一段导体接入a、b两点间并闭合开关后发现灯不亮，经检查电路无断路、短路故障，你认为灯不亮的原因是________。
（3）小丽设计了如图丙所示电路，该电路中灯泡的作用有哪些？
①________________________________；
②________________________________。
【答案】（1）ab间电阻小时，会导致电路中电流过大，烧坏电路中的元件
（2）ab间电阻太大
（3）保护电路；粗略反映电路中电流变化
【解析】（1）在甲电路中，除了电阻丝没有其他保护电阻，一旦电阻丝的阻值太小，就会导致通过电流表的电流太大，可能会烧毁电器元件；
（2）如果接入的电阻丝的电阻太大，那么通过灯泡的电流就会很小。而灯泡是依靠电流的热效应工作的，电流太小，就不能使灯泡发光。
（3）通过灯泡的电流大，那么灯泡亮度大；通过灯泡的电流小，那么灯泡亮度小，因此通过灯泡的亮度变化可以感知电流大小变化，进而对电阻的大小进行判断；灯泡本身有一定的电阻，因此可以防止电路中电流过大，对电路造成破坏。
【解答】（1）小明设计了如图甲所示电路，指明该方案存在的不足：ab间电阻小时，会导致电路中电流过大，烧坏电路中的元件。
（2）小红设计了如图乙所示的电路，当她将一段导体接入a、b两点间并闭合开关后发现灯不亮，经检查电路无断路、短路故障，我认为灯不亮的原因是：ab间电阻太大。
（3）小丽设计了如图丙所示电路，该电路中灯泡的作用：
①保护电路；
②粗略反映电路中电流变化
16．（2022·浙江台州·八年级期末）小明利用一个去掉玻璃壳但灯丝完好的白炽灯和其它必要器材， 完成一些电学实验。
（1）连接如图甲所示电路， 闭合开关后， 电流表示数如图乙所示， 其示数为___________安。
（2）接着点燃酒精灯对灯丝进行加热， 发现电流表示数变小， 是因为灯丝的电阻随着 ___________而变大。
（3）断开开关， 并将灯丝剪断， 再次闭合开关， 发现电流表示数为“0”， 此时电路的状态是___________
（4）在步骤（3）的基础上， 用酒精灯对固定灯丝的玻璃柱进行加热， 随着玻璃柱逐渐被烧红， 小明可以观察到___________的现象， 说明在特定条件下， 玻璃可以由绝缘体转化为导体。
【答案】0.3 温度升高 断路 电流表示数不再为 0（或电流表指针有偏转）
【解析】（1）由乙图知道，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，则此时电流表的示数为0.3A。
（2）接着点燃酒精灯对灯丝进行加热， 发现电流表示数变小，由知道，电压一定时，通过灯丝的电流变小，说明灯丝的电阻变大；由此可知，灯丝温度升高，其电阻变大。
（3）断开开关， 并将灯丝剪断， 再次闭合开关， 此时电路的状态是断路， 所以电流表示数为“0”。
（4）在步骤（3）的基础上， 用酒精灯对固定灯丝的玻璃柱进行加热， 随着玻璃柱逐渐被烧红， 小明可以观察到电流表示数不再为 0（或电流表指针有偏转）的现象， 说明在特定条件下， 玻璃可以由绝缘体转化为导体。
17．为了探究“铅笔芯的电阻随温度的变化规律”，小明设计了如图电路，电源电压恒定，R0为定值电阻。
（1）在本实验中电阻R0的作用是___________ ；
（2）小明检查电路后认为电路设计存在问题，实验过程中没有保持铅笔芯两端的电压相同，无法判断其电阻变化。小明的观点是否正确________，理由是___________；
（3）闭合开关后用酒精灯对铅笔芯进行加热，每隔10秒记录一次电流值，实验测得数据如下表所示：
实验次数 1 2 3 4
电流/A 0.16 0.19 0.21 0.22
由此可以得出：铅笔芯的电阻随温度的升高而___________。
【答案】保护电路 不正确 见解析 减小
【解析】（1）[1]如果铅笔芯的电阻过小，电流则会很大，烧坏电流表，所以电阻R0的作用是通过限制电流的大小来保护电路。
（2）[2][3]小明的说法不正确，电路中电源电压及定值电阻R0不变。若电流变大，则总电阻变小，说明铅笔芯电阻变小；若电流变小，则总电阻变大，说明铅笔芯电阻变大。
（3）[4]由表中的数据可知，随温度的升高电流是增大的，所以可知电阻R0的电压是增大的，所以铅笔芯的电压是减小的，故电阻是减小的，所以铅笔芯的电阻随温度的升高而减小。
18．实验小组在“探究影响导体电阻大小的因素”时，同学们提出如下猜想：
猜想一：导体的电阻与导体的材料有关；
猜想二：导体的电阻与导体的长度有关；
猜想三：导体的电阻与导体的横截面积有关。
为了验证猜想是否正确，老师提供的器材如图甲。乙所示，其中图乙所示的实验板上固定了a、b、c、d四根金属丝，a、b、c为锰铜合金丝，d为镍铬金丝，S表示合金丝的横截面积，l表示合金丝的长度。实验时，将金属丝分别接入电路中的M、N两点之间，请你完成下列内容：
（1）该实验是通过观察___________间接比较导体电阻的大小；
（2）为了验证猜想一，应选用金属丝___________和___________进行实验；（选填写字母）
（3）选用b、c金属丝分别接入电路M、N两点间，是为了验证猜想___________；（选填写数字）
（4）分别将a、b金属丝接入电路中M、N两点时，通过它们的电流分别为Ia、Ib，且Ia>Ib，由此得到的结论是：___________；
（5）实验结束后，某同学提出猜想：导体的电阻可能还与导体的温度有关。请你帮他设计一个可行的实验验证该猜想，写出实验设计方案。（可以合理增加实验器材）___________。
【答案】电流表的示数 b d 三 材料、横截面积相同的导体，导体长度越长，电阻越大 将干电池、电流表、开关、镍铬合金丝组成一串联电路，闭合开关，用酒精灯加热镍铬合金丝一段时间，观察电流表示数的变化，分析得出结论
【解析】（1）[1]当接入电路不同的导体时，可通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小。
（2）[2][3]为了验证猜想一，导体的电阻与导体的材料有关，应控制导体的长度和横截面积相同、材料不同，应选用金属丝b、d进行实验。
（3）[4]选用b、c金属丝分别接入电路两点间，b、c两金属丝的长度、材料相同，横截面积不同，因此是为了验证导体的电阻和横截面积的关系，即为了验证猜想三。
（4）[5]分别将a、b两金属丝接入电路中两点时，a、b两金属丝材料、横截面积相同，长度不同，通过它们的电流分别为，且，由此得到的结论是：材料、横截面积相同的导体，长度越长，电阻越大。
（5）[6]为了验证导体的电阻可能还与导体的温度有关．将干电池、电流表、开关、镍铬合金丝组成一串联电路，闭合开关，用酒精灯加热镍铬合金丝一段时间，观察电流表示数的变化，分析得出结论。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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第3节 物质的导电性与电阻
考点一、物质的导电能力
（一）导体、绝缘体的含义
(1)导体：容易导电的物质叫做导体。常见的导体有各种金属、石墨(碳)、入体、大地、酸碱盐的水溶液等。
(2)绝缘体：不容易导电的物质叫做绝缘体。常见的绝缘体有橡胶、玻璃、瓷、塑料、干木材、油和干燥的空气等。
（二）导体和绝缘体之间没有绝对的界限
它们之间没有明显的界限。导体和绝缘体不是绝对的，有些绝缘体在条件改变时可能会变成导体。例如，常温下玻璃是绝缘体，当烧到红炽状态时可以导电，干木头在潮湿的情况下可以导电，空气在闪电作用下可以导电，纯水地维V在掺有杂质的情况下也可以导电等。导体的表面被氧化或腐蚀后，导电能力下降，甚至不导电，所以电路的关键部位必须采取防腐蚀措施。
（三）导体容易导电和绝缘体不容易导电的原因
有些物质是由分子构成的，分子是由原子构成的，原子又是由原子核和绕核高速运动的电子构成的。电子带负电，原子核带正电。
金属是由原子构成的，在金属导体中存在着大量可自由移动的电子；在酸碱、盐的水溶液中存在着可自由移动的电荷，称为正、负离子；在绝缘体中，几乎没有能自由移动的电子。
由此可见，导体容易导电，是因为导体中有大量的可自由移动的电荷，绝缘体不容易导电，是因为绝缘体中几乎没有能自由移动的电子。
（四）半导体
导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质叫做半导体。常见的半导体材料是硅和锗，半导体主要应用于电子工业。
典例1：（2023八上·温州期末）如图所示，电池因长度太短不能接触电池盒两端金属片，无法对外供电。此时，只需在空隙处塞入一些填充物便能解决问题。该填充物可以是（ ）
A．锡箔纸 B．干纸巾 C．塑料块 D．橡皮擦
变式1：（2023八上·拱墅期末）如图所示为电力工人随身携带的电工箱，箱内的下列物品中属于导体的是（ ）
A．金属刀片 B．塑料空心手柄 C．橡胶保护套 D．电工胶带
变式2：（2023八上·杭州期末）关于导体和绝缘体，下列说法正确的是（ ）
A．导体中有电子，绝缘体中没有电子
B．绝缘体在任何时候都不可能变成导体
C．金属能够导电是因为存在大量可自由移动的电子
D．金属能够导电是因为金属内部的原子核可以自由移动
变式3：（2023八上·德清期末）2021年7月24日东京奥运会击剑比赛中，当孙一文的剑击中对方身体时，裁判面前的指示灯会发光，这说明剑是 （选填“导体”或“绝缘体”）；当指示灯发光时，剑、上衣、身上的金属线与电源、指示灯形成了 （选填“短路”“开路”或“通路”）。
考点二、影响电阻大小的因素
（一）探究导体的电阻与长度的关系
设计思路：探究导体的电阻与长度的关系时，要控制导体的材料和横截面积相同，选用不同长度的导体接入之间，观察灯的亮度以及电流表的示数。
现象分析：当接入导体甲(1米)时，灯的亮度较暗,电流表的示数较小，说明甲的电阻较大；当接入导体乙(0.5米)时，灯的亮度较亮，电流表的示数较大，说明乙的电阻较小。由此说明导体的电阻大小与长度有关。探究结论：材料、横截面积相同的导体，长度越长,电阻越大。
（二）探究导体的电阻与横截面积的关系
设计思路：探究导体的电阻与横截面积的关系时，要控制导体的材料和长度相同，选用横截面积不同的导体接入,观察灯的亮度以及电流表的示数。
现象分析：当接入较细的导体甲(0.5毫米2)时，灯的亮度较暗，电流表的示数较小，说明甲的电阻较大；当接入较粗的导体乙(1毫米2)时，灯的亮度较亮，电流表的示数较大，说明乙的电阻较小。由此说明导体的电阻大小与横截面积有关。
探究结论：材料、长度相同的导体，横截面积越小，电阻越大。
（三）探究导体的电阻与材料的关系
设计思路：探究导体的电阻与材料的关系时，要控制导体的横截面积和长度相同，选用不同材料的导体接入，观察灯的亮度以及电流表的示数。
现象分析：当接入甲材料(镍铬合金)制成的导体时，灯的亮度较暗，电流表的示数较小，说明甲的电阻较大；当接入乙材料(铜)制成的导体时，灯的亮度较亮，电流表的示数较大，说明乙的电阻较小。由此说明导体的电阻大小与材料有关。
探究结论：横截面积、长度相同，而材料不同的导体，导体电阻的大小不同。
（四）探究导体的电阻与温度的关系
设计思路：探究导体电阻与温度的关系时，应控制导体的材料、横截面积和长度相同。通过改变同一导体的温度，利用电流表的示数来比较电阻的大小。
实验步骤：按图示连接电路，闭合开关，记录电流表的示数；给金属导体AB加热半分钟，再闭合开关，记录电流表的示数，观察灯的亮度。分析与论证：加热前，电流表的示数较大，灯的亮度较亮；加热后,电流表的示数变小，灯的亮度变暗，说明金属导体的电阻与温度有关。
实验结论：导体的电阻大小与温度有关。
典例1：（2023八上·南浔期末）小浔为了比较萝卜、土豆、番薯的导电能力，将它们切成大小相同的长方条，分别接在如图甲电路A、B间。
（1）该实验探究目的类似课本中“研究导体电阻大小与 的关系”；
（2）实验设计中，小浔想通过观察比较 来比较三者导电能力的大小，这种研究方法叫 （选填“等效替代法”或“转换法”）。
（3）在实际操作过程中，小浔发现实验现象不明显，无法达到实验目的。他通过查阅资料发现，有一种电波感应器（如图乙所示），能向物体发射电波，并根据物体反射回来的电波强弱来判断物体的导电能力，物体对电波反射越弱，则导电能力越强。若向萝卜、土豆、番薯发射相同强度的电波，反射回来的电波结果如下表（＋号越多电波越强），则萝卜、土豆、番薯中导电能力最强的是 。
实验材料 感应器接收到反射回来的电波强弱
萝卜 ＋＋＋＋
土豆 ＋＋＋＋＋＋＋
番薯 ＋＋
变式1：为维护消费者权益，我市某技术监督部门对市场上电线产品进行抽查，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直径要小。这种电线不符合规格主要原因是（ ）
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
变式2：（2022·浙江宁波·八年级期中）某同学利用如图电路，探究“导体电阻的大小与其横截面积的关系”，图中甲、乙、丙是镍铬合金丝，甲、乙长度相同，乙、丙粗细相同。实验中，根据___________判断接入M、N两点间电阻的大小，应选用的镍铬合金丝为___________（填“甲和乙”、“乙和丙”或“甲和丙”）。
变式3：（2023八上·杭州期末）在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”时，老师引导学生作了如下的猜想：
①导体的电阻可能跟导体的横截面积有关；
②导体的电阻可能跟导体的长度有关；
③导体的电阻可能跟导体的材料有关；
如图为他们进行实验探究的器材，演示板上固定了四条金属电阻丝，规格如表所示。
金属丝 材料 长度/m 横截面积/mm2
a 锰钢 1 20
b 镍铬 1 20
c 锰钢 1 30
d 锰钢 0.5 20
（1）在探究电阻跟横截面积的关系时，可依次把M、N跟 的两端连接，闭合开关，分别记下电流表的示数，分析比较这两根金属丝电阻的大小，可以得到结论。
（2）依次把M、N跟a、d的两端连接，闭合开关，分别记下电流表示数，分析比较a、d两根金属丝电阻的大小，可探究电阻跟 的关系。
（3）该实验用到了控制变量法，试再举一个用此科学方法的实验： 。
（4）请指出本实验电路设计中的不足之处 。
1．（2023八上·婺城期末）常温下，下列物质中属于绝缘体的是（ ）
A．橡胶 B．食盐水溶液 C．碳棒 D．大地
2.如右图所示的两导体是由同种材料组成的，且长度相等，则( )
A.R1>R2 I1=I2 B.R1>R2 I1>I2 C.R13．（2023八上·长兴期末）如右图所示，将两根铅笔芯并列接入电路中时，发现比单独接入一根铅笔芯电流更大，小灯泡更亮。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．如图所示电路中，金属板M与N之间夹着一滴水银，当两金属板互相靠近一些时，电路中电流表的读数将( )
A．变大 B．变小 C．不变 D．无法判断
5．不考虑温度对电阻的影响，白炽灯的灯丝断了一截，若搭接上后仍能使用，则灯丝的电阻将（ ）
A．增大 B．减小 C．和原来一样 D．都有可能
6.有一段均匀导线的电阻是4欧，把它对折后作为一根导线使用，这时它的电阻可能是（ ）
A.1欧 B.2欧 C.4欧 D.16欧
7．下列做法能使导体的电阻变小的是（ ）
A．把铜丝对折成两段并联 B．把铜丝拉长
C．将铜丝加热 D．把铜丝换成长度和横截面积相同的铁丝
8．（2022·浙江金华·八年级期末）在研究科学问题时，有时为了使问题简化，常用一个科学量来代替其他所有科学量，但不会改变作用效果，这种科学方法叫做等效替代法，比如曹冲称象，用石头替代了大象，巧妙地测出了大象的重力。下列示例主要运用了等效替代法的是（ ）
A．研究电流时将它比作水流
B．研究浮力大小与哪些因素有关
C．通过灯泡的亮度判断通过的电流大小
D．用一个20欧的电阻代替两个10欧的串联电阻
9.一根粗细均匀的电阻丝，其电阻为4 Ω。将它均匀拉长为原来的2倍，则其电阻变为________Ω(电阻丝温度不变)。
10.如图所示的电路，AB和CD均为镍铬合金线。闭合开关后，通过观察________，可以比较出合金线电阻的大小，这种研究方法叫________(选填“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。
11．铜导线甲、乙长度相等，甲的横截面积大于乙的横截面积，则甲导线的电阻___________乙导线的电阻（填“大于”、“小于”或“等于”）。若将上述甲、乙导线串联在某一电路中，则通过甲、乙两导线的电流关系是：___________（选填“大于”、“小于”、“等于”）。
12．（2023八上·拱墅期末）小乐利用如图所示的实验装置，探究电阻的大小与哪些因素有关。图中A为锰铜合金线，B，C，D为镍铬合金线，S表示横截面积。在探究电阻的大小与导体横截面积的关系时，小乐应选择其中 两根合金线分别进行实验。若实验中只用锰铜合金线，可以探究导体电阻跟 的关系(选填”长度”“横截面积”或”材料”)。实验会发现B和C两根合金线的电阻大小关系是RB RC(选填”大于”或”小于”)。
13．“电池+口香糖锡纸=取火工具”，这是真的吗？小敏和同学们进行了验证。取口香糖内的“锡纸”，用剪刀将“锡纸”剪成两头宽中间窄的形状，如图甲所示，将该“锡纸”两端封闭紧贴在电池的正负两极上，不一会儿“锡纸”从中间最窄的部分开始燃烧起来，如图乙所示。
(1)将“锡纸”的两端直接接入电池正负极，就会造成_________________，迅速产生大量热量使温度达到“锡纸”的着火点而使之燃烧。
(2)分析图甲可知，ab段的电阻____________cd段的电阻。(选填“大于”“等于”或“小于”)。
14．如图所示，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”)。
15.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中。(规格不同的导体有若干)
（1）小明设计了如图甲所示电路，指明该方案存在的不足：________。
（2）小红设计了如图乙所示的电路，当她将一段导体接入a、b两点间并闭合开关后发现灯不亮，经检查电路无断路、短路故障，你认为灯不亮的原因是________。
（3）小丽设计了如图丙所示电路，该电路中灯泡的作用有哪些？
①________________________________；
②________________________________。
16．（2022·浙江台州·八年级期末）小明利用一个去掉玻璃壳但灯丝完好的白炽灯和其它必要器材， 完成一些电学实验。
（1）连接如图甲所示电路， 闭合开关后， 电流表示数如图乙所示， 其示数为___________安。
（2）接着点燃酒精灯对灯丝进行加热， 发现电流表示数变小， 是因为灯丝的电阻随着 ___________而变大。
（3）断开开关， 并将灯丝剪断， 再次闭合开关， 发现电流表示数为“0”， 此时电路的状态是___________
（4）在步骤（3）的基础上， 用酒精灯对固定灯丝的玻璃柱进行加热， 随着玻璃柱逐渐被烧红， 小明可以观察到___________的现象， 说明在特定条件下， 玻璃可以由绝缘体转化为导体。
17．为了探究“铅笔芯的电阻随温度的变化规律”，小明设计了如图电路，电源电压恒定，R0为定值电阻。
（1）在本实验中电阻R0的作用是___________ ；
（2）小明检查电路后认为电路设计存在问题，实验过程中没有保持铅笔芯两端的电压相同，无法判断其电阻变化。小明的观点是否正确________，理由是___________；
（3）闭合开关后用酒精灯对铅笔芯进行加热，每隔10秒记录一次电流值，实验测得数据如下表所示：
实验次数 1 2 3 4
电流/A 0.16 0.19 0.21 0.22
由此可以得出：铅笔芯的电阻随温度的升高而___________。
18．实验小组在“探究影响导体电阻大小的因素”时，同学们提出如下猜想：
猜想一：导体的电阻与导体的材料有关；
猜想二：导体的电阻与导体的长度有关；
猜想三：导体的电阻与导体的横截面积有关。
为了验证猜想是否正确，老师提供的器材如图甲。乙所示，其中图乙所示的实验板上固定了a、b、c、d四根金属丝，a、b、c为锰铜合金丝，d为镍铬金丝，S表示合金丝的横截面积，l表示合金丝的长度。实验时，将金属丝分别接入电路中的M、N两点之间，请你完成下列内容：
（1）该实验是通过观察___________间接比较导体电阻的大小；
（2）为了验证猜想一，应选用金属丝___________和___________进行实验；（选填写字母）
（3）选用b、c金属丝分别接入电路M、N两点间，是为了验证猜想___________；（选填写数字）
（4）分别将a、b金属丝接入电路中M、N两点时，通过它们的电流分别为Ia、Ib，且Ia>Ib，由此得到的结论是：___________；
（5）实验结束后，某同学提出猜想：导体的电阻可能还与导体的温度有关。请你帮他设计一个可行的实验验证该猜想，写出实验设计方案。（可以合理增加实验器材）___________。
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