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六、不同物质的导电性能
基础知识 基础技能
1.导体、绝缘体和半导体
按照导电性能的不同,可以把物质分为三类:
(1)容易导电的物体叫做导体,如金属、石墨、酸碱盐溶液、大地、人体等;
(2)不容易导电的物体叫做绝缘体,如木棍、橡皮、玻璃、塑料、油等;
(3)导电性能介于导体和绝缘体之间的物体叫做半导体,如锗、硅、砷等,主要应用于电子工业。
释疑点 如何区分导体和绝缘体
导体和绝缘体的区分是“容易导电”和“不容 ( http: / / www.21cnjy.com )易导电”,不能说成:“能导电”的物体叫导体,“不能导电”的物体叫绝缘体。因为绝缘体并非绝对“不能导电”,只是导电性能较差,不容易导电。即使同样是导体或绝缘体,其导电或绝缘性能也不相同。由图可以看出导体和绝缘体没有绝对的界限。21·cn·jy·com
(4)应用:家庭用电线路要注意防止绝缘部分 ( http: / / www.21cnjy.com )破损,例如灯座、插座、插头的绝缘壳可能破裂,电线的绝缘皮会磨损,都要注意保护。电线接头处要用绝缘胶布缠好。室内电线不要跟金属连在一起,要注意保持绝缘部分干燥,不要用湿手按开关,更不要在电线上晾衣服。
良好的导体和绝缘体都是理想的电工材料。常用的电工用品都有很好的绝缘层,可有效防止触电。
【例1】 下列用品中,通常情况下属于绝缘体的是( )
A.塑料直尺 B.铅笔芯
C.铁制铅笔盒 D.金属小刀片
解析:绝缘体是由不容易导电的物质组成的,它 ( http: / / www.21cnjy.com )可以用于绝缘和防止漏电,常见的绝缘体有陶瓷、塑料、橡胶、干松木等。而金属是良好的导体,铅笔芯由石墨组成,是导体,故正确选项为A。21·世纪*教育网
答案:A
2.电阻的概念
在物理学中,用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大。电阻的符号是R。不同的导体,电阻一般不同。21教育网
谈重点 电阻
电阻是导体本身的一种性质。它的大小与通过导体的电流、加在两端的电压无关。
【例2】 下列关于电阻的说法中,正确的是( )
A.导体没有被连入电路时便没有电阻
B.导体的电阻与通过的电流有关,电流越大,电阻越小;电流越小,电阻越大
C.加在导体两端的电压越大,电阻就越大
D.电阻是导体对电流的阻碍作用,导体的电阻由导体本身的性质决定
解析:电阻是导体本身的一种性质,其大小与导体本身的材料、长度、粗细以及温度有关,而与其通过的电流和两端的电压无关,与其是否接入电路也无关。21世纪教育网版权所有
答案:D
3.电阻的单位
(1)电阻的单位是“欧姆”,是用德国物理学家欧姆的姓氏来命名的。欧姆的符号是Ω。
常用的单位还有:千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。
(2)它们的换算关系如下:1 kΩ=103 Ω,1 MΩ=103 kΩ=106 Ω。
(3)几个常见电阻值:
小灯泡的电阻为5~50 Ω ( http: / / www.21cnjy.com );日常用的照明灯泡工作时电阻为100~2 000 Ω;实验室用的铜导线,每根的电阻为0.01~0.1 Ω,通常可以忽略不计;人体干燥时,双手间的电阻为1 000~5 000 Ω;人体潮湿时,双手间的电阻为200~800 Ω。www-2-1-cnjy-com
【例3】 下列单位换算过程,正确的是( )
A.240 Ω=240 Ω/(1 000 kΩ)
B.240 Ω=240 Ω× kΩ=0.24 kΩ
C.240 Ω=240× kΩ=0.24 kΩ
D.240 Ω×=0.24 kΩ
解析:A项中没有乘进率,并且出现了Ω和 ( http: / / www.21cnjy.com )kΩ两个单位相除的错误;B和D项也存在着相同的问题,正确的换算应是240 Ω=240× kΩ=0.24 kΩ。故C项正确。
答案:C
基础方法 基本能力
4.同一种物质在不同条件下的导电性能
生活经验告诉我们,干燥的木材不能导电,但潮湿的木材却可以导电。这说明导体和绝缘体不是绝对的,在一定条件下可以相互转化。2-1-c-n-j-y
我们可以通过实验来探究一下。如图所 ( http: / / www.21cnjy.com )示,用酒精灯给废灯泡的玻璃心柱加热,在玻璃心柱温度不断升高而发红的过程中,灯泡后来逐渐亮了起来。表明本来是绝缘体的玻璃心柱在温度升高时变成了导体。【来源:21cnj*y.co*m】
这一现象说明,导体和绝缘体在一定条件下是可以相互转化的。
5.金属导电的微观解释
导体容易导电是因为导体中有大量的能 ( http: / / www.21cnjy.com )够自由移动的电荷,这些电荷能从导体的一部分移动到另一个部分。在金属导体中,部分电子可以摆脱原子核的束缚而在金属内部自由地移动,成为自由电子,因此金属靠自由电子导电。而一般非金属中,几乎没有自由移动的电子,因此非金属不能导电。【版权所有:21教育】
金属内的自由电子示意图
释疑点 绝缘体
绝缘体不容易导电是因为绝缘体内部几乎没有自由移动的电荷。
【例4-1】 随着我国经济的飞速发展,特别是 ( http: / / www.21cnjy.com )新农村建设工作的推进,许多农村家庭中建起了高标准的家庭浴室。但是请注意:浴室中的照明灯具要使用专用的防水灯具,普通灯具如果用于浴室,容易造成触电事故!这是因为:________。21cnjy.com
解析:导体和绝缘体在一定条件下是可以相互转化的。
普通灯具在潮湿的情况下,其绝缘部分绝缘性能下降,容易造成触电事故。
答案:在潮湿的情况下,绝缘体也会变成导体
【例4-2】 我们在考试时 ( http: / / www.21cnjy.com )许多学科要用到2B铅笔填涂机读卡,计算机可以直接读取机读卡上的答案,这是因为2B铅笔中的石墨是__________(选填“导体”或“绝缘体”),若使用了不合格的2B铅笔,由于铅笔芯的导电性变__________(选填“强”或“弱”),可能使计算机无法识别。21*cnjy*com
解析:因为2B铅笔中的石 ( http: / / www.21cnjy.com )墨为导体,用2B铅笔填涂机读卡后,在计算机读取机读卡时能使电路为通路,所以计算机能直接读取机读卡上的答案。若使用了不合格的2B铅笔,由于铅笔芯的导电性变弱,就会使电路不通,计算机无法识别。
答案:导体 弱
【例5-1】 下列说法中正确的是( )
A.导体中有多余的电子,而绝缘体中没有
B.导体就是各种金属
C.液体也可能是导体
D.导体对自由电荷的移动没有阻碍作用,而绝缘体有
解析:导体中有大量的能够自由移动的电荷 ( http: / / www.21cnjy.com ),而不是有多余的电子,故选项A错误;除各种金属外,人体、大地等都是导体,故选项B错误;导体对自由电荷的定向移动有阻碍作用,只是很小,故选项D错误;酸碱盐的水溶液是导体,故选项C正确。
答案:C
【例5-2】 关于电阻,下列说法正确的是( )
A.绝缘体没有电阻,导体有电阻
B.通过导体的电流越大,导体的电阻就越小
C.导体的电阻大小由自身因素决定,与导体两端的电压、流过导体的电流无关
D.只有绝缘体才能用作电工材料
解析:导体对电流的阻碍作用叫电阻,所以 ( http: / / www.21cnjy.com )导体有电阻,我们可以认为绝缘体的电阻非常大,A项错误。导体的电阻大小与导体两端的电压、通过的电流大小无关,即使导体中没有电流时,也有电阻,故B项错误,C项正确。导体和绝缘体的用途不同,但好的导体与好的绝缘体都是很好的电工材料,故D项错误。www.21-cn-jy.com
答案:C
思维拓展 创新引用
6.导体、绝缘体和半导体在生活中的应用
导体和绝缘体都是重要的电工材料,电 ( http: / / www.21cnjy.com )线芯要用金属制作,就是因为金属是导体。电线芯外要包一层橡胶或塑料,就因为它们是绝缘体,不容易导电,可防止漏电。导体和绝缘体在日常生活中也有广泛的应用。2·1·c·n·j·y
半导体具有一些特殊的物理性质,广泛应用于制造二极管、三极管和集成电路等各种电子设备,主要应用于电子工业。【来源:21·世纪·教育·网】
【例6】 电车的车门下常常挂一条铁链,这条铁链在电车行驶时是提起而不是与地面接触,当电车停车开门时,铁链下落与地面接触,这是因为( ) 21*cnjy*com
A.铁链与地面接触,可以增加地面和电车间的摩擦,使电车尽快停下来
B.铁链与地面接触发生响声,告知本站上的乘客,电车将要停下,请准备上车
C.铁链与地面接触发生响声,告知车上的乘客,电车将要停下,请准备下车
D.铁链与地面接触可以释放电车有关部件间摩擦所积累的电荷,避免乘客与电车之间可能发生的火花放电,确保安全【出处:21教育名师】
解析:铁链是导体,与地面接触可以把因摩擦而产生的电荷传入地下,避免乘客与电车之间可能发生的火花放电,确保安全。21教育名师原创作品
答案:D
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