【课时培优】浙教版科学八上 4.3物质的导电性与电阻

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八年级上册科学第4章 电路探秘
物质的导电性与电阻
一、基础达标
1．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
2．根据欧姆定律可导出公式R= ，下列对此公式的理解，正确的是（　　）
A．导体电阻和它两端的电压成正比
B．导体电阻和通过它的电流成反比
C．同一个导体两端的电压增大几倍，通过它的电流也增大几倍，电压和电流的比值不变
D．以上说法都正确
3．“胜哥”有三根用同种材料制成的电阻丝，其中a、b的粗细相同，但a比b长；a、c的长短相同，但a比c粗。则a、b、c三者相比较，电阻最大的是（　　）
A．电阻丝a B．电阻丝B. C．电阻丝C. D．一样大
4．半导体材料的不断发展，加快了智能芯片的不断革新，下列材料中属于半导体材料的是（　　）
A．铜 B．橡胶 C．塑料 D．硅
5．“胜哥”有三个定值电阻，电阻大小关系为R甲A．甲、乙串联 B．乙、丙串联 C．甲、乙并联 D．乙、丙并联
6．“胜哥”在研究物质导电性实验时，将碳棒AB接到如图所示的电路中，闭合开关后，灯泡发光，说明碳棒是　 　（选填“导体”或“绝缘体”）。接着换上粗细相同长度更长的碳棒，发现灯泡的亮度变暗，说明碳棒的粗细相同时，电阻随长度的增加而　 　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
7．热敏电阻的电阻会随温度的改变而改变，可分为两类，正温度系数热敏电阻器的阻值随温度的升高而增大，负温度系数热敏电阻器则相反。小嘉将一个热敏电阻和一个定值电阻连接成如图所示电路。在对热敏电阻加热的过程中，观察到电流表示数逐渐变大，则属于　 　热敏电阻器（选填“正温度系数”或“负温度系数”）。定值电阻在电路中的作用是　 　。
8．容易导电的物质叫　 　，不容易导电的物质叫　 　。导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质叫做　 　。常见的半导体材料有　 　和　 　。
9．电阻是导体对　 　作用，用字母　 　表示。在国际单位制中，电阻的单位是　 　，简称　 　，用字母　 　表示。电阻的常用单位还有　 　和　 　。
10．硅、锗等半导体材料的导电能力比铜、铁等金属的导电能力　 　 (填“强”或“弱”)。某些物质在温度很低时，电阻变为　 　 ，这就是超导现象。如果能制造出常温下的超导体，它可以在　 　 (填序号)情景得到应用。
①用作电吹风的电热丝 ②用作白炽灯的灯丝 ③用作输电线缆
二、巩固提升
11． 如图所示，“胜哥”制作了一个电路暗盒，盒内有一电源和一定值电阻，A、B、C为表面的三个接线柱。 现用一实验灯泡的红、蓝两线头分别接触三个接线柱，测试结果如下表所示，则下列判断中正确的是（　　）
实验 次数 实验过程 实验现象(灯泡发光情况)
1 红线头接 A 接线柱 蓝线头接C接线柱 正常发光
蓝线头接B 接线柱 不亮
2 红线头接 B接线柱 蓝线头接C接线柱 灯光暗淡
蓝线头接A接线柱 不亮
A．A、B间连接的是电阻，A、C间连接的是电源
B．B、C间连接的是电阻，A、C间连接的是电源
C．B、C间连接的是电阻，A、B间连接的是电源
D．A、C间连接的是电阻，B、C间连接的是电源
12． 两个阻值相同的电阻，每个电阻的阻值均为 R，现“胜哥”将其中一个电阻增大，另一个电阻减小，则并联后的总电阻将（　　）
A．大于 R B．小于 R C．仍等于 R D．无法判断
13．两块金属板M和N之间夹有一滴水银，当金属板M和N靠近时，通过精密测量可以发现M和N之间的电阻将（　　）
A．变大 B．变小
C．不变 D．以上三种情况都有可能
14． 下列事实中，最能说明导体的电阻跟导体的材料有关的是（　　）
A．长度相同的镍铬合金丝，细的比粗的电阻大
B．横截面积相同的镍铬合金丝，长的比短的电阻大
C．横截面积相同的铁丝和铜丝，可能铜丝比铁丝的电阻大
D．长度和横截面积都相同的铁丝和铜丝，铁丝的电阻大
15．如图所示的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，这利用半导体（　　）
A．良好的导电特性
B．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
16． 有两个阻值不等的电阻 R1和R2，它们串联时的等效电阻是并联时等效电阻的 n倍，那么n的取值范围是（　　）
A．n>4 B．4≥n>3 C．3≥n>2 D．2≥n>1
17． 一根均匀导线的横截面积为0.5mm2，电阻为1Ω。如果把它从中点对折后再胶合成一根短导线，这根短导线的横截面积是　 　mm2，电阻是　 　 Ω.
18． 不同时刻测量一段镍铬合金丝的电阻，其电阻一时间图像如图所示。与t1时刻相比，t2时刻的温度比较　 　。
19． 如图所示，电路中共有 100个电阻，其中， 则电路中 A、B间总电阻为RA=　 　Ω。 若在A、B间加10 V的电压，则流过电阻 R100的电流为　 　A。
20． “胜哥”把一段粗细均匀的直电阻丝弯成一个封闭的圆环，如图所示，将A、B两点接入电路，测得A、B间的电阻为3Ω，则原直电阻丝的电阻为　 　Ω。
21． “胜哥”在专著《提高科学素养》中引用了类比的手法，用电影院时门举例，门越窄，通道越长，则人流越难通过，由此猜想导体电阻的大小可能与导体的长度和横截面积有关。 “胜哥”找来了同种材料制成的各种长度和横截面积的金属丝，并设计了如图甲所示的电路。
（1）连接电路时，开关S应处于　 　(填“断开”或“闭合”)状态。 闭合开关前滑动变阻器的滑片 P应置于　 　。
（2）请你根据电路图甲，在图乙中用笔画线代替导线连接好实物电路。
（3）经过测量，“胜哥”得到了下表所示的数据：
序 号 物理量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 …
长度 L/m 2.0 4.0 6.0 2.0 4.0 6.0 2.0 4.0 6.0 …
横截面积 S/mm2 1.0 1.0 1.0 2.0 2.0 2.0 4.0 4.0 4.0 …
电阻 R/Ω 2.0 4.0 6.0 1.0 2.0 3.0 0.5 1.0 1.5 …
比较表中的第1、2、3组数据，你能得到的结论是　 　；比较表中的第1、4、7 组数据，你能得到的结论是　 　。
22． 小科同学从“测小灯泡的电阻”中了解到“金属导体的电阻一般随导体温度的升高而增大”。他想：铅笔芯也是导体，铅笔芯的电阻与它的温度之间是否也存在这种关系呢 于是，小科和几名同学一起进行了“探究铅笔芯的温度变化对其电阻有何影响”的实验。
（1）实验思路：保持铅笔芯两端的电压不变，给铅笔芯加热，测出不同　 　时通过铅笔芯的电流，根据电流的变化情况，得出铅笔芯电阻大小与其温度变化的关系。其依据是：电压一定时，电阻越小，电流　 　。
（2）小科设计了如图甲所示的电路。 主要实验过程：①先将H型铅笔芯接入电路，闭合开关S，测量并记录通过它的电流；②　 　，每隔 10s测量并记录通过它的电流；③再分别将HB型、2B型铅笔芯接入电路，重复以上实验过程。
（3）下表是小科他们记录的实验数据：
加热时间/s 0 10 20 30
通过铅笔芯的电流 I/A H 0.16 0.18 0.20 0.22
HB 0.24
0.32 0.36
2B 0.30 0.36 0.40 0.44
由于同学粗心，漏掉了其中一个数据，请你按图乙中电流表的示数补上：　 　A。 分析表中数据可以初步得出：铅笔芯的电阻随温度的升高而　 　
（4）你认为小科他们的实验存在什么不足，写出其中一条：　 　。
23．在如图所示的电路中，除R0外各电阻的阻值均为 R，若要求A、B之间电路的总电阻等于R。则R0=　 　.
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】导体和绝缘体
【解析】【分析】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。
故选A。
2．【答案】C
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【分析】根据电阻的性质分析判断。
【解答】电阻是导体本身的一种性质，受到材料、长度、横截面积和温度的影响，与通过它的电流和两端的电压无关。根据可知，同一电阻，通过它的电流与电压成正比，即电压增大几倍，电流也增大几倍，但是二者的比值保持不变，故C正确，A、B、D错误。
故选C。
3．【答案】C
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】导体的电阻与长度成正比，与横截面积成反比，据此分析比较。
【解答】①a、b的粗细相同，但a比b长，根据“导体的电阻与长度成正比”可知，电阻a>b；
②a、c的长短相同，但a比c粗，根据“导体的电阻与横截面积成反比”可知，电阻c>a；
那么三者的电阻大小为：c>a>b。
故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
4．【答案】D
【知识点】半导体和超导体
【解析】【分析】根据半导体的定义判断。
【解答】铜容易导电为导体，而塑料和橡胶不容易导电为绝缘体，而硅的导电性介于导体和绝缘体之间，为半导体。
故选D。
5．【答案】B
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【分析】串联电路的总电阻等于各处电阻之和，据此确定哪两个电阻串联时电阻最大，此时总电流则最小即可。
【解答】根据R总=R1+R2结合R甲故选B。
6．【答案】导体；增大
【知识点】导体和绝缘体；影响电阻大小的因素
【解析】【分析】（1）容易导电的物体为导体，不容易导电的物体叫绝缘体；
（2）根据灯泡亮度确定电流变化，进而确定电阻变化即可。
【解答】（1） 闭合开关后，灯泡发光，说明碳棒容易导电，即碳棒是导体；
（2）灯泡变暗，说明电流变小而电阻变大，那么得到：碳棒的粗细相同时，电阻随长度的增加而增大。
7．【答案】负温度系数；保护电路
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【分析】在对热敏电阻R1加热的过程中，观察到电流表示数逐渐变大，得出热敏电阻R1的阻值与温度的关系，然后判断出热敏电阻的类型；结合电路的电流变化分析定值电阻的作用。
【解答】在对热敏电阻R1加热的过程中，观察到电流表示数逐渐变大，根据欧姆定律知，电路中的电阻减小，即温度升高电阻减小，属于负温度系数热敏电阻器，当电阻减小到一定程度，电流会过大，烧坏电流表，为了保护电路，串联的定值电阻。
8．【答案】导体；绝缘体；半导体；锗；硅
【知识点】导体和绝缘体；半导体和超导体
【解析】【分析】根据导体和绝缘体的定义和关系分析解答。
【解答】容易导电的物质叫导体，不容易导电的物质叫绝缘体。导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质叫做半导体。常见的半导体材料有锗和硅。
9．【答案】电流的阻碍；R；欧姆；欧；Ω；千欧；兆欧
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【分析】根据电阻的定义、单位的知识分析解答。
【解答】电阻是导体对电流的阻碍作用，用字母R表示。在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，用字母Ω表示。电阻的常用单位还有千欧和兆欧。
10．【答案】弱；0；③
【知识点】半导体和超导体
【解析】【分析】（1）容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体，导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体。
（2）超导体的电阻为零，利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作，但可用于发电、做输送电力的线路。
【解答】（1）半导体的导电能力比金属导体的导电能力弱。
（2）当导体的温度降至某一低温时，它的电阻突然变为零，这种现象就是超导现象。
（3）超导体电阻是零，所以超导体不会将电能转化成内能，不会放热．利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作．正因为超导体无法将电能转化为内能，所以用于发电、做输送电力的线路是非常好的材料，可以大大降低电能的损耗。
故答案为：弱，0，③
11．【答案】A
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【分析】 分析表格中提供的信息，得出当把实验灯接在AB、AC、BC之间时的灯的发光情况，逐一分析判断得出连接方式。
【解答】根据题意可知，当把实验灯泡接在A、B，A、C，B、C之间时灯泡的发光情况，逐一分析判断得出连接方式。红线头接A接线柱、蓝线头接 C接线柱，灯泡正常发光，说明A、C之间只有电源；红线头接 A 接线柱、蓝线头接 B接线柱，灯泡不亮，说明A、B之间无电源；
红线头接 B接线柱、蓝线头接 C接线柱，灯光暗淡，说明B、C之间有电源和电阻；
红线头接 B 接线柱、蓝线头接 A接线柱，灯泡不亮，说明A、B之间无电源。
综合以上分析，得电路图如图所示，
故选A。
12．【答案】B
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【分析】并联电路的总电阻小于任何一个组成电阻的阻值，即比其中最小的电阻还要小，据此分析解答。
【解答】在并联电路中，电阻越并越小，且总电阻小于其中的任意一个分电阻。若将其中的一个电阻减小，一个增大，那么最小的电阻肯定小于R，则此时并联后的总电阻将小于减小后的那个电阻值。
故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
13．【答案】B
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【分析】导体的电阻与长度成正比，与横截面积成反比，据此分析判断。
【解答】当两块金属板互相靠近时，水银的材料和温度不变，横截面积变大、长度变短，其电阻变小，
故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
14．【答案】D
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】探究某个因素对物理量的影响时，需要控制其它因素相同，只改变这个因素。
【解答】A. 长度相同的镍铬合金丝，细的比粗的电阻大，探究电阻与横截面积的关系，故A不合题意；
B. 横截面积相同的镍铬合金丝，长的比短的电阻大，探究电阻与长度的关系，故B不合题意；
C. 横截面积相同的铁丝和铜丝，未控制长度相同，不能说明导体的电阻跟导体的材料有关，故C不合题意；
D. 长度和横截面积都相同的铁丝和铜丝，铁丝比铜丝的电阻大，说明导体的电阻跟导体的材料有关，故D符合题意。
故选D。
15．【答案】C
【知识点】半导体和超导体
【解析】【分析】根据电流和电阻的反比关系分析即可。
【解答】当人的体温变化时，通过半导体制成的感温头的电流发生改变，根据“电流和电阻的反比关系”可知，此时半导体感温头的电阻会相应发生改变，即导电能力改变，故A、B错误，C正确；
测量体温时，电子体温计与人体串联，而不是并联，故D错误。
故选C。
16．【答案】A
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【分析】根据串联和并联电阻的规律求出两电阻之比，然后根据二次函数最大值的知识对得到的关系式进行分析即可。
【解答】设两电阻大小分别为R1、R2，
两电阻串联后的电阻为R1+R2，并联后的电阻为，
因串联时的总电阻是并联时的总电阻的n倍，
即---①
因两电阻大小不等，由数学知识：（R1-R2）2＞0，即R12+R22＞2R1R22----②，
将②代①得：，n＞4，
只能A正确。
故选A。
17．【答案】1；0.25
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【分析】（1）导线串联时长度增大，横截面积不变；导线并联时长度不变，横截面积增大；
（2）导体的电阻与长度成正比，与横截面积成反比，据此计算出对折后导线的电阻即可。
【解答】（1） 如果把它从中点对折后再胶合成一根短导线，这根短导线的横截面积是原来横截面积的2倍，即为：0.5mm2×2=1mm2；
（2）一根均匀导线的横截面积为 0.5 mm2，电阻为1Ω，对折后导体的材料和温度都没有变化，但导体的长度变为原来的一半，
根据电阻与长度的关系可知阻值变为原来的一半，即每一节导线的阻值为：1Ω×
再将这两节导线胶合成一根短导线，横截面积增大一倍，则电阻变为原来的一半，
故为0.5Ω×。
18．【答案】低
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】根据镍铬合金线的电阻随温度的升高而增大的规律分析解答。
【解答】由图中可知：横轴表示时间，纵轴表示电阻，t1时刻的阻值比t2时刻的阻值大。因为镍铬合金的电阻随温度升高而增大，故t1时刻的温度高，t2时刻的温度比较低。
19．【答案】4；4.4×10-15
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【分析】从电路的右端开始，R99和R100串联后与R98并联，并联后的电阻与R97串联后与R96并联…一直到最后一个并联电阻与R1串联，即可求总电阻。从左往右看，先求出R2和两端的电压，再算出R4和两端的电压…一直算到R100的电压，根据欧姆定律求得电流。
【解答】从电路的右端开始，R99和R100串联后电阻为4Ω，与R98并联后电阻为2Ω，2Ω与R97串联后电阻为4Ω，与R96并联后电阻为2Ω，…一直到最后一个并联电阻为2Ω与R1串联，所以总电阻为4Ω．
从左往右看，与R1串联的电阻电压为V，即R2两端的电压为V。同理R4两端的电压为V，同理R6两端的电压为V…所以R100的电压为V，所以流过电阻R100的电流为。
20．【答案】16
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【分析】根据图片可知，圆环被分成两部分并联，一部分为总电阻的，另一半为总电阻的，根据并联电路列式计算即可。
【解答】将阻值为 R 的电阻丝弯成一个圆环，测得A、B间的电阻为3Ω，
根据图片可知，，；
根据并联电路中的电阻规律可得：；
；
解得：R=16Ω。
21．【答案】（1）断开；阻值最大处
（2）
（3）导体的材料、横截面积相同时，导体越长，电阻越大；导体的材料、长度相同时，横截面积越大，电阻越小
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】（1）连接电路时，为了避免电路时通时断烧毁用电器，则开关必须断开；为了避免电流过大而烧毁用电器，要求变阻器的滑片调到阻值最大的位置；
（2）根据电路图甲确定电器元件的串并联关系，以及电表的量程和接线柱，还要注意变阻器接线“一上一下”；
（3）根据表格数据，确定哪些因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述结论即可。
【解答】（1）连接电路时，开关S应处于断开状态。 闭合开关前滑动变阻器的滑片 P应置于阻值最大处。
（2）根据甲图可知，除了电压表与定值电阻并联，其它的都是串联。电压表选择量程0-3V，电流表选择量程0-0.6A，变阻器接线“一上一下”，如下图所示：
(3)①比较表中 1、2、3组数据可得出，这些实验中电阻丝的材料、横截面积相同，且越长的电阻丝电阻越大，故得出结论：导体的材料、横截面积相同时，导体越长，电阻越大。
②比较表中1、4、7组数据得出，这些实验中电阻丝的材料、长度相同，且横截面积越大的电阻丝电阻越小，故得出结论：导体的材料、长度相同时，横截面积越大，电阻越小。
22．【答案】（1）温度；越大
（2）用酒精灯给铅笔芯加热，使铅笔芯的温度逐渐升高
（3）0.28；减小
（4）铅笔芯容易燃烧(合理即可)
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】探究导体电阻大小与温度的关系时，要让导体的材料、长度、横截面积相同，观察实验现象时要使用转换法，将电阻的大小通过灯泡的亮暗或电流的大小来反映。
（1）实验思路：根据描述可知，实验要探究温度对铅笔芯电阻的影响，因此要想办法改变铅笔芯的温度，然后通过电流大小确定阻值变化。根据可知，当电压不变时，电阻越大，则电流越小。
（2）在实验中要用酒精灯对铅笔芯加热，且加热时间越长，铅笔芯的温度越高，需要记录不同温度下对应的电流大小；
（3）根据乙图确定电流表的量程和分度值，根据指针位置读出示数。根据表格数据中的电流变化确定阻值变化，进而的大铅笔芯的电阻随温度的变化规律。
（4）可从容易烧断、是否容易直接测量温度和控制电压不变等角度分析解答。
【解答】(1)实验思路：保持铅笔芯两端的电压不变，给铅笔芯加热，测出不同温度时通过铅笔芯的电流，根据电流的变化情况，得出铅笔芯电阻大小与其温度变化的关系，其依据是：电压一定时，电阻越小，电流越大。
(2)为了探究铅笔芯的电阻与温度的关系，则需用酒精灯给铅笔芯加热，使铅笔芯的温度逐渐升高，每隔10s测量并记录通过它的电流。
(3)根据表中电流值可知，电流表的量程为0~0.6 A，分度值为0.02 A，则电流表的示数为0.28 A；分析表中数据可知，加热时间越长，电流越大，因此铅笔芯的电阻随温度的升高而减小。
(4)实验的不足：铅笔芯容易燃烧；不能直接测量铅笔芯的温度；不能控制铅笔芯两端电压不变；用酒精灯加热不能保证铅笔芯受热均匀；电路中没有接保护电阻；加热时笔芯容易断裂等。
23．【答案】
【知识点】电阻和电阻的串联、并联
【解析】【分析】设R0=nR，根据串联电路电阻规律和并联电路电阻规律分别表示出不同电路的总电阻，再根据整个电路的总电阻等于R0求出R0与R的关系。
【解答】设R0=nR，
根据电路图可知，R与R0并联后的总电阻：，
R1与R串联后的总电阻：R1'=R1+R=R+R=R，
R1'与R并联后的总电阻：，
R2与R串联后的总电阻：R2'=R2+R=R+R=R，
R2'与R并联后的总电阻：，
R3与R串联后的总电阻：R3'=R3+R=R+R=R，
由于R0=nR和R3'=R0，则=，R=nR；
解得：n=，则R0=R。
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