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核心素养
科学观念:知道常见的导体和绝缘体;知道金属导电的原因是有自由电子。
科学思维:知道检测物质的导电性的简易方法;会判断常见的导体与绝缘体;知道导体与绝缘体在一定条件下可转化。
探究实践:通过一些有趣的小活动,初步感受科学就在身边,科学与生活息息相关,初步感悟合作学习和交流分享是学习科学的重要方法;
态度责任:通过科学探究的学习方式,让学生体验科学探究活动的过程和方法,建立辩证唯物主义自然观。
【课前预习】
一 物质的导电能力
1、导体与绝缘体
(1)导体: 的物质叫做导体,主要是物体中电荷可以 。常见的导体有各种金属、石墨(碳)、入体、大地、盐类的水溶液等。
(2)绝缘体: 的物质叫做绝缘体。电荷不能 ,摩擦起电的材料多数使用绝缘体,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。
<名师指点>:
①纯净的水是 的,但由于普通的水中溶有大量其他的物质,因此普通的水是能导电的。
②家庭电路中的所有导线都是用塑料、橡胶等绝缘材料包裹着的,主要是为了 。
(3)导体与绝缘体不是绝对的
有些绝缘体在条件改变时会变成导体,如: 的玻璃会导电;导体的 后,会使它的导电能力下降,甚至不容易导电。
2、半导体
导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质叫做 。常见的半导体材料是 ,半导体主要应用于电子工业。
3、导体易导电、绝缘体不易导电的原因
(1)金属导体导电的原因是:内部存在大量 。
(2)绝缘体不导电的原因是:内部 。
【课中研学】
一、物质的导电能力
探索活动
有硬币、塑料直尺、玻璃片、铅笔芯(碳棒)、食盐水、粉笔、纯净水等物品,试设计实验方案来检测哪些物质容易导电,哪些不容易导电。
(1)设计一个实验方案,并画出方案的电路图。
用导线把电源、开关、小灯泡依次连接成一个简单电路,留出两个导线线头 A、B,逐个将待测物体依次这两个线头间,闭合开关,观察小灯泡是否发光。能使小灯泡发光的物体容易导电,反之不容易导电。
(2)与同学交流实验方案,并改进自己的方案。
在电路中串联一个电流表。闭合开关,若电流表有示数,说明该物质容易导电;反之,不容易导电。
(3)实验检测,并将待测物质归类为易导电物质和不易导电物质。
(4)结果记录
易导电物质:硬币、铅笔芯(碳棒)、食盐水
不易导电物质:塑料直尺、玻璃片、粉笔、纯净水
1、导体
(1)定义:容易导电的物质。
(2)常见的导体:金属、石墨、人体、大地、盐类的水溶液等都是导体。
2、绝缘体
(1)定义:不容易导电的物质。
(2)常见的绝缘体:橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、干木材、油和干燥的空气等都是绝缘体。
(3)导体和绝缘体之间的转化
导体和绝缘体并不是绝对的,有些绝缘体在条件改变时会变成导体。
①玻璃在通常情况下是绝缘体,但玻璃被烧红时会导电;
②导体的表面被氧化或腐蚀后,导电能力会下降,甚至不导电。
思考与讨论
(1)水是导体吗?
(2)家庭电路中,所有导线都是用塑料或橡胶等材料包裹着,这是为什么?
3、半导体
(1)定义:导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质。
(2)常见的半导体:常见的半导体材料是单晶硅和化合物半导体(砷化镓、氮化镓、碳化硅等)。
4、金属导电的原因
金属内部存在着大量可自由移动的电子。自由电子能从一个地方移动到另一个地方,产生电荷的流动,所以金属能导电。而在绝缘体中,几乎没有能自由移动的电子,因此不能导电。
思考与讨论:利用金属导电的原理,你能否解释玻璃烧红后能导电的原因?
科学 技术 社会 环境 芯片
芯片是一种集成电路,由大量的晶体管构成,是半导体元件产品的统称。不同的芯片有不同的集成规模,一个指甲盖大小的芯片上可集成几十个到上百亿个不等的半导体元件。
芯片是现代制造业的必备元件,我们使用的所有电器、设备几乎都有芯片。一辆传统的汽车上有多达500~600个芯片,具有自动驾驶功能的汽车上则有1000个以上的芯片。
芯片的设计与制造能力是国家科技实力的重要标志。我国的芯片设计近年进步很快,但由于起步晚、前期投入相对较少等原因,芯片制造相对落后于发达国家。2010 年后,国家在芯片制造领域加大投入,芯片国产化进程进一步加速,相信假以时日,中国的芯片制造业必定会赶超国际先进水平。
【课堂总结】
【课堂练习】
1.(2025八上·杭州期末)为了探究物质的导电性,某同学利用一只废旧的白炽灯进行了如下实验:在甲图中,闭合开关S后,点燃酒精灯加热白炽灯的灯丝,小灯泡L的亮度慢慢变暗了;而在乙图中,闭合开关S后,用酒精灯加热废灯泡灯芯的玻璃柱至红热,小灯泡L慢慢变亮了。关于该实验下列说法不正确的是( )
A.甲图实验说明灯丝是导体,它的电阻会随温度的升高而减小
B.乙图实验说明玻璃是绝缘体,加热后变成了导体
C.甲乙两图实验说明导体和绝缘体并不是绝对的,一定条件下会发生改变
D.本实验通过观察小灯泡的亮暗来判断物质的导电性,应用的科学方法是转换法
2.通常情况下,下列各组物质都属于导体的是( )
A.铜、塑料、人体、湿木头 B.水银、锡、玻璃、橡胶
C.铁、石墨、大地、食盐水 D.铝、石墨、陶瓷、油
3.常温下的玻璃是良好的绝缘体,当温度上升时,其电阻会减小;金属则刚好相反,当温度下降到某一温度(临界温度)时,其电阻会消失,从而变为超导体。如图所示为两种物质的电阻随温度变化的曲线图,其中表示玻璃的是 ,表示金属的是 。
4.我们在考试时会用到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,可能会导致电脑无法识别,这是由于不合格的铅笔芯的导电性 (填“强”或“弱”)。
5.(2025八上·温州期末)定值电阻是一种常见的电路元件。某种定值电阻的组成结构如图甲所示,工人将金属膜覆盖在陶瓷圆筒上,然后将其雕刻成螺旋状,从而生产出不同阻值的定值电阻。
(1)定值电阻的组成结构中属于绝缘体的是 。
(2)定值电阻的阻值由金属膜决定,a、b、c三种材料的电阻随温度变化情况如图乙所示,其中最适合作为金属膜材料的是 (选填“a”、 “b”或“c”)。
(3)用相同的金属膜雕刻成下列三个阻值不同的定值电阻 (虚线表示背面剩余金属膜),你认为哪个电阻阻值最大,并说明理由。
【课后练习】
1.下列关于电阻的说法中正确的是( )
A.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
B.导体容易导电说明它对电流没有任何阻碍作用
C.导体的电阻随电流的增大而减小
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,不管有没有电流通过,导体的电阻都存在
2.现在市售的纯净水大多是自来水经过多层过滤后得到的饮用水,矿物质较少,导电能力差,而矿泉水中含有人体所需的多种矿物质,导电能力较强。小明根据这两种水的导电能力差异设计了如图所示的装置,来验证他家购买的饮用水是矿泉水还是纯净水。甲、乙是两根相同的细长玻璃管,玻璃管甲内装满已知矿泉水,玻璃管乙内装满待测的饮用水。单刀双掷开关S从1拨到2时 ( )
A.若电流表示数不变,则乙内是纯净水
B.若电流表示数不变,则乙内是矿泉水
C.若电流表示数变大,则乙内是纯净水
D.若电流表示数变小,则乙内是矿泉水
3.(2025八上·上虞期末)铅笔是我们常用的学习用具(如图所示)。下列关于铅笔的说法正确的是( )
A.铅笔芯是绝缘体 B.木质杆是绝缘体
C.金属套是绝缘体 D.橡皮擦是导体
(3题图) (4题图)
4.(2025八下·鄞州期中)如图所示是一个电子门铃,当两个导线夹子相接触时,电子门铃有音乐声。若小明将下列物品分别接入两夹子之间,能使门铃发出音乐声的是( )
A.硬币或橡皮 B.橡皮或塑料尺
C.铅笔芯或硬币 D.塑料尺或铅笔芯
5.下列关于电阻的说法正确的是 ( )
A.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
B.玻璃烧红后能导电,说明导体的电阻随温度的升高而增大
C.导体的电阻随电流的增大而减小,随电压的增大而增大
D.一般来说,人体的电阻的平均值为1000~2000欧
6.如图是一种按钮开关的构造截面图,图中C是按钮,D是外壳,A、B各有接线柱与电路相连接,其中 ( )
A.A、B、C是导体, D是绝缘体 B.A、B、D是导体, C是绝缘体
C.A、B是导体,C、D是绝缘体 D.C、D是导体,A、B是绝缘体
7.关于导体和绝缘体,下列叙述中正确的是 ( )
A.导体都是靠正电荷的定向移动来导电的
B.绝缘体不易导电是因为绝缘体内没有电荷存在
C.酸碱盐的水溶液中没有自由移动的电荷
D.铜导线是靠自由电子导电,铜原子是由带正电的原子核和带负电的电子构成的
8.现有六种物品:铜条、玻璃棒、铅笔芯、水银、塑料棒、陶瓷片。小明将它们分成两类,如表所示,小明对它们进行分类所依据的物理特征是 ( )
第一类 第二类
铜条、铅笔芯、水银 玻璃棒、塑料棒、陶瓷片
A.密度 B.磁性 C.硬度 D.导电性
9.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
10.(2025八上·南浔期末)分类是基于研究对象的某种特征将它们区分为不同类别的方法。下列分类的特征与其结果对应的是
A.依据物体内部是否有电子,将物体分为导体和绝缘体
B.根据是否均一稳定,将混合物分为悬浊液和乳浊液
C.依据地球上的水体是否含盐将其分为海洋水和陆地水
D.根据行为获得的途径的不同,将动物的行为分为先天性行为和后天学习行为
11.(2025八上·嵊州期末)如图是加油站里常见的“静电释放器”。司机或工人提着油枪加油前,必须用手触摸安装在地面上的金属球,以清除身上的静电。下列说法中正确的是
A.金属球是导体,只能导电,不能带电
B.“除静电”时,人体通过金属球与大地连通
C.人体带的电荷是人体与衣服摩擦过程中创造出来的
D.若人体带有负电,则“除电”时,电流方向是从金属球流向大地
12.实验在研究物质导电性实验时,同学们设计了下列甲、乙、丙三种电路,其中最合理的是 。实验测得塑料三角板不容易导电,塑料三角板不容易导电的原因是 。
13.(2025八上·德清期末)华为 Mate XT非凡大师三折叠屏手机搭载了麒麟9010处理器。这款处理器由华为自主研发,具有较高的性能和能效比,制造处理器的主要材料是单晶硅,硅属于 (选填“导体”、“绝缘体”或“半导体”)。芯片上同时存在能导电的各种金属材料,金属能导电是因为其内部存在大量 。
14.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:
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,设计了如图的装置,进行了探究实验。他记录的实验表格如下:
实验次序 加入食盐量 两金属片A、B间距离/厘米 小灯泡亮度
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,你认为 (填“可行”或“不可行”),理由是 。
(3)利用现有的装置和器材,小明一边用酒精灯加热食盐水溶液,一边观察小灯泡的亮度变化情况,该操作可验证猜想 (填“a” “b”或“c”)。
(4)请你提出一个新的猜想:溶液的导电性能可能还与 有关。
15.为了探究甲、乙两种物质的导电性能好坏,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,通过观察图中的 来判断物体的导电性能。
(2)在A、B两点间分别接入甲、 乙两种物质后, 闭合开关, 电流表的示数分别为0.1安和0.5安,则导电性能好的是 物质。
参考答案
课前预习
容易导电 自由移动 不容易导电 定向移动 不导电
防止导电而使人触电 被烧红 表面若被氧化或腐蚀 半导体
硅和锗 自由移动的电子 几乎没有自由电荷
课中研学
2、绝缘体
思考与讨论
(1)纯净的水是不导电的,但由于自然界的水中溶有大量其他物质,使得水中有能自由移动的离子,因此生活中的水一般是能导电的。
(2)因为塑料和橡胶是绝缘体,可以防止触电、漏电。
4、金属导电的原因
思考与讨论:
玻璃在常温下是绝缘体,但在高温下玻璃软化后内部就会形成带电的离子。因此,玻璃在高温下导电是离子导电。
课堂练习
1.【答案】A
【知识点】导体、半导体和绝缘体
【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;
导体和绝缘体之间没有绝对的界限,在一定的条件下绝缘体可以变成导体。
【解答】 A.甲图实验说明灯丝是导体,它的电阻会随温度的升高而增大,故A错误符合题意;
B.乙图实验说明玻璃是绝缘体,加热后变成了导体,故B正确不合题意;
C.甲、乙两图实验说明导体和绝缘体并不是绝对的,一定条件下会发生改变,故C正确不合题意;
D.本实验通过观察小灯泡的亮暗来判断物质的导电性,应用的科学方法是转换法,故D正确不合题意。
故选A。
2.【答案】C
【知识点】导体、半导体和绝缘体
【解析】【分析】导体是容易导电的物体,常见的导体有金属、人体、大地、石墨、酸碱盐的水溶液等;绝缘体是不容易导电的物体,常见的绝缘体有塑料、玻璃、橡胶、陶瓷、油等。
【解答】A、铜是金属,属于导体;人体属于导体;湿木头因含有水分,能导电,属于导体;但塑料属于绝缘体,该选项错误。
B、水银、锡都是金属,属于导体;而玻璃、橡胶都属于绝缘体,该选项错误。
C、铁是金属,属于导体;石墨属于导体;大地属于导体;食盐水是酸碱盐的水溶液,属于导体,该选项正确。
D、铝是金属,属于导体;石墨属于导体;但陶瓷、油都属于绝缘体,该选项错误。
故答案为:C。
3.【答案】乙;甲
【知识点】导体、半导体和绝缘体
【解析】【分析】(1)绝缘体(玻璃)的电阻与温度的关系:常温下玻璃是绝缘体,电阻很大,当温度升高时,其电阻会减小。
(2)金属的电阻与温度的关系:金属的电阻随温度升高而增大,当温度下降到临界温度时,电阻会消失,变为超导体。
(3)根据电阻随温度变化的规律判断图像:通过分析玻璃和金属电阻随温度变化的趋势,与图像进行匹配。
【解答】对于玻璃,常温下电阻大,温度升高电阻减小。图乙中,随着温度升高,电阻逐渐减小,符合玻璃电阻随温度的变化规律,所以表示玻璃的是乙。
对于金属,温度升高电阻增大,温度降低到临界温度(如-273℃)附近)时电阻消失。图甲中,温度升高时电阻先有变化后趋于稳定,温度降低到一定程度(临界温度)时电阻消失,符合金属电阻随温度的变化规律,所以表示金属的是甲。
4.【答案】导体;弱
【知识点】导体、半导体和绝缘体
【解析】【分析】(1)导体的定义:容易导电的物体叫做导体,常见的导体有金属、石墨、人体、大地、酸碱盐的水溶液等。
(2)导体导电性能的影响因素:导体的导电性能与导体的材料、长度、横截面积等因素有关,不同的导体材料,导电性能不同,即使是同一种材料,若存在缺陷等情况,导电性能也会变弱。
【解答】2B 铅笔中的石墨是导体,因为石墨容易导电,所以用 2B 铅笔填涂机读卡时,石墨能导电,使电脑可以直接读取机读卡上的答案。
若使用了不合格的 2B 铅笔,可能会导致电脑无法识别,这是由于不合格的铅笔芯中石墨等导电物质的含量或分布等存在问题,使得其导电性弱,不能很好地导电,从而让电脑难以识别。
5.【答案】(1)陶瓷圆筒
(2)b
(3)R3,其他条件相同时,R3金属膜的横截面积最小、长度最大,所以电阻最大。
【知识点】导体、半导体和绝缘体;影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)导体是容易导电的物体,绝缘体是不容易导电的物体,据此解答;
(2)定值电阻要求阻值随温度不能发生变化,据此分析;
(3)定值电阻的阻值由金属膜决定,电阻的大小与材料,长度,横截面积和温度有关,据此分析。
【解答】(1)定值电阻的组成结构中属于绝缘体的是陶瓷圆筒,金属膜和金属帽属于金属;
(2)定值电阻要求阻值随温度不能发生变化,由图可知金属膜b不随温度变化而变化,定值电阻的阻值由金属膜决定,故最适合作为金属膜材料的是 b;
(3)定值电阻的阻值由金属膜决定,电阻的大小与材料,长度,横截面积和温度有关,由图可知,三个电阻的材料相同,电阻R3上面的金属膜缠绕圈数最多,说明金属膜最长,且金属膜横截面积最小,故电阻R3阻值最大。
故答案为:(1)陶瓷圆筒;(2)b;(3)R3,其他条件相同时,R3金属膜的横截面积最小、长度最大,所以电阻最大。
课后练习
1.【答案】D
【知识点】导体、半导体和绝缘体;影响电阻大小的因素;电阻
【解析】【分析】绝缘体不易导电不是因为没有电子,而是电子不能自由移动,金属易导电,属于导体,是因为金属内有自由移动的电子,在通电时会定向移动,形成电流。
【解答】A、绝缘体中有电子,但大多数都不能自由移动,所以它的电阻非常大,不容易导电,故A错误;
B、导体容易导电是因为导体内存在大量可自由移动的电荷,通常情况下导体对电流有阻碍作用,故B错误;
CD、导体的电阻是导体本身的一种特性,跟电流的大小、有无无关,故C错误,D正确。
故答案为:D。
2.【答案】B
【知识点】串、并联电路的电压特点;导体、半导体和绝缘体;电阻的串联、并联
【解析】【分析】通过电流表的示数变化反映所接物体的导电能力。
【解答】矿泉水的导电能力比纯净水的强,而电源电压不变,所以通过电流表示数的变化可判断玻璃管乙中水的种类。若玻璃管乙中是纯净水,则电流表示数变小;若玻璃管乙中是矿泉水,则电流表示数不变。故B选项正确。
3.【答案】B
【知识点】导体、半导体和绝缘体
【解析】【分析】容易导电的为导体,不容易导电的为绝缘体,据此分析判断。
【解答】根据图片可知,铅笔芯含石墨,石墨是导体;木质杆不易导电,是绝缘体;金属是导体,因此金属套是导体;橡皮擦不易导电,是绝缘体,
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
4.【答案】C
【知识点】导体、半导体和绝缘体
【解析】【分析】根据导体和绝缘体的性质,再结合物体的导电性选择答案。
导体是容易导电的物体,如:金属、人体、大地等;
绝缘体是不容易导电的物体,如:橡胶、玻璃、陶瓷等。
【解答】要想使门铃发声在两个夹子之间必须接入的是导体,硬币和铅笔芯都属于导体,而橡皮、塑料尺都属于绝缘体。
故选C。
5.【答案】D
【知识点】导体、半导体和绝缘体;影响电阻大小的因素
【解析】【分析】 A.绝缘体不容易导电的原因是能够自由移动的电子很少;
B.容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;常见的导体包括:人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。常见的绝缘体有陶瓷、玻璃、橡胶、油等;导体和绝缘体没有绝对的界限;
C.导体的电阻是导体的一种性质,反映了导体对电流阻碍作用的大小;电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关,与导体中的电流、导体两端的电压大小无关;
D.双手间干燥时的电阻约为1000Ω到5000Ω;潮湿时电阻约为200Ω到800Ω。
【解答】 A.绝缘体内有电子,但大多数都不能自由移动,所以电阻非常大,不容易导电,故A错误;
B.玻璃在常温条件下不容易导电,是绝缘体,但是烧红的玻璃却能够导电,说明导体和绝缘体之间没有绝对的界线,故B错误;
C.导体的电阻是导体阻碍电流的性质,是导体本身的一种特性,跟电压、电流的大小都无关,故C错误;
D..一般人体的电阻的平均值为1000Ω-2000Ω,故D正确。
故选D。
6.【答案】C
【知识点】导体、半导体和绝缘体
【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,导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体。根据它们的用途来分析。
【解答】 根据图片可知A,B是用来连接导线的,故应是导体;C是按钮,D是外壳,为了防止触电,应是绝缘体。
故选C。
7.【答案】D
【知识点】导体、半导体和绝缘体
【解析】【分析】导体容易导电,绝缘体不容易导电,二者的区别就是可以自由移动的电荷数量不同,据此分析判断。
【解答】A.导体都是靠电荷的定向移动来导电的,可以是正电荷,也可以是负电荷,故A错误;
B.绝缘体不易导电是因为绝缘体内几乎没有自由移动的电荷,故B错误;
C.酸碱盐的水溶液中有大量可以自由移动的电荷,故C错误;
D.铜导线是靠自由电子导电,铜原子是由带正电的原子核和带负电的电子构成的,故D正确。
故选D。
8.【答案】D
【知识点】导体、半导体和绝缘体
【解析】【分析】 过分析铜条、铅笔芯、水银的共同特点和玻璃丝、塑料棒、陶瓷片的共同特点来作答。
【解答】 铜条、铅笔芯、水银都是导体,具有良好的导电性;
玻璃丝、塑料棒、陶瓷片都是绝缘体,没有导电性;
所以这是按物质的导电性进行分类的,故D符合题意,而A、B、C不合题意。
故选D。
9.【答案】C
【知识点】导体、半导体和绝缘体
【解析】【分析】 半导体的导电性能,介于导体和绝缘体之间,半导体的阻值会随着光照或温度的变化而发生变化,电子体温计是利用了后者。
【解答】 AB.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;
C.半导体感温头的阻值随着温度的变化而发生变化,根据欧姆定律可知,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;
D.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。
故选C。
10.【答案】D
【知识点】导体、半导体和绝缘体;地球上的水体;悬浊液、乳浊液的概念及其与溶液的区别
【解析】【分析】根据对导体、混合物、水体和动物行为获得途径进行分类的知识判断。
【解答】A.按照物质导电性的强弱可以把物质分为导体、绝缘体、半导体,故A错误;
B.分散在液体中不溶性物质的状态不同,难溶性固体颗粒与液体形成的浊液为悬浊液,不溶性液体与另外一种液体形成的浊液为乳浊液,故B错误;
C.依据地球上的水体是否含盐,将其分为咸水和淡水,故C错误;
D.依据动物行为获得的途径,将其分为先天性行为和后天学习行为,故D正确;
故选D。
11.【答案】B
【知识点】电荷间的相互作用规律;导体、半导体和绝缘体
【解析】【分析】 AB.容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;
C.摩擦起电的实质是电荷(电子)的转移。
D.规定正电荷定向移动的方向是电流的方向,电子的定向移动方向与电流方向相反。
【解答】 A. 金属球是导体,既能导电,也能带电 ,故A错误;
B.“除电”时,人体通过金属球与大地连通,人体、金属球、大地均属于导体,故B正确;
C.人体带的电荷是人体和衣服之间电荷移动形成的,故C错误;
D.电流方向是正电荷定向移动的方向,如果人体带负电,静电释放器中的电流方向是从大地到 金属球再到人体,故D错误。
故选B。
12.【答案】乙;其内部几乎没有能自由移动的电荷 (电子)
【知识点】导体、半导体和绝缘体
【解析】【分析】 (1)电源的正负极直接相连,会造成电路短路,设计和连接电路时,要防止电路发生短路。导体的导电性通过灯泡亮度或电流表示数来显示,采用了转换法。
(2)绝缘体不易导电的原因是:绝缘体内几乎没有自由电荷。
【解答】 甲电路中,接入待测物体后,灯泡的亮度可能变化不明显,对于研究物质的导电性不利;
丙电路中没有灯泡,只哟一个电流表,可能会造成电路短路;
乙电路用电流表示数显示物质的导电性,比较准确,且因为接入了灯泡,防止了电路电路,所以乙电路最合理。
塑料三角板不容易导电的原因是塑料三角板内几乎没有自由电荷。
13.【答案】半导体;自由电子
【知识点】导体、半导体和绝缘体;半导体和超导体
【解析】【分析】(1)根据半导体材料的特点和应用解答;
(2)导体能够导电是因为存在可以自由移动的电荷,据此分析解答。
【解答】(1)制造处理器的主要材料是单晶硅,硅属于半导体。
(2)芯片上同时存在能导电的各种金属材料,金属能导电是因为其内部存在大量自由电子。
14.【答案】(1)a
(2)可行;食盐水溶液相当于一个电阻,与电流表串联,而电流表可以准确测量电流的大小
(3)c
(4)金属片插入溶液中的深度
【知识点】导体、半导体和绝缘体
【解析】【分析】(1)根据表格分析实验1和2中哪个因素改变即可;
(2)根据小灯泡在电路中的作用解答;
(3)根据描述分析哪个因素改变即可;
(4)金属片插入溶液中的深度越大,则导体的接触面积越大而电阻越小,据此分析解答。
【解答】(1)根据表格数据可知,实验1和2中只有加入食盐量不同,即溶液的浓度不同,因此可以验证猜想a;
(2)根据题意可知,通过小灯泡的亮度可以感知电流大小,进而确定导电能力的强弱,因此我认为小明的操作可行,理由是: 食盐水溶液相当于一个电阻,与电流表串联,而电流表可以准确测量电流的大小 。
(3) 利用现有的装置和器材,小明一边用酒精灯加热食盐水溶液, 则溶液的温度发生改变,那么可以验证猜想c;
(4)提出一个新的猜想:溶液的导电性能可能还与金属片插入溶液中的深度有关。
15.【答案】(1)电流表示数
(2)乙
【知识点】导体、半导体和绝缘体
【解析】【分析】(1)根据图片可知,物体的导电性能越好,则电流越大,那么电流表的示数越大;
(2)在其它条件相同时,电流越大则导电能力越强。
【解答】(1)实验中,通过观察图中的电流表示数来判断物体的导电性能。
(2)在A、B两点间分别接入甲、 乙两种物质后, 闭合开关, 电流表的示数分别为0.1安和0.5安,则导电性能好的是乙物质。
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核心素养
科学观念:知道常见的导体和绝缘体;知道金属导电的原因是有自由电子。
科学思维:知道检测物质的导电性的简易方法;会判断常见的导体与绝缘体;知道导体与绝缘体在一定条件下可转化。
探究实践:通过一些有趣的小活动,初步感受科学就在身边,科学与生活息息相关,初步感悟合作学习和交流分享是学习科学的重要方法;
态度责任:通过科学探究的学习方式,让学生体验科学探究活动的过程和方法,建立辩证唯物主义自然观。
【课前预习】
一 物质的导电能力
1、导体与绝缘体
(1)导体: 的物质叫做导体,主要是物体中电荷可以 。常见的导体有各种金属、石墨(碳)、入体、大地、盐类的水溶液等。
(2)绝缘体: 的物质叫做绝缘体。电荷不能 ,摩擦起电的材料多数使用绝缘体,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。
<名师指点>:
①纯净的水是 的,但由于普通的水中溶有大量其他的物质,因此普通的水是能导电的。
②家庭电路中的所有导线都是用塑料、橡胶等绝缘材料包裹着的,主要是为了 。
(3)导体与绝缘体不是绝对的
有些绝缘体在条件改变时会变成导体,如: 的玻璃会导电;导体的 后,会使它的导电能力下降,甚至不容易导电。
2、半导体
导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质叫做 。常见的半导体材料是 ,半导体主要应用于电子工业。
3、导体易导电、绝缘体不易导电的原因
(1)金属导体导电的原因是:内部存在大量 。
(2)绝缘体不导电的原因是:内部 。
【课中研学】
一、物质的导电能力
探索活动
有硬币、塑料直尺、玻璃片、铅笔芯(碳棒)、食盐水、粉笔、纯净水等物品,试设计实验方案来检测哪些物质容易导电,哪些不容易导电。
(1)设计一个实验方案,并画出方案的电路图。
用导线把电源、开关、小灯泡依次连接成一个简单电路,留出两个导线线头 A、B,逐个将待测物体依次这两个线头间,闭合开关,观察小灯泡是否发光。能使小灯泡发光的物体容易导电,反之不容易导电。
(2)与同学交流实验方案,并改进自己的方案。
在电路中串联一个电流表。闭合开关,若电流表有示数,说明该物质容易导电;反之,不容易导电。
(3)实验检测,并将待测物质归类为易导电物质和不易导电物质。
(4)结果记录
易导电物质:硬币、铅笔芯(碳棒)、食盐水
不易导电物质:塑料直尺、玻璃片、粉笔、纯净水
1、导体
(1)定义:容易导电的物质。
(2)常见的导体:金属、石墨、人体、大地、盐类的水溶液等都是导体。
2、绝缘体
(1)定义:不容易导电的物质。
(2)常见的绝缘体:橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、干木材、油和干燥的空气等都是绝缘体。
(3)导体和绝缘体之间的转化
导体和绝缘体并不是绝对的,有些绝缘体在条件改变时会变成导体。
①玻璃在通常情况下是绝缘体,但玻璃被烧红时会导电;
②导体的表面被氧化或腐蚀后,导电能力会下降,甚至不导电。
思考与讨论
(1)水是导体吗?
(2)家庭电路中,所有导线都是用塑料或橡胶等材料包裹着,这是为什么?
3、半导体
(1)定义:导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质。
(2)常见的半导体:常见的半导体材料是单晶硅和化合物半导体(砷化镓、氮化镓、碳化硅等)。
4、金属导电的原因
金属内部存在着大量可自由移动的电子。自由电子能从一个地方移动到另一个地方,产生电荷的流动,所以金属能导电。而在绝缘体中,几乎没有能自由移动的电子,因此不能导电。
思考与讨论:利用金属导电的原理,你能否解释玻璃烧红后能导电的原因?
科学 技术 社会 环境 芯片
芯片是一种集成电路,由大量的晶体管构成,是半导体元件产品的统称。不同的芯片有不同的集成规模,一个指甲盖大小的芯片上可集成几十个到上百亿个不等的半导体元件。
芯片是现代制造业的必备元件,我们使用的所有电器、设备几乎都有芯片。一辆传统的汽车上有多达500~600个芯片,具有自动驾驶功能的汽车上则有1000个以上的芯片。
芯片的设计与制造能力是国家科技实力的重要标志。我国的芯片设计近年进步很快,但由于起步晚、前期投入相对较少等原因,芯片制造相对落后于发达国家。2010 年后,国家在芯片制造领域加大投入,芯片国产化进程进一步加速,相信假以时日,中国的芯片制造业必定会赶超国际先进水平。
【课堂总结】
【课堂练习】
1.(2025八上·杭州期末)为了探究物质的导电性,某同学利用一只废旧的白炽灯进行了如下实验:在甲图中,闭合开关S后,点燃酒精灯加热白炽灯的灯丝,小灯泡L的亮度慢慢变暗了;而在乙图中,闭合开关S后,用酒精灯加热废灯泡灯芯的玻璃柱至红热,小灯泡L慢慢变亮了。关于该实验下列说法不正确的是( )
A.甲图实验说明灯丝是导体,它的电阻会随温度的升高而减小
B.乙图实验说明玻璃是绝缘体,加热后变成了导体
C.甲乙两图实验说明导体和绝缘体并不是绝对的,一定条件下会发生改变
D.本实验通过观察小灯泡的亮暗来判断物质的导电性,应用的科学方法是转换法
2.通常情况下,下列各组物质都属于导体的是( )
A.铜、塑料、人体、湿木头 B.水银、锡、玻璃、橡胶
C.铁、石墨、大地、食盐水 D.铝、石墨、陶瓷、油
3.常温下的玻璃是良好的绝缘体,当温度上升时,其电阻会减小;金属则刚好相反,当温度下降到某一温度(临界温度)时,其电阻会消失,从而变为超导体。如图所示为两种物质的电阻随温度变化的曲线图,其中表示玻璃的是 ,表示金属的是 。
4.我们在考试时会用到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,可能会导致电脑无法识别,这是由于不合格的铅笔芯的导电性 (填“强”或“弱”)。
5.(2025八上·温州期末)定值电阻是一种常见的电路元件。某种定值电阻的组成结构如图甲所示,工人将金属膜覆盖在陶瓷圆筒上,然后将其雕刻成螺旋状,从而生产出不同阻值的定值电阻。
(1)定值电阻的组成结构中属于绝缘体的是 。
(2)定值电阻的阻值由金属膜决定,a、b、c三种材料的电阻随温度变化情况如图乙所示,其中最适合作为金属膜材料的是 (选填“a”、 “b”或“c”)。
(3)用相同的金属膜雕刻成下列三个阻值不同的定值电阻 (虚线表示背面剩余金属膜),你认为哪个电阻阻值最大,并说明理由。
【课后练习】
1.下列关于电阻的说法中正确的是( )
A.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
B.导体容易导电说明它对电流没有任何阻碍作用
C.导体的电阻随电流的增大而减小
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,不管有没有电流通过,导体的电阻都存在
2.现在市售的纯净水大多是自来水经过多层过滤后得到的饮用水,矿物质较少,导电能力差,而矿泉水中含有人体所需的多种矿物质,导电能力较强。小明根据这两种水的导电能力差异设计了如图所示的装置,来验证他家购买的饮用水是矿泉水还是纯净水。甲、乙是两根相同的细长玻璃管,玻璃管甲内装满已知矿泉水,玻璃管乙内装满待测的饮用水。单刀双掷开关S从1拨到2时 ( )
A.若电流表示数不变,则乙内是纯净水
B.若电流表示数不变,则乙内是矿泉水
C.若电流表示数变大,则乙内是纯净水
D.若电流表示数变小,则乙内是矿泉水
3.(2025八上·上虞期末)铅笔是我们常用的学习用具(如图所示)。下列关于铅笔的说法正确的是( )
A.铅笔芯是绝缘体 B.木质杆是绝缘体
C.金属套是绝缘体 D.橡皮擦是导体
(3题图) (4题图)
4.(2025八下·鄞州期中)如图所示是一个电子门铃,当两个导线夹子相接触时,电子门铃有音乐声。若小明将下列物品分别接入两夹子之间,能使门铃发出音乐声的是( )
A.硬币或橡皮 B.橡皮或塑料尺
C.铅笔芯或硬币 D.塑料尺或铅笔芯
5.下列关于电阻的说法正确的是 ( )
A.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
B.玻璃烧红后能导电,说明导体的电阻随温度的升高而增大
C.导体的电阻随电流的增大而减小,随电压的增大而增大
D.一般来说,人体的电阻的平均值为1000~2000欧
6.如图是一种按钮开关的构造截面图,图中C是按钮,D是外壳,A、B各有接线柱与电路相连接,其中 ( )
A.A、B、C是导体, D是绝缘体 B.A、B、D是导体, C是绝缘体
C.A、B是导体,C、D是绝缘体 D.C、D是导体,A、B是绝缘体
7.关于导体和绝缘体,下列叙述中正确的是 ( )
A.导体都是靠正电荷的定向移动来导电的
B.绝缘体不易导电是因为绝缘体内没有电荷存在
C.酸碱盐的水溶液中没有自由移动的电荷
D.铜导线是靠自由电子导电,铜原子是由带正电的原子核和带负电的电子构成的
8.现有六种物品:铜条、玻璃棒、铅笔芯、水银、塑料棒、陶瓷片。小明将它们分成两类,如表所示,小明对它们进行分类所依据的物理特征是 ( )
第一类 第二类
铜条、铅笔芯、水银 玻璃棒、塑料棒、陶瓷片
A.密度 B.磁性 C.硬度 D.导电性
9.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
10.(2025八上·南浔期末)分类是基于研究对象的某种特征将它们区分为不同类别的方法。下列分类的特征与其结果对应的是
A.依据物体内部是否有电子,将物体分为导体和绝缘体
B.根据是否均一稳定,将混合物分为悬浊液和乳浊液
C.依据地球上的水体是否含盐将其分为海洋水和陆地水
D.根据行为获得的途径的不同,将动物的行为分为先天性行为和后天学习行为
11.(2025八上·嵊州期末)如图是加油站里常见的“静电释放器”。司机或工人提着油枪加油前,必须用手触摸安装在地面上的金属球,以清除身上的静电。下列说法中正确的是
A.金属球是导体,只能导电,不能带电
B.“除静电”时,人体通过金属球与大地连通
C.人体带的电荷是人体与衣服摩擦过程中创造出来的
D.若人体带有负电,则“除电”时,电流方向是从金属球流向大地
12.实验在研究物质导电性实验时,同学们设计了下列甲、乙、丙三种电路,其中最合理的是 。实验测得塑料三角板不容易导电,塑料三角板不容易导电的原因是 。
13.(2025八上·德清期末)华为 Mate XT非凡大师三折叠屏手机搭载了麒麟9010处理器。这款处理器由华为自主研发,具有较高的性能和能效比,制造处理器的主要材料是单晶硅,硅属于 (选填“导体”、“绝缘体”或“半导体”)。芯片上同时存在能导电的各种金属材料,金属能导电是因为其内部存在大量 。
14.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:
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,设计了如图的装置,进行了探究实验。他记录的实验表格如下:
实验次序 加入食盐量 两金属片A、B间距离/厘米 小灯泡亮度
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,你认为 (填“可行”或“不可行”),理由是 。
(3)利用现有的装置和器材,小明一边用酒精灯加热食盐水溶液,一边观察小灯泡的亮度变化情况,该操作可验证猜想 (填“a” “b”或“c”)。
(4)请你提出一个新的猜想:溶液的导电性能可能还与 有关。
15.为了探究甲、乙两种物质的导电性能好坏,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,通过观察图中的 来判断物体的导电性能。
(2)在A、B两点间分别接入甲、 乙两种物质后, 闭合开关, 电流表的示数分别为0.1安和0.5安,则导电性能好的是 物质。
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