第3节 物质的导电性与电阻(第1课时)
1. 导体、绝缘体和半导体
(1) 导电的物质叫 。有金属、石墨、人体、大地和食盐水等。 导电的物质叫 。橡胶、玻璃、瓷、塑料、干木头、油和干燥的空气等都是绝缘体。(纯净的水、蒸馏水是不导电的,但普通水中往往溶有大量杂质,能够导电)
(2)导体和绝缘体不是 的。有些绝缘体在条件改变时会变成 (如:金属被腐蚀后不导电,烧红的玻璃能够导电)。
(3) 导电能力介于导体与绝缘体之间。常见的半导体材料如 ,应用于电子工业和IT产品上。
2. 金属导电的微观解释
金属内有 ;一般非金属中 ,因此它们几乎不能导电。
3. 电阻
(1)电阻是导体对电流的 作用,导体对电流的阻碍作用越强, 就越大。
(2)电阻越大,导体的 越弱。
(3)电阻用字母 表示。它的单位是 ,简称“欧”,符号是Ω。
1兆欧= 千欧=106欧
A组 基础训练
1. 如图所示的电路中,当开关闭合后,在金属夹A、B之间分别接入硬币、铅笔芯、橡皮和塑料尺,小灯泡能发光的是( )
A. 接入硬币和橡皮 B. 接入塑料尺和铅笔芯
C. 接入硬币和铅笔芯 D. 接入橡皮和塑料尺
2. 关于导体和绝缘体,下列说法正确的是( )
A. 导体中有多余的自由电子,而绝缘体中没有多余的自由电子
B. 导体对电荷的移动没有阻碍作用,绝缘体对电荷的移动有阻碍作用
C. 木头始终是良好的绝缘体
D. 绝缘体在一定条件下可以转化为导体
3. 物质的物理属性有许多种,制作下列物品利用了物质导电性的是( )
A. 用水银制作的温度计 B. 用钢丝制作的弹簧
C. 用铜丝制作的导线 D. 用铝合金制作的门窗
4. 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,如下表所示,小明是按物质的哪种特性对它们进行分类的( )
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
5. 绝缘体不容易导电,这是因为( )
A. 绝缘体中没有电子
B. 绝缘体中几乎没有电子
C. 绝缘体中存在大量的自由电荷
D. 绝缘体中的电荷几乎都被束缚在原子或分子的范围内,自由电荷很少
6. 人体、玻璃、橡胶和碳棒这四个物体中,属于导体的是( )
A. 玻璃和橡胶 B. 人体和碳棒
C. 只有人体 D. 碳棒和橡胶
7. 高压输电网中的铁架与导线之间必须用绝缘材料连接,由于长期暴露在室外,要求这种材料的性质相当稳定。下列材料最适合的是( )
A. 铝合金 B. 橡胶 C. 干木材 D. 陶瓷
8. 某兴趣小组的同学找来了四种物质,利用如图所示的电路在相同条件下检测其导电性能。实验观测到的电流表示数和灯泡发光情况记录如下,则以下物质导电能力最强的是( )
食盐水
酱油
醋
花生油
电流/安
0.18
0.15
0.1
0
发光情况
亮
较亮
暗
不亮
A. 花生油 B. 醋 C. 酱油 D. 食盐水
9. 下列实验中,可以说明绝缘体在一定条件下转化为导体的是( )
10. 电阻R1与R2并联,若通过R1的电流小于通过R2的电流,则R1、R2对电流的阻碍作用是( )
A. R1对电流的阻碍作用大
B. R2对电流的阻碍作用大
C. R1和R2对电流的阻碍作用一样大
D. 大小关系无法判断
11. 飞行的飞机与空气摩擦后会带上电荷,为了避免着陆时可能造成的事故,可通过飞机起落架着陆时机轮上的轮胎将机身上的电荷导入地下,则这种轮胎应用 (填“导电的”或“不导电的”)材料做成。
12. 我们在考试时许多学科要用到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,由于铅笔芯的导电性变 (填“强”或“弱”),这样可能使电脑无法识别。
B组 自主提高
13. 当温度降低到一定程度时,某些物质的电阻会变为零,这种物质叫超导体。当电流通过超导体时不发热,故超导体的应用具有十分诱人的前景。假如科学家已研制出室温下就能使用的超导体,你准备将它用来制作( )
A. 家用保险丝
B. 白炽灯泡的灯丝
C. 电炉的电热丝
D. 输电导线
14. 在图甲中,闭合开关后,给玻璃珠加热到红炽状态,小灯泡 ,原因是玻璃变成了 。在图乙中,闭合开关后,在给钨丝缓慢加热的过程中,小灯泡 ,原因是钨丝的温度越高,它的电阻 。
15. 常温下的玻璃是良好的绝缘体,但玻璃在加热条件下会变成导体;常温下的金属是良好的导体,当温度下降时,其电阻也会减小,当温度降到某一温度(临界温度)时,电阻消失,变为超导体,R=0,不再消耗能量。以下两个电阻随温度变化的曲线图中,表示玻璃的是 ,表示金属的是 。(填“甲”或“乙”)
16. 综合考虑下表中各方面的因素,通过分析回答以下问题:
金属
全球年产量(105吨)
密度(103kg/m3)
熔点(℃)
导热性能(1表示最强9表示最弱)
导电性能(1表示最强9表示最弱)
市场价格(万元/吨)
铝
1500
2.7
660
4
4
1.6
铜
800
8.9
1083
2
2
1.77
金
0.2
19.3
1063
3
3
8800
钢铁
30143
7.9
1540
8
7
0.22
铅
300
11.3
327
9
9
0.49
镍
80
8.9
1453
7
6
10.3
银
0.8
10.5
961
1
1
136.5
(1)哪两种金属的导电性能好?你认为在导电性能好的两种金属中,哪种更适宜作导线?为什么?
(2)通过综合分析上表的各项指标,请写出一条你发现的规律。
17. 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。
小明的猜想是:
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
两金属片AB间距离/厘米
灯泡亮度
1
勺
2
微亮
2
勺
2
较亮
3
勺
1
较亮
4
勺
1
很亮
(1)比较实验次数l和2可验证猜想 (填“a”、“b”或“c”)。
(2)这个实验用到了控制变量法,我们所学的实验中,很多也用到了控制变量法,请举一例: 。
(3)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 。
(4)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?
(5)请你提出一个新的猜想:溶液的导电性能可能还与
有关。
课时参考答案
第3节 物质的导电性与电阻(第1课时)
【课堂笔记】
1. (1)容易 导体 不容易 绝缘体 (2)绝对 导体 (3)半导体 硅和锗
2. 可自由移动的电子 几乎没有能自由移动的电子
3. (1)阻碍 电阻 (2)导电能力 (3)R 欧姆 103
【课时训练】
1—5. CDCDD 6—10. BDDDA
11. 导电的
12. 导体 弱
13. D
14. 发光 导体 变暗 越大
15. 乙 甲
16. (1)银和铜;铜更适合作导线,因为铜相对便宜一些。 (2)一般来说,导热性能好的金属导电性能也好。
17. (1)a (2)探究压力的作用效果与哪些因素有关等 (3)可行 电流表能测出电路中的电流大小,可反映出溶液的导电性能 (4)如果小灯泡亮度发生变化,说明溶液的导电性能与溶液的温度有关,否则无关。 (5)金属片插入溶液中的深度(或金属片与溶液的接触面积等)
第3节 物质的导电性与电阻(第2课时)
1. 影响导体电阻大小的因素
(1)电阻是导体本身的一种性质,它的大小由导体的 、 和组成导体的 (内部因素)决定。同种材料的导体越长,横截面积越小,导体的电阻越 。
(2)导体的电阻还跟 (外部因素)有关,金属导体的电阻随 。某些材料当温度降低到一定程度时,电阻 ,就会出现 现象。
2. 控制变量法
控制变量法:是科学方法中一个重要的方法,许多物理量与 因素有关,即它有多个变量,在实验中为了正确分析各量之间的关系,必须保持其他量的 ,然后研究某两个量之间的变化关系。
A组 基础训练
1. 两条长度相同的锰铜丝,若甲的横截面积比乙大,则电阻的大小关系是( )
A. 甲大 B. 乙大 C. 一样大 D. 不能确定
2. 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
3. 甲、乙两根铜导线,甲比乙长,乙比甲粗,设它们的电阻分别为R甲和R乙,则( )
A. R甲=R乙 B. R甲>R乙
C. R甲4. 白炽灯的灯丝断了后,可把断了的灯丝搭接起来继续使用,这时( )
A. 灯丝的长度变短,电阻变小
B. 灯丝的横截面积变细,电阻变大
C. 灯丝的电阻不变
D. 灯丝的材料变了,电阻变了
5. 用实验的方法研究影响电阻大小的因素,老师给同学们提供了以下备选的导线规格,见下表。你认为对导线选择合理的是( )
材料
编号
长度(m)
横截面积(mm2)
锰钢合金
a
1
0.5
锰钢合金
b
1.5
0.5
锰钢合金
c
1
1
锰钢合金
d
1.5
1
镍铬合金
e
1
0.5
镍铬合金
f
1.5
0.5
镍铬合金
g
1
1
A. abcd B. bcfg C. aefg D. cdef
6. 下列说法正确的是( )
A. 短导线的电阻比长导线的电阻小
B. 粗导线的电阻比细导线的电阻小
C. 铜导线的电阻比铁导线的电阻小
D. 同种材料且长度相等,粗导线的电阻比细导线的电阻小
7. 小明用如图所示的电路,探究影响金属丝电阻大小的因素,他手边除了有电路中的器材外,还有一根金属丝,则( )
A. 只能探究电阻与金属丝长度的关系
B. 只能探究电阻与金属丝横截面积的关系
C. 电阻与金属丝长度、横截面积的关系都能探究
D. 电阻与金属丝长度、横截面积的关系都不能探究
8. 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,光强符号用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间的关系如图所示,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
9. 铅笔芯是石墨和黏土混合制成的。不同类型的铅笔的笔芯软硬程度不同,其中6H的铅笔芯最硬,6B的铅笔芯最软,HB的铅笔芯软硬居中。铅笔芯是导体,那么铅笔芯的电阻大小与其软硬度是否有关呢?小明用如图所示的装置探究这个问题。他先后将6B、HB和6H的铅笔芯分别接入电路A、B两点间,通过观察 ,比较出三者电阻的大小。用此方法比较电阻大小的依据是 。他选取的这三支铅笔芯应满足的条件是 。
10. 电阻触摸屏在笔记本电脑及手机等设备上已普遍使用,当手指在触摸屏表面施以一定的压力时,触摸屏通过分别识别触摸点的水平与竖直位置,从而确定触摸的位置。
(1)其工作原理利用了在材料、横截面积一定时,导体的长度越长,导体的电阻就越 的规律。
(2)以竖直方向为例,触摸屏相当于一根电阻丝,触摸时,触摸点P将电阻丝分为上下两部分,设上部分电阻为R1,下部分电阻为R2,结构可等效为如图所示电路,电源电压不变。当触摸点在竖直方向移动时,若测得R2两端电压增大,则可知R2阻值 ,触摸点P到屏下端的距离 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
11. (辽阳中考)婷婷用两节干电池和一只小灯泡连成了如图所示的电路,用来探究铅笔芯AB的导电性。闭合开关S后,发现小灯泡L能发光,这说明铅笔芯是 (填“导体”或“绝缘体”),当滑片P向右移动时,灯泡亮度增加,说明铅笔芯接入电路的电阻 (填“变大”、“变小”或“不变”),这个实验说明导体的电阻跟导体的 有关,在其他条件相同的情况下,导体越 ,电阻越大。
12. 在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中。
a、b、c是镍铬合金丝,d是锰铜合金丝;a、b的长度相同而粗细不同;a、c粗细相同而长度不同;c、d长度和粗细都相同。
(1)小明的猜想是:①电阻可能与导体的材料有关;
小亮的猜想是:②电阻可能与导体的温度有关;
小敏的猜想是:③电阻可能与导体的长度有关;
根据你掌握的电学知识,你认为:电阻还与 有关。
(2)如图是三位同学为上述探究活动准备的实验器材,他们已完成了部分实物的连接。
若电阻受温度的影响可以忽略,要探究猜想①,应该控制 不变;要探究猜想③,应该选用导线 和导线 (填导线的代号字母)进行对比实验。
B组 自主提高
13. (多选)(广西中考)为维护消费者权益,崇左市某技术监督部门对市场上的电线产品进行抽查,发现有一个品牌的铜芯电线不符合规格:①用镀铜的铝芯冒充铜芯;②电线直径明显比说明书上标定的直径要小。引起这种电线不符合规格的主要原因是( )
A. 电线的长度引起电阻偏大
B. 电线的横截面积引起电阻偏大
C. 电线的材料引起电阻偏大
D. 电线的温度引起电阻偏大
14. 小明在科技活动中,了解到有一种用半导体材料制成的热敏电阻,其电阻R随温度t变化的图像如图甲所示。
(1)热敏电阻的阻值随温度的升高而 (填“增大”或“减小”)。
(2)小明想利用热敏电阻制成温度报警器,实验室中现有两只外形完全相同的电阻R1和R2,其中一只为热敏电阻,另一只为定值电阻(阻值不随温度的变化而变化)。为辨别它们,小明设计了如图乙所示的电路。
①接下来小明应如何操作?
②根据观察到的什么现象辨别出热敏电阻?
15. 在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,小明设计了如图电路。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
1.0
0.5
(1)在连接电路时发现,还缺少一个元件,他应该在电路中再接入的元件是 。
(2)为粗略判断a、b两点间导体电阻的大小,可观察 。
(3)另有甲、乙两位同学分别对小明的电路作了如下的改进:甲把灯泡更换为电流表;乙在原电路中串联接入电流表。你认为 同学的改进更好一些,理由是 。
(4)同学们为了完成探究活动,从实验室借来了四根电阻丝(如上表)。则选择A、B两电阻丝进行实验,是为了探究导体电阻大小与 长度 的关系;为了探究导体电阻与材料的关系,应选择电阻丝D和 。
课时参考答案
第3节 物质的导电性与电阻(第2课时)
【课堂笔记】
1. (1)长度 横截面积 材料 大 (2)温度 温度的升高而变大 突然消失 超导
2. 多个 不变
【课时训练】
1—5. BABAC 6—8. DCB
9. 电流表示数 相同电压下,电流越小电阻越大 长度和横截面积均相同
10. (1)大 (2)增大 增大
11. 导体 变小 长度 长
12. (1)导体的横截面积 (2)导体长度、横截面积
a c
13. BC
14. (1)减小 (2)①闭合开关,加热任意一只电阻,然后观察电流表的示数变化。 ②如加热R1,电流表示数增大,说明R1是热敏电阻,否则R2是。
15. (1)开关 (2)灯泡的亮度 (3)乙 灯泡在电路中可以保护电路 (4)长度 B