4.3物质的导电性与电阻学案（含答案）

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第3节 物质的导电性与电阻
〖要点整理〗
一、物质的导电能力
1.导体：容易导电的物质。如金属、石墨（碳）等。
绝缘体：不容易导电的物质。如：橡胶、玻璃、瓷、塑料、干木材、油和干燥的空气，纯净的水等（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）
半导体：导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质，如：硅、锗
提示：导体和绝缘体不是绝对的：绝缘体可变成导体，玻璃烧红会导电。导体表面被氧化或腐蚀后，导电能力下降甚至不导电。
2.物质导电的原因：
金属导电的微观解释：金属内部原子核相对固定，但存在大量可以自由移动的电子，电子从一个地方移动到另一个地方，故金属能导电。而绝缘体中几乎没有能自由移动的电子，因此不能导电。
二、电阻：
1、概念：表示导体对电流的阻碍作用,阻碍能力越强，电阻值越大。电阻越大，导体的导电能力越弱。绝缘体的电阻非常大，电流不容易通过；导体的电阻非常小，电流很容易通过。
2、符号与单位：用字母R表示。它的国际单位是欧姆，简称欧，符号是Ω。
1兆欧（MΩ）＝103千欧(KΩ)＝106欧(Ω)
三、影响导体电阻大小的因素
1、导体的电阻大小与导体的长度、横截面积（粗细）和材料有关。同种材料的导体，导线越长，电阻越大；导线越细，电阻也越大。
2、物体的电阻与密度、比热、导热性等特性一样，是物质的一种特性，即每一种物质的导电能力是不相同的。
金属导体的电阻会随着温度的升高而增大。玻璃的电阻随着温度升高而减小
超导现象：某些材料温度降低到一定程度时，电阻突然消失的现象。

〖例题解析〗
〖例题1〗右图所示，是一种门铃按钮开关构造的截面图，其中( )
A.A、B是导体，C、D是绝缘体 B.C、D是导体，A、B是绝缘体
C.A、D是导体，B、C是绝缘体 D.A、B、C、D都是导体
分析与解答：如图C、D结构是手可以接触到的，需要绝缘，因此是绝缘体，而A、B是导线的接头，应该能够导电， A、B是导体，因此选A。
〖例题2〗小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”，a、b为长度一样的镍铬合金丝，b比a的横截面积大，关于此实验，下列说法正确的是( )
A.小灯泡越亮，表示接入的合金丝电阻越大
B.利用此装置只能探究导体电阻大小和横截面积的关系
C.利用此装置能探究导体电阻大小和横截面积、长度的关系
D.为了准确比较两条合金丝的电阻，可在电路中并联一个电流表
分析与解答：小灯泡越亮，电路中的电流越大，表示接入的合金丝电阻越小，故A错误；利用一根电阻丝，用夹子改变接入电阻丝的长度，也可以探究导体电阻大小和长度的关系，故B错误；
利用此装置能探究导体电阻大小和横截面积的关系，也可以研究电阻与长度的关系，长度可以选择其中一根导线，一次全部接入，另一次只接入其中一部分即可，故C正确；
D为了准确比较两条合金丝的电阻，可在电路中串联一个电流表，根据电流的大小来判断电阻的大小，故D错误。





〖巩固基础〗
1.[2019福建]在相同温度下,关于导体的电阻,下列说法正确的是(　　)
A.铜线的电阻一定比铝线的小 B.长度相同粗细也相同的铜线和铝线电阻相等
C.长度相同的两根铜线,粗的那根电阻较大 D.粗细相同的两根铜线,长的那根电阻较大
2.关于绝缘体，下列说法中正确的是( )
A.绝缘体在任何情况下都不能导电 B.绝缘体不易导电，是因为不存在电子
C.绝缘体不易导电，是因为不存在带电微粒 D.绝缘体不易导电，是因为不存在自由电荷
3.[2017呼和浩特]关于导体和绝缘体,下列说法正确的是(　　)
A.绝缘体对电流的阻碍作用大,但能够带电
B.金属能够导电的原因是金属里面的电子都能自由移动
C.能够导电的物体叫导体,不能导电的物体叫绝缘体
D.绝缘体不能导电的原因是绝缘体内没有电子
4.下列关于电阻的说法中不正确的是( )
A.不同材料做成的导体，电阻一定不相等
B.材料相同，粗细相同，长度不等的导体，电阻一定不相等
C.某些材料当温度降到一定程度时，电阻会突然消失，这就是超导现象
D.人体皮肤干燥时，电阻变大
5.有甲、乙、丙三根同种材料制成的导线，甲和乙导线长相同，乙导线粗些；甲和丙导线粗细相同，丙导线更长些，则三根导线的电阻由大到小排列应是（ ）
A.甲、丙、乙 B.丙、乙、甲 C.甲、乙、丙 D.丙、甲、乙
6.[2016天津]将一根金属导线均匀拉长后,其电阻?(　　)
A.变大　???? B.变小　???? C.不变　???? D.无法判断
7.[2018江西]如图所示,卡通动物的对话,形象地描述了导体的电阻大小与导体的材料、　　　和　　　有关。






第7题 第8题
8.[2018成都]小佑收集了很多材料和长度都相同但粗细不同的铅笔芯。如图所示,是他用身边的器材自制的简易调光灯电路。闭合开关,夹子A向右移动的过程中灯泡亮度应该　　　????(选填“变亮”、“变暗”或“不变”);夹子A从最左端移到最右端的过程中,他发现灯泡亮度变化不明显,他应该调换更　?(选填“粗”或“细”)的铅笔芯来做实验。
9.高压输电线问通常要安装轻质的“防舞动间隔棒”来预防输电线造成短路，如图所示，选用（　　）
A.密度大的导体材料 B.密度大的绝缘材料 C.密度小的导体材料 D.密度小的绝缘材料




第9题 第10题 第11题 第12题
10.如图所示，用小刀把铅笔剖开，剥出铅笔芯，将铜线绑在它的一端。照图连接电路，使另一根铜线在铅笔芯上移动，观察灯泡的亮度变化，通过这个实验，我们可以得出的结论是（　　）
A.导体越长，它的电阻越大 B.导体越短，它的电阻越大
C.导体横截面积越大，它的电阻越大 D.导体的温度越高，它的电阻越大
11.如图所示，是一种调节收音机音量兼开关的调节器，若要使音量最大，滑片P应接图中的( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
12.在研究“导体电阻的大小与哪些因素有关”时，将一根粗细均匀的导体截成两段后分别接入电路中，如图所示，则这个实验研究的是（　　）
A.导体电阻与温度的关系 B.导体电阻与长度的关系
C.导体电阻与横截面积的关系 D.导体电阻与材料的关系
13.如图所示，a是一段钨丝，与灯L串联在电路中，接通电路后用酒精灯对a加热，电流表示数变小，灯泡变暗。这个实验说明( )
A.导电能力与火有关 B.导电能力与温度有关
C.导电能力与材料有关 D.导电能力与形状有关
14.在玻璃缸里放半缸食盐水，插入M、N两铜片，并与电池、开关、小灯泡连接成如图所示的电路，闭合开关S，小灯泡L发光。
(1)保持两极浸入深度不变，使两极靠近些，则小灯泡的亮度将 。
(2)保持两极距离不变，使两极浸入深度增加，则小灯泡的亮度将 。

15.如图甲中AB和CD是长度不同、粗细相同的镍铬合金线；乙图中PQ和EF是长度相同、粗细不同的镍铬合金线。用图示的装置可以研究同种材料导线电阻的大小与什么因素有关，有什么关系，这种研究问题的方法叫 。由图甲的实验可得出的结论是 ；由图乙的实验可得出的结论是： 。




第15题 第17题 第18题
16.有一种称为石墨炸弹的武器在海湾战争时被用来破坏敌方的供电设施。这种炸弹不会造成人员伤亡，而是在空中散布大量极细的石墨丝，这些石墨丝是 （选填“导体”或“绝缘体”），飘落到供电设备上会造成电路 （选填“断路”或“短路”)，从而使供电系统瘫痪。
17.如图所示，将导体接到电路 A、B 之间时，导体与灯泡是 联的。如果将不同的导体分别接到 A、B 之间，闭合开关，可通过观察、比较 来判断不同导体电阻的大小。若两个导体的电阻差异不大，则可以用 替换灯泡，作进一步的判断。
18.[2018沈阳]如图所示,甲为亮度可调的台灯,电位器是调节其亮度的装置;乙为电位器的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱,旋钮带动滑片转动。若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮,则需将　??(选填“a和b”、“a和c”或“b和c”)接线柱接入电路。关于电位器上电阻丝的材料,应该选用　　??(选填“铜丝”或“镍铬合金丝”)。
19.在探究导体电阻大小与哪些因素有关的实验中，采用了“控制变量”的方法。下表是某实验小组在实验中所用导体的相关物理量的记录：
导体编号 A B C D
长度/m 1.0 1.0 1.0 0.5
横截面积/mm2 1.2 1.2 2.4 1.2
材料 镍铬丝 锰铜丝 镍铬丝 镍铬丝
(1)要探究导体电阻大小与长度是否有关，应选用__________两根导体；
(2)要探究导体电阻大小与横截面积是否有关，应选用__________两根导体；
(3)要探究导体电阻大小与材料是否有关，应选用____________两根导体。

〖提高能力〗
1.给你两根长度相同但横截面积不同的镍铬合金线、一个电源、一只电流表、一只滑动变阻器、一个开关、若干根导线，现需要研究的课题有：①导体的电阻跟它的横截面积的关系；②导体的电阻跟它的长度的关系；③导体的电阻跟它的材料的关系。利用上述实验器材，可以完成的研究课题是( )
A.只有① B.只有② C.①和② D.①、②和③
2.家里灯泡的灯丝被烧断，最容易发生在( )
A.开灯瞬间 B.关灯瞬间 C.照明时 D.以上机会相同
3.白炽灯泡的灯丝断开后,可把断头搭接起来继续使用,这时灯丝的（ ）
A.电阻变大,电流减小 B.电阻变小,电流增大 C.电阻和电流都增大 D.电阻和电流都减小
4.[2018呼和浩特]早在19世纪20年代,德国物理学家欧姆就对导体中电流、导体两端电压的关系进行了大量的实验研究,发现对于大多数导体而言,导体中电流跟导体两端电压成正比。并于1827年在《动电电路的数学研究》一书中,把他的实验规律总结成如下公式:S=γ·E(S表示导体中的电流;E表示导体两端电压;γ表示导体对电流的传导率,简称电导率)。关于这一规律,下列说法正确的是?(　　)
A.对于不同的导体,给它们两端加相同的电压,通过的电流与导体的电导率成反比
B.对于不同的导体,如果通过的电流相同,电压与导体的电导率成正比
C.电导率反映的是导体对电流的导通作用
D.电导率的大小是由加在导体两端电压与通过导体的电流决定的
5.[2016湖北]在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中，为了探究电阻大小跟导体长度的关系，应该选择材料和 都相同、长度不同的多根金属丝，实验数据记录如表所示：
L/m 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
R/Ω 2.1 2.8 3.5 4.2 4.9 5.6
请你分析表中数据，归纳出电阻R与导体长度L的关系式：R= 。
6.[2016毕节]1826年，德国物理学家欧姆对电流跟电阻和电压的关系进行了研究，归纳出了欧姆定律：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，公式I=，变形后得R=，有同学认为“R与U成正比，与I成反比”，这种理解正确吗？为什么？
7.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。
⑴热敏电阻的阻值随温度的升高而? ?(选填“增大”或“减小”)。
⑵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)。为了辨别它们，小明设计了如图乙所示的电路。
①接下来小明应如何操作? ?答： ；??
②根据观察到的什么现象辨别出热敏电阻??答： 。
8.导体容易导电，绝缘体不容易导电。有一些材料，导电能力介于导体和绝缘体之间，称做半导体。除了导电能力外，半导体还有许多特殊的电学性能，这使它获得了多方面的重要应用。比如，有的半导体，在受热后电阻迅速减小；反之，电阻随温度的降低而迅速地增大。利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻。热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精度高。回答下列问题：
(1)如果将热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所在区域的温度降低，电路中电流将变 （选填“大”或“小”）。
(2)上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度盘正中的温度刻度值为 20℃ （如图 a 所示），则 25℃ 的刻度应在 20℃ 的 边（选填“左”或“右”）。





(3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内能检测大棚内温度的变化，请用图 b 中的器材（可增加元件）设计一个电路。
9.阅读下面的短文，回答问题：
半导体材料有P型半导体和N型半导体两种，除了可以用于各种电子元器件外，还可以用作制冷材料，如图所示是一个半导体制冷单元的原理图，P型半导体和N型半导体的上端和铜片A连接，下端分别和铜片B连接后接到直流电源的两端，此时电路的电流方向是从N型半导体经A流向P型半导体，铜片A会从空气吸收热量，铜片B会向空气放出热量，反之，改变直流电源的正负极方向，使电流方向从P型半导体经A流向N型半导体，这时，铜片A会向空气放出热量，铜片B会从空气吸收热量，由于单个制冷单元制冷量很小，为了满足实际需要，需要多个制冷单元同时工作。
请回答下列问题：
(1)如图所示，若要使一个电冰箱箱内的温度下降，铜片A置于电冰箱________，铜片B置于电冰箱________(前两空选填“箱内”或“箱外”)，这就是半导体电冰箱的工作原理，若将图中电源换成交流电源（电流方向周期性变化），此时电冰箱能否正常制冷？ ___________________。
(2)若将图中P型半导体与N型半导体位置互换，其他条件不变，则铜片A上表面空气温度将________。若将图中电源正负极互换，其他条件不变，则铜片B表面空气的温度将________。
10.[2016枣庄]学习了电学知识后，小明对影响电阻大小的部分因素进行了探究，器材有：开关、电流表、干电池(电压恒为1.5 V)各一个，三根完全相同的合金丝，导线若干。连接如图甲所示的电路，小明将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间，闭合开关S后，记录的数据如下表。
连接方式 一根 两根串联 三根串联 两根并联 三根并联
电流表读数/A 0.15 0.1 0.6 0.9



根据实验数据，请回答下列问题：
(1)图乙是将一根合金丝接入电路时电流表的示数，请将其填入上表中；
(2)导体电阻的大小跟材料、长度、横截面积的关系；
A.电阻的大小与长度的关系：______________________________；
B.电阻的大小与横截面积的关系：________________________。
(3)分析表中的实验数据，还可以得出导体的电流与电阻的关系：________________。
(4)实验中一根合金丝的电阻为_______Ω。若该合金丝的横截面积为1mm2，则一根合金丝的长度是________m(已知该合金丝长1m，横截面积1mm2的阻值为1Ω)。
参考答案
〖巩固基础〗
1.D 2.D 3.A 4.A 5.D 6.A 7.截面积、长度 8.变亮、细 9.D 10.A 11.D 12.B 13.B
14.(1)变亮。(2)变亮。
15.控制变量法、材料和截面积都相同的导体，长度越长，电阻越大、材料和长度都相同的导体，截面积越小电阻就越大。
16.导体、短路
17.串、灯泡亮度、电流表
18.b和c 、镍铬合金丝
19.(1)AD；(2)AC；(3)AB。
〖提高能力〗
1.C 2.A 3.B 4.C
5.截面积、7Ω/m ×L
6.不正确，导体的电阻是导体的特性，与电流、电压无关。
7.⑴减小。⑵①分别使用酒精灯加热两个电阻观察电流表示数；②加热时电流表的示数变大即为热敏电阻。
8.(1)小。 (2)右。(3)
9.(1)箱内、箱外、不能。(2)升高、下降。
10.(1)0.6；(2)导体电阻的大小跟材料、长度、横截面积的关系；A.材料和截面积相同时，长度越长，电阻越大，电阻与长度成正比；B.材料和长度相同时，截面积越小，电阻越大，电阻与截面积成反比。
(3)导体两端的电压不变，导体中的电流与导体的电阻成反比；(4)5、5。


















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