内容正文:
第4章 电路探秘
第3节 物质的导电性与电阻
一、物质的导电能力
2
1.实验探究
实验1:
用橡胶棒连接验电器
A
B
A
B
验电器A、B金属箔的张角没有变化。
验电器A的电荷量没有变化,验电器B仍不带电。
实验现象
实验分析
实验2:
用金属棒连接两验电器
A
B
A
B
验电器A的金属箔张开的角度减小,B的金属箔由闭合变为张开。
验电器B也带了电。有一部分电荷通过金属棒从A移动到了B,电荷发生了定向移动。
电荷在金属中可以定向移动, 说明金属是可以导电的。
实验现象
实验分析
实验结论
2.导体
(1)概念:容易导电的物质,叫做导体。
(2)常见的导体:
金属、人体、大地、石墨、食盐水溶液等。
(3)导电的原因:
导体中存在自由电荷
金属:自由电子
盐溶液:阴离子
阳离子
3.绝缘体
(1)概念:不容易导电的物质,叫做绝缘体。
(2)常见的绝缘体:
橡胶、玻璃、塑料、干燥的空气等。
(3)绝缘体不易导电的原因
绝缘体内几乎没有能自由移动的电子。
导体和绝缘体没有绝对的界限。
烧红的玻璃能导电
4.半导体
(1)概念:导电能力介于导体与绝缘体之间的物质
(2)常见的绝缘体:硅和锗
(3)半导体的应用
主要用于电子工业或IT(信息技术)产品
5.超导和超导体
某些物质在温度降低到一定值时,电阻会变为零,这就是超导现象。例如水银在-269 ℃时,电阻会突然消失。
能发生超导现象的物体称为超导体。
超导现象有很广泛的应用价值。用超导技术可制造磁悬浮高速列车,用超导材料制成的导线远距离输电几乎没有电能损失等。
1.关于绝缘体,下列说法正确的是( )
A.绝缘体在任何情况下都不能导电
B.绝缘体不容易导电,也不能带电
C.绝缘体不容易导电,但能够带电
D.绝缘体内没有电子,因此它不容易导电
C
牛刀小试
2.通常情况下,下列物体中属于绝缘体的一组是( )
A.人 体、大 地、铜钥匙
B.橡 皮、煤 油、塑料袋
C.铅笔芯、盐 水、玻璃杯
D.瓷 瓶、空 气、钢尺
B
牛刀小试
二、电阻
14
(1)概念:电阻表示导体对电流的阻碍作用。
导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用就越大。
(2)符号和单位:电阻用字母R表示。它的单位是欧姆,简称欧,符号Ω。
其他单位:兆欧(MΩ)和千欧(kΩ)
换算关系:1 kΩ = 103 Ω,1 MΩ =106 Ω
1.电阻
2.探究影响电阻大小的因素
导线多是用铜做的,特别重要的电气设备的导线还要用昂贵的银来做。铁也是导体,既多又便宜,想想看,为什么不用铁来做导线呢?
(1)提出问题
影响导体电阻大小的因素会有哪些?
猜想一 导体的电阻可能与导体的长度有关
猜想二 导体的电阻可能与导体的横截面积有关
猜想三 导体的电阻可能与导体的材料有关
(2)进行猜想
猜想四 导体的电阻可能与温度有关
(3)设计实验方案
怎样比较待测导体电阻的大小?你能设计一个合理的电路吗?
电流表示数或同一小灯泡的亮度可以反映电流的大小,以此来判断电阻的大小。
转换法
通过比较灯的亮暗来判断,若灯亮,则导线对电流阻碍作用小,电阻小。
通过比较电流表示数的大小判断,若电流大,则导线对电流的阻碍作用小,电阻小。
既可以比较灯的亮暗,也可以比较电流的大小。
控制变量法
一个科学量可能与多个因素有关时,如何展开研究?
思考:
应该怎样选择待测导线?
探究导体的电阻与长度、横截面积、材料的关系
待测导线 电流表示数 电阻大小
镍铬(1m) 小 大
镍铬(0.5m) 大 小
①探究导体电阻与长度的关系。
控制的不变量有______、 __________ 。
材料 横截面积
实验结果:
材料、横截面积相同的导体,长度越大,电阻_______。
越大
小 大
大 小
待测导线 电流表示数 电阻大小
锰铜 小 大
镍铬 大 小
②探究导体电阻与材料的关系。
控制的不变量有______、 __________ 。
长度 横截面积
实验结果:
长度、横截面积相同的导体,材料不同,电阻也_______。
不同
大 小
小 大
待测导线 电流表示数 电阻大小
镍铬(0.5mm2) 小 大
镍铬(1.0mm2) 大 小
③探究导体电阻与横截面积的关系。
控制的不变量有_______、______。
材料 长度
实验结果:
材料、长度相同的导体,横截面积越小,电阻______。
越大
小 大
大 小
探究导体电阻与温度的关系,应该怎样做?
控制导体不变,用酒精灯加热导体,改