内容正文:
第2节 物质的导电性
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 物质的导电能力 1
题型2 电阻 4
一、电阻 4
二、影响导体电阻大小的因素 5
题型3 变阻器 9
【能力培优练】 12
【链接中考】 20
【重难题型讲解】
题型1 物质的导电能力
1、容易导电的物质叫导体。金属、石墨、人体、大地、食盐水。
2、不容易导电的物质叫绝缘体。橡胶、玻璃、瓷、塑料、干木头、油和干燥的空气等。
注:纯净的水是不导电的,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。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,主要是为了防止导电而使人触电。
3、导电能力介于导体和绝缘体之间的一类物质叫半导体。硅、锗。
导体和绝缘体不是绝对的,当条件发生变化时会相互转化。如:被烧红的玻璃会导电;导体的表面若被氧化或腐蚀后,会使它的导电能力下降,甚至不容易导电。
4、金属导体导电的原因是:内部存在大量自由移动的电子。
绝缘体不导电的原因是:内部几乎没有自由电荷。
【典例1-1】(2025•浙江模拟)“闪电在水里导电!但敖丙的冰是绝缘体!”是热映电影《哪吒之魔童闹海》中的一句台词。已知自然环境中的水溶解有许多矿物质,则下列推断不正确的是( )
A.冰的电阻比水大
B.水中自由移动的离子比冰多
C.冰的导电能力比水强
D.电器发生火灾时不能用水扑救
【解答】解:ABC、“闪电在水里导电”,说明水是导体,容易导电,“敖丙的冰是绝缘体”,说明冰不容易导电,所以冰的电阻比水大,导电能力比水弱;自然环境中的水溶解有许多矿物质,主要靠自由移动的离子导电,因此水中自由移动的离子比冰多,故AB正确,C不正确;
D、电器发生火灾时不能用水扑救,否则容易发生触电事故,故D正确。
故选:C。
跟踪训练1(2025•萧山区校级一模)在研究物质的导电性时,采用如图所示的实验电路。用酒精灯对着取自白炽灯的玻璃芯柱加热,灯泡L会慢慢亮起来。对此,以下叙述中正确的是( )
A.电压表的示数将逐渐变大
B.玻璃芯柱和灯泡L是并联的
C.通过灯泡的电流要比通过玻璃芯柱的电流大
D.加热过程中,玻璃芯柱的电阻随温度升高而增大
【解答】解:A、从图可知,电压表测量的是灯泡两端的电压,
电路中的电流变大,而灯泡的电阻不变,
由公式U=IR可知,灯泡两端的电压变大,即电压表示数变大。所以A说法正确。
B、从图可知,玻璃芯柱和灯泡L是串联的。所以B说法错误。
C、在串联电路中电流处处相等,因此通过灯泡的电流等于通过玻璃芯柱的电流。所以C说法错误。
D、用酒精灯对着玻璃芯柱加热,灯泡L会慢慢亮起来,
电路中的电流变大,
而电源电压不变,由公式 I可知,电路中的总电阻变小,
而灯泡的电阻不变,由串联电路电阻的特点可知,玻璃芯柱的电阻变小,
加热过程中,玻璃芯柱的电阻随温度升高而变小。所以D说法错误。
故选:A。
跟踪训练2(2023秋•仙居县期末)在加油站里加油时,为了消除静电,一般要先用手触摸静电释放按钮(如图),将静电释放掉后再加油。下列说法正确的是( )
A.静电释放按钮可以用橡胶或塑料制成
B.能相互吸引的两个物体,一定带异种电荷
C.若人体带负电,放电时,电流方向是从人体流向释放器
D.摩擦起电的实质是相互摩擦的物体间发生了电荷的转移
【解答】解:A、静电释放按钮上面手触摸的部位一定是导体,这样才能把人体上的静电传走,故A错误;
B、两个相互吸引的物体有可能带异种电荷,也有可能一个物体带电,一个不带电,带电体具有吸引轻小物体的性质而相互吸引,故B错误;
C、若人体带有负电,“除静电”时,负电荷从人体转移到释放器,所以电流的方向是从释放器流向人体,故C错误;
D、摩擦起电的实质是电子的得失,得电子的带负电,失电子的带正电,相互摩擦的物体间产生了电荷的转移,故D正确。
故选:D。
题型2 电阻
一、电阻
电阻是导体对电流的阻碍作用。导体对电流的阻碍作用越强,电阻就越大。绝缘体的电阻非常大,导电能力弱。
电阻的符号:—□—
电阻用字母R表示,电阻的单位:欧姆(欧),符号:Ω
1兆欧(MΩ)=103千欧(KΩ)A=106欧(Ω)
二、影响导体电阻大小的因素
我们知道,各种材料的导电能力并不相同,所以导体的导电能力与材料有关。那么,除了材料因素会影响电阻大小以外,还有哪些因素会影响电阻大小呢?
我们可以这样来猜想:①导体的粗细可能会影响电阻大小,电流在粗的
导线中流动相当于行车于宽阔的道路,阻碍作用小;
②导体的长度可能会影响电阻大小,电流在长度较大的导线中流动相当于行车于长度大的道路中,阻碍道路的因素会更多一些。
我们可以通过控制变量法来逐个研究影响电阻的因素。依据控制变量法
研究导体电阻与某一因素的关系时,要控制其他因素都不变。
1.探究电阻与导线长度的关系。
这个探究中,主要变量是长度
要控制不变的因素是横截面积与材料
用电阻相对容易测量的镍铬合金线作为被测导线,用图所示的电路比较不同长度的导线的电阻大小。
探究结果表明:导线越长,电阻越大
2.探究电阻与导线粗细的关系。
这个探究中,主要变量是横截面积
要控制不变的因素是长度和材料
按照图的电路图,用长度和材料相同而粗细不同的导线接入电路来比较。
探究结果表明:导线横截面积越大(越粗),电阻越小
3.用同样的方法研究导体电阻与材料的关系,其结果表明:不同的材料,导电能力的强弱是不相同的。
【典例2-1】(2025春•宁波校级期中)如图所示,A、B是由同种材料制成的长度相同,横截面积不同的两段导体,将它们串联后接入电路中,比较这两段导体的电阻及通过它们的电流,正确的是( )
A.RA<RB、IA<IB B.RA<RB、IA=IB
C.RA>RB、IA=IB D.RA=RB、IA<IB
【解答】解:对于A和B是由同种材料制成的长度相同的两段导体,由于B段的横截面积小,A段的横截面积大,故B段的电阻大于A段的电阻;且此两段电阻串联,据串联电流处处相等的关系可知,这两段导体中的电流是相等的。
故选:B。
跟踪训练1(2025•东阳市三模)小科通过查阅资料发现,欧姆在探究欧姆定律时曾做过一个实验:如图所示,电流扭秤内有小磁针,其作用与电流表相同,将金属棒的一端浸入沸水中,另一端浸入碎冰中,从而形成温差电池,以提供电源电压。当用待测导线连接两个水银杯,就能形成闭合回路,产生电流,并利用电流扭秤来测量电流强度。欧姆利用8根直径相等但长度不同的铜导线进行实验,探究当待测导线两端电压相同时,电流和待测导线之间的关系。请回答:
(1)实验时将待测导线放入两个水银杯中,这是利用了水银的 性。
(2)实验时是通过观察电流扭秤中 来比较电流强度大小的。
(3)实验时需保持相同的电源电压,在此实验中,是通过保持 相同来实现保持电源电压相同的。
(4)欧姆通过实验推导出(X表示电流强度,k为常数,S为导线的横截面积,a为导线两端的电压差,L为导线长度),在此基础上又引入了电阻的概念,由此可知电阻R= (用题中字母表示)。
【解答】解:(1)实验将待测导线放入两个水银杯中,就能形成闭合回路,产生电流,说明水银具有容易导电的性质。
(2)实验中利用电流扭秤来测量电流强度,通过电流扭秤中小磁针偏转角度来比较电流强度大小。
(3)实验中金属棒的一端浸入沸水中,另一端浸入碎冰中,从而形成温差电池,可控制两个水银杯的温差相同,从而控制电源电压相同。
(4)根据欧姆定律,电阻R。
故答案为:(1)导电;(2)小磁针偏转角度;(3)两个水银杯的温差;(4)。
跟踪训练2(2024秋•西湖区期末)酱鸭是杭州的一道特色名吃,调查发现,酱鸭制作过程中需要用卤水腌制,且卤水的盐度(溶质质量分数)保持在1.5%﹣1.6%,风味最佳。某项目小组制作了量程为0%﹣2%的盐度计,用于测量卤水盐度,项目实施如下:
【产品设计】如图所示为盐度计工作电路图,两个铜片分别固定在烧杯内壁两侧,已知R0是阻值为20Ω的定值电阻,电源电压为6V,电压表的量程为0~3V。当烧杯内倒入卤水时,可通过电压表的示数来反映食盐溶液的质量分数。
此盐度计的设计运用了“食盐溶液的质量分数→导电能力→电阻大小→电压大小”的转换思维,以下测量工具体现转换思维的是 (选填字母)。
A.体温计
B.量筒
C.刻度尺
【数据调试】20℃时,铜片间距离为10cm时,测得食盐溶液的电阻大小与质量分数的关系如表所示:
质量分数(%)
0.25
0.5
0.75
1
1.25
1.5
1.75
2
电阻(Ω)
280
220
180
130
100
80
60
40
根据以上数据,可得出结论:食盐溶液的质量分数越大,其导电能力越 。
【产品检验】20℃时,当盐度计中电压表示数为1V时,所测的食盐溶液质量分数为 。
【产品评价】该小组讨论并制定了项目成果评价量表,具体如下:
指标等级
优秀
良好
待改进
评价指标
能测量盐度为0%﹣2%的卤水
能测量卤水盐度,但无法满足0%﹣2%的卤水盐度测定
不能测量卤水盐度
根据表格中的调试数据,结合电压表的量程(0~3V),判断该盐度计的评价等级为 。
【解答】解:【产品设计】此盐度计的设计运用了“食盐溶液的质里分数→导电能力→电阻大小→电压大小”的转换思维,以下测量工具体现转换思维的是A选项体温计;体温计是利用液体的热胀冷缩(温度→体积→液柱高度)来测量体温的,与盐度计的转换思维相似,都是通过一系列的物理量转换来实现测量目的;量筒是直接测量液体体积的工具,刻度尺是直接测量长度的工具,它们没有这种转换思维。
【数据调试】从表格数据可以看出,随着食盐溶液质量分数从0.25%逐渐增大到2%,其电阻值从280Ω逐渐减小到40Ω。电阻越小,说明导电能力越强,所以可以得出食盐溶液的质量分数越大,其导电能力越强的结论。
【产品检验】由电路图可知,定值电阻R0与食盐溶液电阻R液串联,电压表测R0两端的电压;根据串联电路的电流特点I(U为电压,R为总电阻),先求出此时电路中的电流I,已知U0=1V,R0=20Ω,由I可得I0.05A;再根据串联电路电压特点U = U0+U液,求出食盐溶液两端的电压U液=U﹣U0=6V﹣1V =5V;然后由R求出食盐溶液的电阻R液100Ω;结合数据调试中20℃时的表格数据,虽然这里是120℃,根据表格数据对应关系,当电阻为100Ω时,食盐溶液质量分数为1.25%;
【产品评价】当电压表示数为1V时,根据欧姆定律I,在电压U=1V一定的情况下,电阻R越小,电流I越大,导电能力越强。观察表格可知,质量分数为1%时,电阻为130Ω,此时导电能力适中;质量分数为1.2%时,电阻为100Ω,导电能力较强;质量分数为1.5%时,电阻为80Ω,导电能力更强。综合考虑电压表量程0﹣3V,该盐度计能测量一定范围内的盐度,所以该盐度计的评价等级为良好。
题型3 变阻器
1、滑动变阻器的原理和作用:靠改变接入电路的电阻丝的有效长度来改变电阻的大小,进而改变电路中的电流。
结构示意图:
电路符号:
2、使用:上、下各有一个接线柱接入电路中。
3、注意:
①通过变阻器电流不能超过其最大值;
②使用前应将电阻调到最大;
③用滑动变阻器改变哪个用电器的电流,就跟哪个用电器串联。
注意:接“同上”两个接线柱时,作导线用,电阻为0;接“同下”两个接线柱时,作定值电阻用,接入是的最大电阻。这两种接法都不能改变电阻。
【典例3-1】(2025春•江北区期末)如图所示,用电池(电压为3V)、小灯泡(2.5V 0.3A)、甲、乙两根铅笔芯(做滑动变阻器,铅笔芯的长度都是17.5cm,甲的电阻为20Ω,乙的电阻为10Ω)、金属回形针、开关、导线,设计制作一个模拟的调光灯。调节效果可以从两个方面评价:一是小灯泡亮度的变化范围;二是调节精度,回形针移动一定距离时,电阻变化越小调节精度越高。则铅笔芯甲和乙相比( )
A.调节范围大,调节精度高
B.调节范围大,调节精度低
C.调节范围小,调节精度高
D.调节范围小,调节精度低
【解答】解:一是小灯泡亮度的变化范围;二是调节精度,回形针移动一定距离时,电阻变化越小调节精度越高。则铅笔芯甲和乙相比调节范围大,调节精度低,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
跟踪训练1(2024秋•嵊州市期末)为减少碳排放,我国大力推行电动汽车。电动汽车中电动机的转速由电流大小控制,工作原理如图。利用旋钮变阻器实现对转速的控制,图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。
(1)变阻器上旋钮滑片的材料应选用 。(选填“导体”或“绝缘体”)
(2)车速仪可由电路中的电流表改装。驾驶员踩下“油门”,旋钮滑片逆时针转动,此时车速仪示数变大,那么接入MN的接线柱是 。(字母“O”、“E”、“F”选两个)
【解答】解:(1)变阻器上旋钮滑片的材料是导体;
(2)由题意可知,驾驶员踩下“油门”,旋钮滑片逆时针转动,此时车速仪示数变大,电路中的电流变大,根据欧姆定律,电路的总电阻变小,则变阻器连入电路的电阻变小,如果接线柱M接O点,则接线柱N应该接E点。
故答案为:(1)导体;(2)OE。
跟踪训练2(2023秋•衢江区期末)为延长食物保质期,可对食物进行真空包装。真空包装机(如图甲)先抽出塑料袋内的气体,再利用电热丝加热塑料袋口进行密封。图乙是模拟该真空包装机功能的简易电路图。
(1)该电路图中,只让抽气机工作,需闭合的开关是 。
(2)利用电热丝加热塑料袋口进行密封时,若需要加快热压速度,即增大通过电热丝的电流,则滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)移动。
【解答】解:由图乙可知,滑动变阻器与电热丝串联后再与电动机并联,开关S在干路上,控制整个电路;开关S1在滑动变阻器、电热丝所在的支路,控制滑动变阻器和电热丝;开关S2串联在电动机的支路上,控制电动机;
(1)因为开关S2串联在电动机的支路上,控制电动机,因此要使抽气机工作,需闭合的开关是干路上的S和电动机所在支路的S2;
(2)利用电热丝加热塑料袋口进行密封时,若需要加快热压速度,即增大通过电热丝的电流,由欧姆定律可知需要减小电路的总电阻,由串联电路的电阻特点可知,此时应减小滑动变阻器接入电路的电阻,由图乙可知应将滑动变阻器的滑片向右移动。
故答案为:(1)S和S2;(2)右。
【能力培优练】
1. (2024秋•西湖区校级期末)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
【解答】解: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;
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;
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;
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。
故选:A。
2. (2024•绵阳一模)甲、乙是由同种材料制成的两根导线,若要使两根导线电阻大小相等,则它们的横截面积S甲和S乙,长度L甲和L乙间的关系合理的是( )
A.S甲>S乙,L甲>L乙 B.S甲=S乙,L甲<L乙
C.S甲<S乙,L甲=L乙 D.S甲>S乙,L甲<L乙
【解答】解:同种材料的两根导体,相同横截面积、长度越长,电阻越大;相同长度,横截面积越小,电阻越大。
A.同等条件,面积越大,电阻越小,长度越大,电阻越大,S甲>S乙,L甲>L乙,两电阻大小有可能相等,故A符合题意;
B.材料、面积相同,L甲<L乙,长度越大,电阻越大,故乙导线电阻大于甲,故B不符合题意;
C.材料、长度相同,S甲<S乙,截面面积越大,电阻越小,故乙导线电阻小于甲,故C不符合题意;
D.同等条件,面积越大,电阻越小,长度越大,电阻越大,S甲>S乙,L甲<L乙,乙导线电阻大于甲,故D不符合题意。
故选:A。
3. (2023秋•吴兴区期末)吴兴区各学校进行“亮眼工程”改造:教室里采用亮度自动调节的LED灯,下列说法正确的是( )
A.亮着的灯越多,总电阻越大,总电流越大
B.亮着的灯越少,总电阻越小,总电流越小
C.亮着的灯越多,总电阻越大,总电流越小
D.亮着的灯越少,总电阻越大,总电流越小
【解答】解:家庭电路的照明灯是并联的,教室内的灯也是并联,开亮的灯越多,并联的支路越多,总电阻越小,根据I知,电流越大;反之,开亮的灯越少,并联的支路越少,总电阻越大,总电流越小。
故答案为:D。
4. (2024春•余姚市期中)青少年科技创新材料中有一种变光二极管,电流从其P端流入时发红光,从其Q端流入时发绿光,奥秘在于其内部封装有一红一绿两个发光二极管,发光二极管具有单向导电性,其符号为,当电流从“+”极流入时二极管能通电且发光,当电流从“﹣”极流入时二极管不能发光,则该变光二极管的内部结构可能是下图中的( )
A. B.
C. D.
【解答】解:
因为二极管具有单向导电性,当电流从二极管的正接线柱流入,负接线柱流出时,二极管将电路接通;当电流从二极管的负接线柱流入时,二极管在电路中处于断开状态;根据题意可知,电流从其P端流入时发红光,从其Q端流入时发绿光,所以两二极管并联,且红发光二极管的正接线柱在P端,负接线柱在Q端,绿发光二极管的正接线柱在Q端,负接线柱在P端,所以C图正确。
故选:C。
5. (2023秋•吴兴区期末)请阅读《从沙子到芯片》,回答以下问题:
从沙子到芯片
一部智能手机中的芯片少则十数片,多则上百片,而一辆智能汽车需要的芯片数量在一千多片。芯片虽然看起来只有指甲大小,但其性能很强大,以华为Mate60搭载的麒麟9000S为例,其AI(人工智能)算力约为15TOPS(每秒15万亿次运算)。
芯片的制造过程极其复杂。芯片的“地基”是硅晶圆,硅是一类既可以传导电流,又可以阻断电流的物质。将沙子通过一定的技术制成硅晶圆后,通过光刻和蚀刻技术在硅晶圆上留下了一个个“电路凹槽”。然后通过离子注入的方法,将硼或磷注入到凹槽下面的硅中,赋予硅晶体管的特性。接着填充铜将晶体管们连接起来形成集成电路,并用屏障层(二氧化硅)将其隔开,这样就完成了一层“房子”的建造,而一片芯片中包含许多这样的结构,宛若一个超大的“城市”,再通过切割和封装,芯片就这样诞生了。
(1)据硅既可以传导电流,又可以阻断电流的特性,可以推测硅是 (选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”)。
(2)铜相当于电路中的 。
A.电源
B.开关
C.导线
D.用电器
(3)屏障层的应用可以防止电路 (选填“短路”或“断路”)。
【解答】解:(1)硅既可以传导电流,又可以阻断电流的特性,可以推测硅是半导体。
(2)根据“铜将晶体管们连接起来形成集成电路”可知,铜将电器元件连接起来输送电能,相当于电路中的导线,故选C。
(3)根据“屏障层(二氧化硅)将其隔开”可知,屏障层的应用可以防止电路短路。
故答案为:( 1 )半导体;
(2)C;
(3)短路。
6. (2023•宁波)如图所示是一种触摸开关。当手指直接接触这种开关面板上的金属体时,因为人体是导体,会触发开关闭合,电路中的电灯发光。用手持下列物体去接触面板上金属体时,也能使电灯发光的是( )
A.木制牙签 B.金属钥匙 C.塑料尺 D.玻璃杯
【解答】解:由人体接触开关面板上的金属体时,会触发开关闭合,电路中的电灯发光和人体是导体可知,要让电灯发光,应该选用导体与去接触面板上金属体,木制牙签、塑料尺、玻璃杯是绝缘体,金属钥匙是导体,故B正确。
故选:B。
7. (2023秋•长兴县月考)如图用酒精灯对废灯泡灯芯加热一段时间后,演示电流计的示数变大,该实验表明( )
A.随着温度的升高,玻璃由绝缘体变成导体
B.室温时玻璃为导体,常温时玻璃为绝缘体,所以玻璃为半导体
C.根据这个原理,常见的金属.温度升高后,电阻也会变小
D.以上说法都有道理
【解答】解:A、实验中用酒精灯对废灯泡芯加热一段时间后,演示电流计的示数由小变大。玻璃导电性能变强,这个实验表明废灯泡的灯芯是玻璃,在常温下是绝缘体,不容易导电,但加热到一定的温度时会变成导体,故A正确;
B、高温时玻璃为导体,常温时玻璃为绝缘体,但玻璃不是半导体,故B错误;
C、常见金属是温度升高,电阻变大,而玻璃是非金属,故C错误;
D、综上分析可知,只有A正确,故D错误。
故选:A。
8. (2023秋•长兴县月考)如图所示两个实验,甲用酒精灯加热金属丝时,灯泡变暗。乙将玻璃芯加热到红炽状态时,灯泡将发光,下面描述这两个实验现象中说法正确的是( )
①加热金属丝会使其电阻变小,电流表示数增大
②加热使玻璃芯由绝缘体变成了导体,实验说明导体和绝缘体之间没有绝对界限
③甲图中,灯泡和金属丝发热不同,但电流相同
④不加热时,这两个实验所示的电路在闭合开关后都没有电流
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【解答】解:
①甲用酒精灯加热金属丝时,灯泡变暗,说明该电路中电流减小(即电流表示数减小),金属丝的电阻变大,故①错误;
②加热使玻璃芯由绝缘体变成了导体,该实验说明导体和绝缘体之间没有绝对界限,在一定条件下绝缘体也可以变成导体,故②正确;
③甲图中,灯泡和金属丝串联,虽然发热情况不同,但由串联电路的电流特点可知通过它们的电流相同,故③正确;
④由题意可知,不加热时,甲实验所示的电路中灯泡较亮,说明该电路中有电流;在乙实验所示的电路中,不加热时玻璃是绝缘体,所以该电路在闭合开关后没有电流,故④错误;
综上可知,只有②③正确;
故选:C。
9. (2023秋•长兴县月考)如图为某台灯用于调节亮度的电位器结构图,A、B、C是它的三个接线柱,A、C分别与弧形电阻片的两端相连,B与金属滑片P相连,转动旋钮,滑片在弧形电阻片上同向滑动即可调节灯泡亮度,下列分析正确的是( )
A.电位器与灯泡并联
B.若只将A、B接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变亮
C.若只将A、C接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变亮
D.若只将B、C接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变亮
【解答】解:A、由“滑片在弧形电阻片上同向滑动即可调节灯泡亮度”可知,电位器的作用与滑动变阻器的作用相同,所以它的使用方法也应与滑动变阻器相同,应与灯泡串联在电路中,故A错误;
B、若只将A、B接入电路,连入电路的是A到滑片的部分,顺时针转动旋钮时,A到滑片部分的长度变短,则接入电路的电阻变小,灯泡变亮,故B正确;
C、若只将A、C接入电路,连入电路的是全部的弧形电阻片,顺时针转动旋并不会改变接入电路的电阻片长度,所以灯泡保持不变,故C正确;
D、若只将B、C接入电路,连入电路的是B到滑片的部分,顺时针转动旋钮时,B到滑片部分的长度变长,则接入电路的电阻变大,灯泡变暗,故D错误。
故选:B。
10. (2023秋•西湖区月考)如图1所示的是插入式电阻箱的结构示意图。图中A、B两个接线柱之间的电阻值是 Ω。如图2所示为旋转式变阻器的结构图,A、B、C为变阻器的三个接线柱,P为旋钮触片。将该变阻器接入电路中调节灯泡的亮度,当顺时针旋转旋钮触片时,灯变亮,则应连接接线柱 (选填“A、B”、“B、C”或“A、C”)和灯泡 联后接入电路中。
【解答】解:当2个铜塞都拔出时,此时2根电阻丝串联,它们的总电阻R=5Ω+2Ω=7Ω;
顺时针旋转旋片时,灯泡变亮,原因是电流变大,电源电压不变,根据欧姆定律可知:电路中电阻变小,则应连接接线柱A、B与灯泡串联后接入电路。
故答案为:7;A、B;串。
11. (2023秋•椒江区校级月考)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。
(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;乙在原电路中再串联接入电流表。你认为 同学的改进更好一些,理由是 。
【解答】解:(1)缺少电路的基本组成元件:开关;
(2)因为通过灯泡的电流越大,灯泡越亮,因此a、b间的电阻越大,电路中的电流越小,灯泡的越亮;反之,灯泡越暗;故根据灯泡的亮度反映a、b间电阻的大小;
(3)将灯泡换为电流表,a、b间的电阻决定电路中的电流,因此,当a、b间电阻过小时,电流会过大,电路可能会被烧坏;
在原电路中串联一个电流表,灯泡可以起到保护电路的作用。因此乙同学的方案更好,可以起到保护电路的作用;
故答案为:(1)开关;(2)灯泡的亮度;(3)乙,灯泡能保护电路。
12. (2023秋•西湖区校级月考)在“探究影响电阻大小的因素”的实验中,某实验小组同学利用如图所示的电路分别对“导体电阻跟它的材料长度、横截面积有关”的猜想进行实验验证。实验中使用4根电阻丝,其规格、材料如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流的大小/A
A
锰铜合金
0.5
0.8
0.40
B
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
(1)小红和小亮对图中的电路设计提出了自己的观点。小红认为电流表是多余的,根据灯泡的亮度的变化可以准确判断导体电阻的大小,小亮认为灯泡和电流表同时使用更好,因为灯泡可以保护电路从而防止损坏电流表。你赞同 (选填“小红”或者“小亮”)的观点。
(2)实验中通过观察电流表的示数大小来比较电阻的大小,此过程用到的研究方法是 。
(3)分别将 (填编号)两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是:导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大。
(4)分别将C、D两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是 。
(5)长度与粗细相同的锰铜和镍铬合金线,谁更适合做滑动变阻器的电阻?答: 线圈。
【解答】解:(1)接上不同的导体,则通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,同时灯泡可以保护电路,从而防止烧坏电流表,故小亮的观点正确;
(2)电阻丝与电流表串联,电阻越大,电路的电流越小,即电流表示数越小,故实验时甲电路是通过观察电流表的示数大小来比较不同电阻丝电阻的大小,采用的是转换法;
(3)探究导体的电阻可能与导体的横截面积是否有关,应控制导体的材料、长度均相同而横截面积不同,由表中数据可知,应选编号为B、C的两根电阻丝进行实验;
(4)C、D两根电阻丝材料相同、横截面积相同,长度不同,可以探究导体的电阻与导体的长度的关系;在导体的材料、横截面积相同的情况下,长度越长,电流表示数越小,电阻越大;
(5)在长度和横截面积都相同的情况下,镍铬合金丝的电阻大,这样在移动滑片改变相同的长度时,镍铬合金丝的阻值会有明显的变化,起到明显改变电阻的目的,而用铜丝制作,起不到明显改变电阻的目的。
故答案为:(1)小亮;(2)转换法;(3)B、C;(4)导体的材料、横截面积相同时,长度越长,电阻越大;(5)镍铬合金线。
【链接中考】
13. (2024•浙江)图1是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。实验中用四根电阻丝作被测导体,将电阻丝两端接入电路后,通过调节滑动变阻器,保持电阻丝两端电压相同,进行测量并记录,数据列于下表。
实验组
电阻丝
材料
长度(厘米)
直径(毫米)
电流(安)
1
a
康铜丝
57.20
0.50
待填
2
b
镍铬丝
57.20
0.50
0.14
3
c
镍铬丝
57.20
0.70
0.26
4
d
镍铬丝
28.60
0.70
0.54
请回答:
(1)将电阻丝a的两端接入电路,闭合开关后,电流表指针位置如图2所示,其示数为 安。
(2)为研究导体电阻大小与横截面积的关系,可选择实验组 进行对比。
(3)实验得出,导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关。此外,导体电阻还与温度有关。
①科学研究发现某种金属电阻和温度的关系如图3所示。描述该金属电阻在降温过程中的现象: 。
②探索新材料是高科技研究领域中永恒的主题之一。若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造 (写出一种),以减少能量损耗。
【解答】解:(1)根据图2可知,电流表选择0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.32A;
(2)为了研究导体电阻大小与横截面积的关系,即应该选择导体材料、长度相同,但横截面积不同的电阻丝,故选2和3进行对比;
(3)①根据图3图象可知,该金属降温过程中,电阻随温度降低而减小,在﹣268.95℃时,电阻变成了0;
②若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造输电线,以减少能量损耗。
故答案为:(1)0.32;(2)2、3;(3)①该金属的电阻随温度降低而减小,在﹣268.95℃时,电阻变成了0;②输电线。
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第2节 物质的导电性
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 物质的导电能力 1
题型2 电阻 3
一、电阻 3
二、影响导体电阻大小的因素 4
题型3 变阻器 7
【能力培优练】 9
【链接中考】 15
【重难题型讲解】
题型1 物质的导电能力
1、容易导电的物质叫导体。金属、石墨、人体、大地、食盐水。
2、不容易导电的物质叫绝缘体。橡胶、玻璃、瓷、塑料、干木头、油和干燥的空气等。
注:纯净的水是不导电的,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。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,主要是为了防止导电而使人触电。
3、导电能力介于导体和绝缘体之间的一类物质叫半导体。硅、锗。
导体和绝缘体不是绝对的,当条件发生变化时会相互转化。如:被烧红的玻璃会导电;导体的表面若被氧化或腐蚀后,会使它的导电能力下降,甚至不容易导电。
4、金属导体导电的原因是:内部存在大量自由移动的电子。
绝缘体不导电的原因是:内部几乎没有自由电荷。
【典例1-1】(2025•浙江模拟)“闪电在水里导电!但敖丙的冰是绝缘体!”是热映电影《哪吒之魔童闹海》中的一句台词。已知自然环境中的水溶解有许多矿物质,则下列推断不正确的是( )
A.冰的电阻比水大
B.水中自由移动的离子比冰多
C.冰的导电能力比水强
D.电器发生火灾时不能用水扑救
跟踪训练1(2025•萧山区校级一模)在研究物质的导电性时,采用如图所示的实验电路。用酒精灯对着取自白炽灯的玻璃芯柱加热,灯泡L会慢慢亮起来。对此,以下叙述中正确的是( )
A.电压表的示数将逐渐变大
B.玻璃芯柱和灯泡L是并联的
C.通过灯泡的电流要比通过玻璃芯柱的电流大
D.加热过程中,玻璃芯柱的电阻随温度升高而增大
跟踪训练2(2023秋•仙居县期末)在加油站里加油时,为了消除静电,一般要先用手触摸静电释放按钮(如图),将静电释放掉后再加油。下列说法正确的是( )
A.静电释放按钮可以用橡胶或塑料制成
B.能相互吸引的两个物体,一定带异种电荷
C.若人体带负电,放电时,电流方向是从人体流向释放器
D.摩擦起电的实质是相互摩擦的物体间发生了电荷的转移
题型2 电阻
一、电阻
电阻是导体对电流的阻碍作用。导体对电流的阻碍作用越强,电阻就越大。绝缘体的电阻非常大,导电能力弱。
电阻的符号:—□—
电阻用字母R表示,电阻的单位:欧姆(欧),符号:Ω
1兆欧(MΩ)=103千欧(KΩ)A=106欧(Ω)
二、影响导体电阻大小的因素
我们知道,各种材料的导电能力并不相同,所以导体的导电能力与材料有关。那么,除了材料因素会影响电阻大小以外,还有哪些因素会影响电阻大小呢?
我们可以这样来猜想:①导体的粗细可能会影响电阻大小,电流在粗的
导线中流动相当于行车于宽阔的道路,阻碍作用小;
②导体的长度可能会影响电阻大小,电流在长度较大的导线中流动相当于行车于长度大的道路中,阻碍道路的因素会更多一些。
我们可以通过控制变量法来逐个研究影响电阻的因素。依据控制变量法
研究导体电阻与某一因素的关系时,要控制其他因素都不变。
1.探究电阻与导线长度的关系。
这个探究中,主要变量是长度
要控制不变的因素是横截面积与材料
用电阻相对容易测量的镍铬合金线作为被测导线,用图所示的电路比较不同长度的导线的电阻大小。
探究结果表明:导线越长,电阻越大
2.探究电阻与导线粗细的关系。
这个探究中,主要变量是横截面积
要控制不变的因素是长度和材料
按照图的电路图,用长度和材料相同而粗细不同的导线接入电路来比较。
探究结果表明:导线横截面积越大(越粗),电阻越小
3.用同样的方法研究导体电阻与材料的关系,其结果表明:不同的材料,导电能力的强弱是不相同的。
【典例2-1】(2025春•宁波校级期中)如图所示,A、B是由同种材料制成的长度相同,横截面积不同的两段导体,将它们串联后接入电路中,比较这两段导体的电阻及通过它们的电流,正确的是( )
A.RA<RB、IA<IB B.RA<RB、IA=IB
C.RA>RB、IA=IB D.RA=RB、IA<IB
跟踪训练1(2025•东阳市三模)小科通过查阅资料发现,欧姆在探究欧姆定律时曾做过一个实验:如图所示,电流扭秤内有小磁针,其作用与电流表相同,将金属棒的一端浸入沸水中,另一端浸入碎冰中,从而形成温差电池,以提供电源电压。当用待测导线连接两个水银杯,就能形成闭合回路,产生电流,并利用电流扭秤来测量电流强度。欧姆利用8根直径相等但长度不同的铜导线进行实验,探究当待测导线两端电压相同时,电流和待测导线之间的关系。请回答:
(1)实验时将待测导线放入两个水银杯中,这是利用了水银的 性。
(2)实验时是通过观察电流扭秤中 来比较电流强度大小的。
(3)实验时需保持相同的电源电压,在此实验中,是通过保持 相同来实现保持电源电压相同的。
(4)欧姆通过实验推导出(X表示电流强度,k为常数,S为导线的横截面积,a为导线两端的电压差,L为导线长度),在此基础上又引入了电阻的概念,由此可知电阻R= (用题中字母表示)。
跟踪训练2(2024秋•西湖区期末)酱鸭是杭州的一道特色名吃,调查发现,酱鸭制作过程中需要用卤水腌制,且卤水的盐度(溶质质量分数)保持在1.5%﹣1.6%,风味最佳。某项目小组制作了量程为0%﹣2%的盐度计,用于测量卤水盐度,项目实施如下:
【产品设计】如图所示为盐度计工作电路图,两个铜片分别固定在烧杯内壁两侧,已知R0是阻值为20Ω的定值电阻,电源电压为6V,电压表的量程为0~3V。当烧杯内倒入卤水时,可通过电压表的示数来反映食盐溶液的质量分数。
此盐度计的设计运用了“食盐溶液的质量分数→导电能力→电阻大小→电压大小”的转换思维,以下测量工具体现转换思维的是 (选填字母)。
A.体温计
B.量筒
C.刻度尺
【数据调试】20℃时,铜片间距离为10cm时,测得食盐溶液的电阻大小与质量分数的关系如表所示:
质量分数(%)
0.25
0.5
0.75
1
1.25
1.5
1.75
2
电阻(Ω)
280
220
180
130
100
80
60
40
根据以上数据,可得出结论:食盐溶液的质量分数越大,其导电能力越 。
【产品检验】20℃时,当盐度计中电压表示数为1V时,所测的食盐溶液质量分数为 。
【产品评价】该小组讨论并制定了项目成果评价量表,具体如下:
指标等级
优秀
良好
待改进
评价指标
能测量盐度为0%﹣2%的卤水
能测量卤水盐度,但无法满足0%﹣2%的卤水盐度测定
不能测量卤水盐度
根据表格中的调试数据,结合电压表的量程(0~3V),判断该盐度计的评价等级为 。
题型3 变阻器
1、滑动变阻器的原理和作用:靠改变接入电路的电阻丝的有效长度来改变电阻的大小,进而改变电路中的电流。
结构示意图:
电路符号:
2、使用:上、下各有一个接线柱接入电路中。
3、注意:
①通过变阻器电流不能超过其最大值;
②使用前应将电阻调到最大;
③用滑动变阻器改变哪个用电器的电流,就跟哪个用电器串联。
注意:接“同上”两个接线柱时,作导线用,电阻为0;接“同下”两个接线柱时,作定值电阻用,接入是的最大电阻。这两种接法都不能改变电阻。
【典例3-1】(2025春•江北区期末)如图所示,用电池(电压为3V)、小灯泡(2.5V 0.3A)、甲、乙两根铅笔芯(做滑动变阻器,铅笔芯的长度都是17.5cm,甲的电阻为20Ω,乙的电阻为10Ω)、金属回形针、开关、导线,设计制作一个模拟的调光灯。调节效果可以从两个方面评价:一是小灯泡亮度的变化范围;二是调节精度,回形针移动一定距离时,电阻变化越小调节精度越高。则铅笔芯甲和乙相比( )
A.调节范围大,调节精度高
B.调节范围大,调节精度低
C.调节范围小,调节精度高
D.调节范围小,调节精度低
跟踪训练1(2024秋•嵊州市期末)为减少碳排放,我国大力推行电动汽车。电动汽车中电动机的转速由电流大小控制,工作原理如图。利用旋钮变阻器实现对转速的控制,图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。
(1)变阻器上旋钮滑片的材料应选用 。(选填“导体”或“绝缘体”)
(2)车速仪可由电路中的电流表改装。驾驶员踩下“油门”,旋钮滑片逆时针转动,此时车速仪示数变大,那么接入MN的接线柱是 。(字母“O”、“E”、“F”选两个)
跟踪训练2(2023秋•衢江区期末)为延长食物保质期,可对食物进行真空包装。真空包装机(如图甲)先抽出塑料袋内的气体,再利用电热丝加热塑料袋口进行密封。图乙是模拟该真空包装机功能的简易电路图。
(1)该电路图中,只让抽气机工作,需闭合的开关是 。
(2)利用电热丝加热塑料袋口进行密封时,若需要加快热压速度,即增大通过电热丝的电流,则滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)移动。
【解答】解:由图乙可知,滑动变阻器与电热丝串联后再与电动机并联,开关S在干路上,控制整个电路;开关S1在滑动变阻器、电热丝所在的支路,控制滑动变阻器和电热丝;开关S2串联在电动机的支路上,控制电动机;
【能力培优练】
1. (2024秋•西湖区校级期末)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. (2024•绵阳一模)甲、乙是由同种材料制成的两根导线,若要使两根导线电阻大小相等,则它们的横截面积S甲和S乙,长度L甲和L乙间的关系合理的是( )
A.S甲>S乙,L甲>L乙 B.S甲=S乙,L甲<L乙
C.S甲<S乙,L甲=L乙 D.S甲>S乙,L甲<L乙
3. (2023秋•吴兴区期末)吴兴区各学校进行“亮眼工程”改造:教室里采用亮度自动调节的LED灯,下列说法正确的是( )
A.亮着的灯越多,总电阻越大,总电流越大
B.亮着的灯越少,总电阻越小,总电流越小
C.亮着的灯越多,总电阻越大,总电流越小
D.亮着的灯越少,总电阻越大,总电流越小
4. (2024春•余姚市期中)青少年科技创新材料中有一种变光二极管,电流从其P端流入时发红光,从其Q端流入时发绿光,奥秘在于其内部封装有一红一绿两个发光二极管,发光二极管具有单向导电性,其符号为,当电流从“+”极流入时二极管能通电且发光,当电流从“﹣”极流入时二极管不能发光,则该变光二极管的内部结构可能是下图中的( )
A. B.
C. D.
5. (2023秋•吴兴区期末)请阅读《从沙子到芯片》,回答以下问题:
从沙子到芯片
一部智能手机中的芯片少则十数片,多则上百片,而一辆智能汽车需要的芯片数量在一千多片。芯片虽然看起来只有指甲大小,但其性能很强大,以华为Mate60搭载的麒麟9000S为例,其AI(人工智能)算力约为15TOPS(每秒15万亿次运算)。
芯片的制造过程极其复杂。芯片的“地基”是硅晶圆,硅是一类既可以传导电流,又可以阻断电流的物质。将沙子通过一定的技术制成硅晶圆后,通过光刻和蚀刻技术在硅晶圆上留下了一个个“电路凹槽”。然后通过离子注入的方法,将硼或磷注入到凹槽下面的硅中,赋予硅晶体管的特性。接着填充铜将晶体管们连接起来形成集成电路,并用屏障层(二氧化硅)将其隔开,这样就完成了一层“房子”的建造,而一片芯片中包含许多这样的结构,宛若一个超大的“城市”,再通过切割和封装,芯片就这样诞生了。
(1)据硅既可以传导电流,又可以阻断电流的特性,可以推测硅是 (选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”)。
(2)铜相当于电路中的 。
A.电源
B.开关
C.导线
D.用电器
(3)屏障层的应用可以防止电路 (选填“短路”或“断路”)。
6. (2023•宁波)如图所示是一种触摸开关。当手指直接接触这种开关面板上的金属体时,因为人体是导体,会触发开关闭合,电路中的电灯发光。用手持下列物体去接触面板上金属体时,也能使电灯发光的是( )
A.木制牙签 B.金属钥匙 C.塑料尺 D.玻璃杯
7. (2023秋•长兴县月考)如图用酒精灯对废灯泡灯芯加热一段时间后,演示电流计的示数变大,该实验表明( )
A.随着温度的升高,玻璃由绝缘体变成导体
B.室温时玻璃为导体,常温时玻璃为绝缘体,所以玻璃为半导体
C.根据这个原理,常见的金属.温度升高后,电阻也会变小
D.以上说法都有道理
8. (2023秋•长兴县月考)如图所示两个实验,甲用酒精灯加热金属丝时,灯泡变暗。乙将玻璃芯加热到红炽状态时,灯泡将发光,下面描述这两个实验现象中说法正确的是( )
①加热金属丝会使其电阻变小,电流表示数增大
②加热使玻璃芯由绝缘体变成了导体,实验说明导体和绝缘体之间没有绝对界限
③甲图中,灯泡和金属丝发热不同,但电流相同
④不加热时,这两个实验所示的电路在闭合开关后都没有电流
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
9. (2023秋•长兴县月考)如图为某台灯用于调节亮度的电位器结构图,A、B、C是它的三个接线柱,A、C分别与弧形电阻片的两端相连,B与金属滑片P相连,转动旋钮,滑片在弧形电阻片上同向滑动即可调节灯泡亮度,下列分析正确的是( )
A.电位器与灯泡并联
B.若只将A、B接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变亮
C.若只将A、C接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变亮
D.若只将B、C接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变亮
10. (2023秋•西湖区月考)如图1所示的是插入式电阻箱的结构示意图。图中A、B两个接线柱之间的电阻值是 Ω。如图2所示为旋转式变阻器的结构图,A、B、C为变阻器的三个接线柱,P为旋钮触片。将该变阻器接入电路中调节灯泡的亮度,当顺时针旋转旋钮触片时,灯变亮,则应连接接线柱 (选填“A、B”、“B、C”或“A、C”)和灯泡 联后接入电路中。
11. (2023秋•椒江区校级月考)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。
(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;乙在原电路中再串联接入电流表。你认为 同学的改进更好一些,理由是 。
12. (2023秋•西湖区校级月考)在“探究影响电阻大小的因素”的实验中,某实验小组同学利用如图所示的电路分别对“导体电阻跟它的材料长度、横截面积有关”的猜想进行实验验证。实验中使用4根电阻丝,其规格、材料如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流的大小/A
A
锰铜合金
0.5
0.8
0.40
B
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
(1)小红和小亮对图中的电路设计提出了自己的观点。小红认为电流表是多余的,根据灯泡的亮度的变化可以准确判断导体电阻的大小,小亮认为灯泡和电流表同时使用更好,因为灯泡可以保护电路从而防止损坏电流表。你赞同 (选填“小红”或者“小亮”)的观点。
(2)实验中通过观察电流表的示数大小来比较电阻的大小,此过程用到的研究方法是 。
(3)分别将 (填编号)两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是:导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大。
(4)分别将C、D两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是 。
(5)长度与粗细相同的锰铜和镍铬合金线,谁更适合做滑动变阻器的电阻?答: 线圈。
【链接中考】
13. (2024•浙江)图1是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。实验中用四根电阻丝作被测导体,将电阻丝两端接入电路后,通过调节滑动变阻器,保持电阻丝两端电压相同,进行测量并记录,数据列于下表。
实验组
电阻丝
材料
长度(厘米)
直径(毫米)
电流(安)
1
a
康铜丝
57.20
0.50
待填
2
b
镍铬丝
57.20
0.50
0.14
3
c
镍铬丝
57.20
0.70
0.26
4
d
镍铬丝
28.60
0.70
0.54
请回答:
(1)将电阻丝a的两端接入电路,闭合开关后,电流表指针位置如图2所示,其示数为 安。
(2)为研究导体电阻大小与横截面积的关系,可选择实验组 进行对比。
(3)实验得出,导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关。此外,导体电阻还与温度有关。
①科学研究发现某种金属电阻和温度的关系如图3所示。描述该金属电阻在降温过程中的现象: 。
②探索新材料是高科技研究领域中永恒的主题之一。若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造 (写出一种),以减少能量损耗。
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