一、电阻（高效培优讲义）物理苏科版2024九年级上册

一、电阻 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 电阻 1 题型2 实验探究—影响导体电阻大小的因素 3 题型3 物质的导电性能 7 题型4 半导体与超导 10 【能力培优练】 13 【链接中考】 17 【重难题型讲解】 题型1 电阻 1． 改变电路中电流大小的方法 电路中有稳定电流的条件：①有电源（提供电压）；②有闭合的电路。 而要改变电路中的电流大小有两种方法：①更换电源（改变电路两端的电压）；②更换电路中的用电器，这是因为导体对于电流存在阻碍作用，而不同的导体对于电流的阻碍作用不同，在物理学中，用电阻表示导体对电流的阻碍作用，电阻越大，对电流的阻碍作用就越大。 2．电阻的概念及物理意义 物理学中，为了更准确具体的描述物体的导电性，常用电阻来定量描述导体对电流阻碍作用的大小，电阻用字母R表示。 电阻的单位：电阻的国际单位是欧姆，简称欧，符号为Ω，常用单位还有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ） 1kΩ=103Ω；1MΩ=103kΩ=106Ω. ▲拓展培优 对于电阻的理解 （1）电路中的电流由电压和电阻共同决定，实际判断需控制变量； （2）电阻是表示对电流阻碍能力的物理量，在相同的电压下，电阻越大的电路电流越小，电阻越小的电路电流越大； （3）电阻是导体本身的性质，由导体本身决定，与它是否接入电路，是否存在电压，是否有电流等因素无关。 【归纳总结】 电流由电压与电阻共同决定，电阻是导体对电流的阻碍作用，由导体本身决定。 【典例1-1】下列关于电流、电压、电阻的叙述正确的是（ ） A．电压是电路中形成电流的原因 B．电路中只要有电压就一定有电流 C．电路中电流小是因为电阻大 D．某导体电阻随通过电流的增大而减小 【跟踪训练1】下列电学知识中，说法错误的是（ ） A．电路中有电压，不一定有电流 B．物理学中规定正电荷定向移动方向为电流方向 C．导体容易导电是因为导体中有大量的自由电子 D．导体的电阻与导体两端的电压以及流过导体的电流无关 【跟踪训练2】体脂率是指人体内脂肪的质量占人体总质量的百分比。体脂秤通过测量人体的电阻并结合人体的身高、体重、年龄等因素，经综合分析得出人的体脂率。人运动时，存储在脂肪中的能量的一部分转化为人体的内能，使人体温度升高。肌肉密度比脂肪密度大，肌肉比脂肪更容易导电。若人的体脂率下降，体重不变，则人体的密度 （选填“增大”或“减小”），人体的电阻 （选填“增大”或“减小”）。 【典例1-2】人体的安全电压为 ，智能手机待机时的电流为15~50 （填电流单位），实验室常用的电压表其内阻通常为5~10 （填电阻单位）。 【跟踪训练1】亲爱的同学，请你应用所学的物理知识解答下列问题。 (1)如图甲是商店中的案秤。 ①它是测量 的仪器； ②某次测量结果如图乙所示，为 g； ③从图甲中的结构，你认为标记1kg的槽码本身质量 （选填“大于”“小于”或“等于”）1kg。 (2)①图丙中的仪器在使用时，应该 （选填“串联”或“并联”）在电路中使用，此时它的读数为 ； ②图丁是测量 的仪表，图戊是测量 的仪表。（均填物理量的名称） 【跟踪训练2】如图所示，阿里公司的数据运行服务器浸泡在装有冷却液的容器中。冷却液直接吸收服务器通电工作产生的热量，再进入外循环冷却，之后再送回服务器所在容器。以下分析正确的是（ ） A．此冷却液属于导电性能强的材料 B．此冷却液的比热容应该很小 C．服务器的内能不会发生转移 D．冷却液有效减小电热产生的危害 题型2 实验探究—影响导体电阻大小的因素 1． 实验方法 （1）转化法：电阻的大小无法直接测量，在使用相同的电源（电源电压不变）的前提下，电阻越大，电流越小，灯泡的亮度越低，反之电阻越小，电流越大，灯泡亮度越高，通过电流表示数与灯泡亮度间接反映电阻大小； （2）控制变量法：电阻大小与多个影响因素有关，在实验探究过程中，为了弄清每一个因素的具体影响，我们采取“只改变一个因素，而保持其他因素不变”的方法进行实验研究，实验中保证单一变量，即可探究电阻与它的关系。 2． 影响电阻大小的因素 大量实验结果表明，电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积等因素有关。相同材料的导体，长度越长。横截面积越小的电阻越大。 ★特别提醒 （1） 记忆时可想象自己是电流，路程越长，路径越窄时行走越困难，即电阻越大； （2） 电阻的大小还与导体的温度有关，但不同材料的导体电阻大小随温度变化的规律不同，一般金属材料的电阻会随温度的升高而增大，半导体材料的电阻随温度的升高反而减小。 ▲拓展培优 电阻的计算方法 电阻是导体自身的属性，电阻的计算公式： ；其中表示电阻率，由导体的材料决定，表示导体的长度，s表示导体的横截面积（粗细）。 涉及电阻大小计算，导体拉长时，导体的横截面积会同步变化，一般我们默认导体的体积不变，比如导体被均匀拉长100倍时，横截面积变为原来的，电阻变为原来的10000倍；同时导体的横截面一般为圆，解题时注意直径，半径，圆的面积关系。 【归纳总结】 导体的电阻大小由导体的材料、长度、横截面积等决定，实际解题时需注意是否需要考虑温度的影响。 【典例2-1】如图是一个长方体的金属电阻，材料分布均匀，长、宽、高分别为a、b、c，且。当电流沿 （选填“AB”或“CD”或“EF”）方向通过该电阻时，它的电阻最小；当该电阻没有电流流过时，它的电阻 （选填“为零”或“不为零”）；如果将该电阻沿CD方向均匀拉长，它在CD方向上的电阻与原来相比将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【跟踪训练1】两个材料、外形均相同的实心长方体金属电阻甲和乙，按如图方式接到某电源两端，则通过甲的电流 乙的电流，甲的电阻 乙的电阻（两空均选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【跟踪训练2】一块合金导体长（前后）∶宽（左右）∶高（上下）＝9∶3∶1，将该导体接入如图所示的电路的a、b两点之间，灯泡L均发光，则（ ） A．上下接入时，灯泡亮度最暗 B．上下接入时，灯泡亮度最亮 C．左右接入时，灯泡亮度最暗 D．前后接入时，灯泡亮度最亮 【典例2-2】如图所示是实验室常用的金属导线，若将其均匀拉长，其电阻会 ，若将导线对折起来接入电路，其电阻会 。（填“变大”或“变小”） 【跟踪训练1】一根长1m的导线，电阻为R，先将它均匀拉长为2m，再把它剪去一半，此时它的电阻是（ ） A．2R B．R C．0.5R D．无法判断 【跟踪训练2】一段电阻丝R的阻值为12Ω。 (1)若把R接入到6V的实验电源的两端，忽略温度的影响，电阻丝阻值为 Ω，当把电阻丝的两端电压降到0V，它的电阻为 Ω； (2)若把该电阻丝对折后重新接入到6V的实验电源的两端，它的阻值为 Ω。 【典例2-3】“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示，在实验中使用四根电阻丝，其材料规格如表所示。 编号 材料 长度/m 横截面积/ 亮度 A 锰铜合金 0.4 1.0 亮 B 镍铬合金 0.4 1.0 较亮 C 镍铬合金 0.4 0.5 较暗 D 镍铬合金 0.8 0.5 暗 (1)实验中通过观察 判断导体电阻的大小，将编号为A、B的电阻丝分别接入电路进行实验，可得出结论：导体的电阻大小与 有关。 (2)将编号为C、D的电阻丝分别接入电路进行实验， （填写实验仪器名称）就是这一实验结论在实际应用中的体现。 (3)将电阻丝D对折后接入电路中，与电阻丝D全部接入电路时对比，电灯变亮了，由此得出结论：导体的横截面积越大，电阻越小。这种做法 （选填“正确”或“不正确”），理由是： 。 (4)实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显，可用 代替小灯泡完成实验。 【跟踪训练1】跨学科实践小组的同学开展“探究盐水电阻大小与哪些因素有关”的实验，他们提出了以下猜想： A．可能与盐水的浓度有关。 B．可能与盐水的液柱长度有关。 他们利用玻璃管（管中带有接线柱的金属活塞可以左右移动）、电源、开关、小灯泡、导线等器材，组装成如图所示的电路进行实验。 (1)向玻璃管内注满盐水，闭合开关后，小灯泡发光，说明盐水是 （选填“导体”或“绝缘体”）。 (2)探究猜想A时，为了增加盐水的浓度，可向玻璃管中添加 （选填“盐”或“清水”）并搅拌均匀。探究猜想时，用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水，同时调节活塞使玻璃管中仍充满盐水，小灯泡逐渐变亮；这一实验过程 （选填“能”或“不能”）验证猜想B。 (3)实验中发现，盐水的电阻改变较小时，小灯泡的亮度无明显变化。甲、乙两同学分别对实验装置做以下改进：甲同学把小灯泡更换为电流表，乙同学在原电路中串联接入电流表，改进方案更好的是 同学，理由是 。 (4)利用此装置可以继续探究盐水电阻大小与盐水的 是否有关。 【跟踪训练2】小明、小红和小亮在做“探究影响导体的电阻大小因素”实验时，做出了如下猜想。 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。 实验室提供了4根电阻丝，其规格、材料如下表所示 （1）如图所示电路，闭合开关后，在M、N之间分别接上不同导体，通过观察相关现象来比较导体电阻大小，小明、小红和小亮对图中的电路设计提出了自己的观点： 小明认为：电流表是多余的，观察灯泡的亮度就可以判断导体电阻的大小。 小红认为：灯泡是多余的，根据电流表示数的变化就可以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，从而防止烧坏电流表。 你赞同 （选填“小明”、“小红”或“小亮”）的观点。 编号 材料 长度 横截面积 镍铬合金 镍铬合金 镍铬合金 锰铜合金 （2）为了验证猜想二，可依次把M、N跟 （选填“A、B、C、D”）的两端相连，闭合开关，记下电流表的示数，分析比较这两根电阻丝电阻的大小。 （3）依次把M、N跟电阻丝A、B的两端连接，闭合开关，电流表的示数不同，分析比较A、B两根电阻丝电阻的大小，可探究电阻跟 的关系，其结论是 。 （4）小丽在探究同样的课题时，手边只有一根电阻丝，那么，她利用这根电阻丝和上述电路，不能够完成猜想 （选填“一”、“二”或“三”）的实验验证。 （5）以上方法在研究物理问题时经常用到，被称为控制变量法。下列4个实验中没有用到此方法的是 A．探究杠杆的平衡条件 B．探究影响重力势能大小的因素 C．探究不同物质吸热升温的现象 D．探究串、并联电路电流与电压的特点 题型3 物质的导电性能 1． 导体和绝缘体 导电性能是物质的一种属性，不同材料的导电性能不同。物理学中，将对电流阻碍作用较小，容易导电的物体叫作导体；对电流阻碍作用较大，不容易导电的物体叫作绝缘体。 ★特别提醒 导体和绝缘体之间并没有绝对的界限，原来不导电的物体，当条件改变时，也有可能变成导体。例如，常态下的玻璃是绝缘体，但玻璃加热到熔融状态，就变成导体了。导体和绝缘体的区别不是能不能导电，而是容不容易导电。 【归纳总结】 导体和绝缘体的区别不是能不能导电，而是容不容易导电。 【典例3-1】关于一些电学基础知识，下列说法正确的是（ ） A．电路中的电流是由电荷的定向移动形成的 B．绝缘体不能导电，是因为绝缘体中没有电荷 C．通过导体的电流越大，导体的电阻就越大 D．只有当电路闭合时电源两端才有电压 【跟踪训练1】关于导体和绝缘体的描述，下列说法正确的是（ ） A．良好的绝缘体在一定条件下也可能变成导体 B．金属能够导电是因为金属内部的电子都能自由移动 C．能够导电的物体叫导体，不能够导电的物体叫绝缘体 D．绝缘体不能导电是因为绝缘体内部没有电子 【跟踪训练2】下列关于导体和绝缘体的说法中错误的是（ ） A．容易导电的物体叫做导体，不容易导电的物体叫做绝缘体 B．金属能导电的原因是因为金属里面有大量自由电子 C．绝缘体在一定条件下可以转化为导体 D．绝缘体不容易导电的原因是因为绝缘体内没有电荷 【典例3-2】探究导体和绝缘体有无绝对界限： (1)找一火柴棒，在两端夹上回形针，然后用导线把它和电池、灵敏电流表串联起来，如图甲所示，这时灵敏电流表的指针 （选填“会”或“不会”）偏转，说明火柴棒是 （选填“导体”或“绝缘体”）。 (2)用蘸水的棉花球把火柴棒擦湿，会看到灵敏电流表的指针 ，说明湿火柴棒是 （选填“导体”或“绝缘体”）。 (3)如图乙所示，闭合开关，给玻璃加热到红炽状态时，小灯泡发光，原因是玻璃变成了 （选填“导体”或“绝缘体”）。 【跟踪训练1】湿手触摸开关有触电的危险，这是因为液体具有一定的导电性，那么影响液体导电性能强弱的因素有哪些呢？小明提出如下猜想： A．可能与液体的密度有关； B．可能与液体的质量有关。 根据猜想，小明用到的器材有：电源、开关、电流表、滑动变阻器、导线、两根相同的铜棒、水槽、盐、水。他将两铜棒紧靠水槽侧壁并竖直置于水槽底部，把混合均匀的适量盐水倒入水槽内，将这一装置与上述电学元件连接成如图所示电路： (1)评估实验器材：盛装盐水的容器应该选择 （选填“金属”或“塑料”）水槽，盐水容易导电是因为有大量的 （选填“自由电子”或者“自由电荷”）。本实验可通过 来判断液体导电能力的强弱； (2)探究猜想A：闭合开关，调节滑片至适当位置，记录电流表的示数为I1；再向水中撤适量盐并搅拌（不计液体质量变化），记录电流表的示数为I2，比较发现I1＜I2，由此可得实验结论 ； (3)探究猜想B：小明设计的实验方案如下，在上述实验基础上，将适量清水缓慢倒入盛有盐水的水槽并搅拌 （选填“可行”或“不可行”），理由是： ； (4)跨学科实践：小明适当增加电源电压，将铜棒换成石墨棒，其他实验装置不变。经过仔细观察，请你大胆猜测一下，产生的气体应该是氢气和 。 【跟踪训练2】有些汽车前挡风玻璃上的雨刮器能够随着雨量的大小，相应的改变刮水速度，雨停后，雨刮器自动停止工作。某学习小组查阅了相关资料后，自制了如图甲所示的雨水检测金属网，并设计了如图乙所示的模拟电路进行探究。 (1)利用图乙所示的模拟电路进行探究，通过电动机的电流越大，电动机的转速越快。检测网未放入雨水中，电流表无示数，将检测网放入雨水中，电流表有示数，表明雨水是 （选填“导体”或“绝缘体”）。 (2)实验中，通过观察电路中 的变化来判断电动机转速的变化，从而反映出雨刮器刮水速度的变化。 (3)如图丙所示，将检测网竖立并浸入雨水中不同程度进行实验，实验记录如下表所示。 检测网浸入雨水中部分 未浸入 少部分浸入 一半浸入 全部浸入 电流表的示数/A 0 0.16 0.20 0.32 电压表的示数/V 3 2.4 2 1.6 ①实验电路的电源电压为 V。 ②分析数据可知，检测网浸入雨水中的部分越多，检测网的电阻越 （选填“大”或“小”），电动机的转速越 （选填“快”或“慢”）。分析图乙中检测网的结构可知，检测网的电阻变化是由导体的 变化引起的。 (4)实验小组设计的电路在无雨水时，电动机不能转动，无法实现车窗的清洗。请你在不拆卸原电路的基础上，在该电路中加装一个电路元件，以解决此问题。加装的元件是： 。 题型4 半导体与超导 1． 半导体 导电性能介于导体和绝缘体之间的物质叫半导体，常见的半导体材料是锗和硅。半导体经特殊处理后，可制成二极管、三极管等，是电子工业发展的基础，推动计算机、通信、传感技术等领域的进步。部分半导体导电性可受外界条件影响显著变化（如光照、温度、压力），有些半导体有特殊的光电特性，能在一定条件下释放光能，利用这些特性，制成了热敏、光敏、力敏电阻等传感元件以及发光二极管。 ★特别提醒 二极管具有单向导电性，当电流从正极（长脚）流入时，二极管相当于一个普通用电器；当电流从负极（短脚）流入时，二极管相当于断路。 2． 超导 超导现象是指某些物质在冷却到特定极低温度（称为“临界温度”）以下时，表现出两种神奇的特性： （1）零电阻：其直流电阻突然降为零，在传输电能的过程中可以做到无损耗，电路中也不会有热量产生； （2）完全抗磁性：内部会排斥所有磁场，产生“磁悬浮”效应。 目前超导现象的主要挑战在于，它通常需要极低的温度才能实现。目前科学家们正在努力寻找和研制在更高温度（甚至室温）下工作的超导材料。 【典例4-1】学习了电学知识后，物理兴趣小组的同学进行了如下探究。 (1)用丝绸摩擦过的玻璃棒带电，是因为玻璃棒在摩擦过程中 电子；如图1所示，用带电玻璃棒接触不带电的验电器金属球，会发现验电器金属箔片张开，是因为同种电荷互相 ； (2)如图2所示，两只水果可以点亮一只发光二极管，此时A、B两端中 端是电源正极：此时金属导线AB中的电流方向为 （选填“由A到B”或“由B到A”）； (3)可以用发光二极管判断电流的方向，是因为发光二极管具有 性。其主要材料是 体。 【跟踪训练1】随着计算机软硬件和互联网技术的高速发展，可穿戴式智能设备逐渐在生产、生活领域中表现出广阔的应用潜力。图甲所示的设备就是一种用于体温监控的测温手环。 测温手环主要由温度传感模块、蓝牙模块、电源模块三个部分组成。在温度传感模块中，有对温度敏感的热敏电阻与导热金属片相连。使用测温手环时，导热金属片与人体接触，金属片温度的变化引起热敏电阻的阻值发生变化，热敏电阻的阻值变化影响电路中电流的大小，温度传感模块中的测温芯片根据电路中电流的大小计算出人体的温度，且手环中蓝牙模块通过无限网络芯片中的温度数据传送给移动设备，从而实现体温的实时监控。 为了降低测温手环的功耗，延长它的工作时间，测温手环还会配有智能控制器，当环境温度低于某个设定的温度或手环检测到的温度长时间不发生变化时，测温手环自动关机。 (1)测温手环主要由温度传感模块、蓝牙模块、 三个部分组成； (2)使用测温手环时，温度传感模块中的测温芯片可以根据电路中 的大小计算出人体的温度； (3)智能控制器在测温手环的电路中相当于简单电路中的 （选填“电源”、“开关”或“用电器”）； (4)若热敏电阻的阻值随温度变化关系如图乙所示，则测温芯片在测量 （选填“t1-t2”、“t2-t3”或“t3-t4”）范围内的温度时最为灵敏。 【跟踪训练2】某实验小组为探究原电池的工作原理，设计了如图简易原电池装置，其中金属铜和锌为电极。当LED灯发光时，溶液中的：SO42-移向锌极，则金属 为该原电池的正极，制作LED灯的材料是 （填“导体”、“半导体”或“超导体”）。 【典例4-2】下列是半导体、超导体、纳米材料的主要特点及其应用的描述，其中描述超导体的是（ ） A．在特定温度下电阻为零，可用于高效输电 B．电阻随温度升高而减小，常用于制造电子元件 C．具有极高的强度，广泛用于建筑材料 D．导电性能介于导体和绝缘体之间，用于制造集成电路 【跟踪训练2】目前超导体的研究领域取得了许多成果，但是仍然没有在生活实际中广泛运用，是因为目前的超导现象要求的 很低；假设未来的某一天，超导体技术实现重大突破，可以用来制作 （写出一个即可）。 【跟踪训练2】除了导体和绝缘体外，半导体材料与我们的生活也息息相关，超导体的应用前景也十分开阔，下列说法不正确的是（ ） A．常见的金属导线都是导体 B．超导体的电阻为零，可以用来制作输送电能的导线 C．通常情况下，塑料和玻璃是绝缘体 D．半导体的导电性能比导体的强 【能力培优练】 1．如图所示为三段材料相同的导体，已知a、b、c的长度之比为，横截面积之比为。根据导体电阻大小的影响因素可知，在相同温度下，它们阻值的大小关系是（ ） A． B． C． D． 2．合理处理废旧物品既可以节约资源又可以保护人类的生存环境。下列废旧物品再加工后，最适合制作电工钳外套的是（ ） A．废铜 B．废铁 C．废橡胶 D．废纸壳 3．在“制作调光灯”的实践活动中，小傅设计了如图所示的电路，用A、P两个回形针将一根铅笔芯接入电路中，当A左右移动时，小灯泡亮度会发生变化，下列说法正确的是（ ） A．灯泡亮度的变化是因为铅笔芯的横截面积发生了变化 B．为使灯泡亮度变化更明显，应选用长度较长的铅笔芯 C．将铅笔芯换成铜丝，灯泡亮度变化更明显 D．开关断开后，铅笔芯电阻变为零 4．如图所示，小明将 A、B两种不同的金属片分别插入土豆，制成“土豆电池”，闭合开关S，发光二极管发光，电压表有示数。关于电路的理解，以下说法错误的是（ ） A．金属片A 是“土豆电池” 的正极 B．电子从“土豆电池”的B金属片流出经过二极管回到金属片A C．若发光二极管“正”“负”极接反，电压表将没有示数 D．发光二极管是由半导体材料制成的 5．如图所示，小明在家中观察爸爸连接导线时会将导线紧密缠绕多圈，经过思考以后小明得知这样做的目的是（ ） A．只是让导线连接得更稳固 B．增大接线部分的长度，从而减小接线处的电阻 C．减小接线与主线的接触面积，从而减小接线处的电阻 D．增大接线处导体的横截面积，从而减小接线处的电阻 6．A和B两根完全一样的导线，长度都是1m，阻值分别为和。把A剪去一半，剩下的一半阻值为。再把另外一半拉长到1m，阻值为。下列表达式错误的是（ ） A． B． C． D． 7．人体的安全电压是 V；白炽灯用久了灯丝变细，灯丝电阻变 ；灯泡的灯丝断了，如果搭上继续使用，则其电阻会变 。 8．现在实行网上阅卷，要求每份试卷必须贴上条形码，条形码扫描装置中有发光二极管，光敏二极管等元件，它们均是由 材料构成的；某些物质在温度很低时，电阻变为零，这就是超导现象。如果能制造出常温下的超导体，它可以在下列哪些情境得到应用 。（选填序号） ①用作电吹风的电热丝 ②用作白炽灯的灯丝 ③用作输电线 9．如图所示，当开关闭合后，用酒精灯对导线加热，电流表的读数会变小，小灯泡变 （选填“亮”或“暗”），这是因为该导线的电阻与 有关，酒精灯对导线加热时，导线的电阻 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 10．如图所示的电路中闭合开关，灯泡发光，此时电压表示数为。断开开关后将二极管正负极对调接入电路，再闭合开关，此时电压表示数为，则 。再次断开开关将灯泡和电压表位置对调后闭合开关，此时灯泡 发光（填“会”或“不会”）。 11．在“探究电阻的大小与哪些因素有关”的实验中，用如图所示的实验装置进行实验．a、b、c是镍铬合金制成的三根导线，a、b长度相同但横截面积不同，a、c横截面积相同而长度不同；导线d由锰铜合金制成，长短、横截面积与导线b相同。 (1)实验中，通过观察 判断导体电阻的大小，在连接好电路后，闭合开关前，电流表指针如图乙所示，由此可知存在的问题 ； (2)依次将导线a、b、c、d接入电路，电流表对应的示数如表所示： 导线代号 a b c d 电流表的示数/A 1.2 1.4 2.5 2.8 比较ab两根导线是为了探究导线电阻的大小与导线 的关系；为了探究导线电阻的大小与长度的关系，应选用的两根导线是 （填导线代号）； (3)经过实验分析数据可以推断出，用相同材料制成的导线，长度越 ，横截面积越 ，电阻越大。若要制作一个滑动变阻器，选择电阻线时，应从锰铜合金和镍铬合金中，选用 合金； (4)在图丙中，闭合开关，加热电阻丝后电流表示数变小，说明导体电阻的大小与 有关。 12．小亮、小丽和小玲在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时，提出了如下猜想。 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。 实验室提供了4根电阻丝，其规格、材料如下表所示。 编号 材料 长度/m 横截面积 A 镍铬合金 0.25 1.0 B 镍铬合金 0.50 1.0 C 镍铬合金 0.25 2.0 D 锰铜合金 0.25 1.0 (1)电路中既连接了电流表，又连接了灯泡，实验中通过观察 （选填“电流表示数”或“灯泡亮度”）来判断导体电阻的大小会更准确。 (2)为了验证猜想二，可依次把M、N跟电阻丝 （填编号）的两端相连，闭合开关，记下电流表的示数，分析比较这两根电阻丝电阻的大小。 (3)依次把M、N跟电阻丝A、B的两端相连，闭合开关，电流表的示数不同，分析比较A、B两根电阻丝电阻的大小，可探究电阻跟 的关系，其结论是 。 (4)小亮在实验过程中忘记及时断开开关，他发现选用的电阻丝长时间接入电路后有些发烫，电流表的示数变小了。请你根据该现象提出一个可探究的问题： 。 (5)以上方法在探究物理问题中经常用到，被称为控制变量法。下列三个实验中没有用到此方法的是________。 A．探究水沸腾时温度变化的特点 B．探究浮力的大小与哪些因素有关 C．探究影响滑动摩擦力大小的因素 【链接中考】 1．（2021·江苏苏州·中考真题）下列说法中正确的是（ ） A．汤姆生发现了电子，说明原子是可分的 B．用手捏面包，面包的体积变小了，说明分子间有空隙 C．摩擦起电使物体产生了电子，带上了正负两种电荷 D．超导体的导电性能介于导体和绝缘体之间 2．（2025·江苏镇江·二模）下列说法正确的是（ ） A．核电站消耗的核燃料是不可再生的 B．一切物体都具有热量 C．手机芯片是由超导材料制成的 D．红外线可以使荧光物质发光 3.（2025·江苏扬州·二模）(1)新能源在现代社会中有着广泛的应用。太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；手机上通常有一个LED灯，它的核心元件是发光二极管，二极管是由 材料制成的（选填“绝缘体”、“半导体”或“超导体”）。 (2)景颇族祖先曾经发明了一种如图所示的类似活塞的点火器，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来，这是通过 的方式，使筒内空气内能增大，温度升高，达到艾绒的着火点；其能量转化过程与内燃机中的 冲程相同。 4．（2022·江苏南通·中考真题）小明在学习电阻概念的过程中，经历了以下三个探究活动。 活动一：在如图甲所示电路中的A、B两点间先后接入：铜线、铅笔芯、镍铬合金丝，通电后观察到灯泡的亮度分别为：亮、较亮、较暗； （1）该实验现象说明： ； 活动二：小明将三个不同的导体分别接入如图乙所示电路中的M、N两点间，分别测出不同导体两端的电压U和通过的电流I，实验结果记录在表1中； 表1 导体 导体a 导体b 导体c 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 电压/V 2 4 6 1 2 3 4 6 8 电流/A 0.2 0.4 0.6 0.2 0.4 0.6 0.2 0.3 0.4 （2）①请用笔画线代替导线把图乙电路连接完整 ，要求当滑片P向左滑动时，变阻器接入电路的电阻变大； ②分析表1数据，可知，同一导体， ；不同导体， 。可见， 反映了导体本身的一种性质，物理学上把导体的这种性质定义为电阻； 活动三：利用表2中提供的导体，探究影响电阻大小的因素； 表2 导体序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 材料 镍铬 镍铬 镍铬 镍铬 锰铜 锰铜 长度/m 1 0.8 1 0.5 1 0.8 横截面积/mm2 0.5 0.8 1.8 0.5 0.5 1.2 （3）为了探究导体电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积的关系，至少需要选择表2中的 （填导体的序号）导体作为研究对象，若仅选择导体③和⑤用来探究导体电阻的大小与横截面积的关系，你觉得是否可行？请作出判断并说出理由： ； 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 一、电阻 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 电阻 1 题型2 实验探究—影响导体电阻大小的因素 4 题型3 物质的导电性能 12 题型4 半导体与超导 17 【能力培优练】 22 【链接中考】 29 【重难题型讲解】 题型1 电阻 1． 改变电路中电流大小的方法 电路中有稳定电流的条件：①有电源（提供电压）；②有闭合的电路。 而要改变电路中的电流大小有两种方法：①更换电源（改变电路两端的电压）；②更换电路中的用电器，这是因为导体对于电流存在阻碍作用，而不同的导体对于电流的阻碍作用不同，在物理学中，用电阻表示导体对电流的阻碍作用，电阻越大，对电流的阻碍作用就越大。 2．电阻的概念及物理意义 物理学中，为了更准确具体的描述物体的导电性，常用电阻来定量描述导体对电流阻碍作用的大小，电阻用字母R表示。 电阻的单位：电阻的国际单位是欧姆，简称欧，符号为Ω，常用单位还有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ） 1kΩ=103Ω；1MΩ=103kΩ=106Ω. ▲拓展培优 对于电阻的理解 （1）电路中的电流由电压和电阻共同决定，实际判断需控制变量； （2）电阻是表示对电流阻碍能力的物理量，在相同的电压下，电阻越大的电路电流越小，电阻越小的电路电流越大； （3）电阻是导体本身的性质，由导体本身决定，与它是否接入电路，是否存在电压，是否有电流等因素无关。 【归纳总结】 电流由电压与电阻共同决定，电阻是导体对电流的阻碍作用，由导体本身决定。 【典例1-1】下列关于电流、电压、电阻的叙述正确的是（ ） A．电压是电路中形成电流的原因 B．电路中只要有电压就一定有电流 C．电路中电流小是因为电阻大 D．某导体电阻随通过电流的增大而减小 【答案】A 【详解】A．电压是电路中形成电流的原因，在电压的作用下电荷发生定向移动形成电流，故A正确； B．有电压，且必须是闭合的回路，才会有电流，故B错误； C．电路中电流小可能是因为电阻大，也可能是因为电压低，故C错误； D．电阻是导体的一种属性，与电流的大小、电压的大小无关，故D错误。 故选A。 【跟踪训练1】下列电学知识中，说法错误的是（ ） A．电路中有电压，不一定有电流 B．物理学中规定正电荷定向移动方向为电流方向 C．导体容易导电是因为导体中有大量的自由电子 D．导体的电阻与导体两端的电压以及流过导体的电流无关 【答案】C 【详解】A．电路两端有电压，且是通路，才会形成电流，故电压是形成电流的必要条件，但有电压，电路中不一定有电流，故A正确，不符合题意； B．电荷的定向移动形成电流，物理学中规定正电荷定向移动方向为电流方向，故B正确，不符合题意； C．导体容易导电，是因为导体中有大量可以自由移动的电荷，可以是电子，也可以是阴、阳离子，故C错误，符合题意； D．电阻是导体的一种属性，与导体两端的电压以及流过导体的电流无关，故D正确，不符合题意。 故选C。 【跟踪训练2】体脂率是指人体内脂肪的质量占人体总质量的百分比。体脂秤通过测量人体的电阻并结合人体的身高、体重、年龄等因素，经综合分析得出人的体脂率。人运动时，存储在脂肪中的能量的一部分转化为人体的内能，使人体温度升高。肌肉密度比脂肪密度大，肌肉比脂肪更容易导电。若人的体脂率下降，体重不变，则人体的密度 （选填“增大”或“减小”），人体的电阻 （选填“增大”或“减小”）。 【答案】 增大 减小 【详解】[1]人的体脂率下降，体重不变，即总质量m不变。因为肌肉密度比脂肪密度大，体脂率下降意味着脂肪减少，肌肉等其他组织相对增多，根据可知，总体积V会减小。因为人的总质量m不变，总体积V减小，根据可知，人体的密度增大。 [2]肌肉比脂肪更容易导电，人的体脂率下降，意味着脂肪减少，肌肉相对增多，人体的导电能力增强。而电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量，导电能力越强，电阻越小。所以人体的电阻减小。 【典例1-2】人体的安全电压为 ，智能手机待机时的电流为15~50 （填电流单位），实验室常用的电压表其内阻通常为5~10 （填电阻单位）。 【答案】 不高于 36V mA kΩ 【详解】[1]人体的安全电压为不高于 36V。这是一个常识性的知识点，在日常生活和电学学习中经常会接触到。 [2]智能手机待机时的电流为 15 - 50mA，因为毫安这个单位对于描述智能手机待机电流的大小比较合适，安培（A）太大，微安（μA）太小。 [3]实验室常用的电压表其内阻较大，5 - 10这个数量级的电阻单位应该是kΩ（千欧）。因为 Ω（欧）对于电压表内阻来说太小，MΩ（兆欧）相对来说又太大，kΩ 是比较符合实际情况的。 【跟踪训练1】亲爱的同学，请你应用所学的物理知识解答下列问题。 (1)如图甲是商店中的案秤。 ①它是测量 的仪器； ②某次测量结果如图乙所示，为 g； ③从图甲中的结构，你认为标记1kg的槽码本身质量 （选填“大于”“小于”或“等于”）1kg。 (2)①图丙中的仪器在使用时，应该 （选填“串联”或“并联”）在电路中使用，此时它的读数为 ； ②图丁是测量 的仪表，图戊是测量 的仪表。（均填物理量的名称） 【答案】(1) 质量 小于 (2) 串联 压强 电阻 【详解】（1）[1]案秤是测量质量的仪器。 ②[2]杆秤所称物体的质量等于槽码标注的质量加上秤杆上游码对应的质量，如图乙，秤杆上游码对应的读数为200g，物体的质量 ③[3]由题图甲中的结构可以看出，秤盘到支点的距离小于砝码盘到支点的距离，是省力杠杆，根据可知，槽码的实际质量小于标识的质量。 （2）①[1]图丙中的仪器表盘上的单位为kA，是电流的单位，仪器为电流表，在使用时，应该串联在电路中使用，电流表的分度值为0.04kA，此时它的读数为0.64kA=640A。 ②[2][3]由图丁的仪表盘标注MPa，图丁是测量压强的仪表，图戊标注的是电阻的单位Ω，它是测量电阻的仪表。 【跟踪训练2】如图所示，阿里公司的数据运行服务器浸泡在装有冷却液的容器中。冷却液直接吸收服务器通电工作产生的热量，再进入外循环冷却，之后再送回服务器所在容器。以下分析正确的是（ ） A．此冷却液属于导电性能强的材料 B．此冷却液的比热容应该很小 C．服务器的内能不会发生转移 D．冷却液有效减小电热产生的危害 【答案】D 【详解】A．服务器浸泡在冷却液中，如果导电性强，会引起服务器短路，应选择绝缘性好的材料，故A错误； B．冷却液选择比热容大的，在质量相同时，改变相同的温度，相比比热容小的物质吸收的热量更多，故应选择比热容大的物质。故B错误； C．冷却液的作用是将服务器的内能通过热传递转移走，内能减小，温度降低，保护服务器，故C错误； D．由于电流的热效应，电流通过导体时一般都会发热，设备内能增加，温度升高，冷却液通过热传递将热量带走，防止因温度过高而损坏，可以保护设备。故D正确。 故选D。 题型2 实验探究—影响导体电阻大小的因素 1． 实验方法 （1）转化法：电阻的大小无法直接测量，在使用相同的电源（电源电压不变）的前提下，电阻越大，电流越小，灯泡的亮度越低，反之电阻越小，电流越大，灯泡亮度越高，通过电流表示数与灯泡亮度间接反映电阻大小； （2）控制变量法：电阻大小与多个影响因素有关，在实验探究过程中，为了弄清每一个因素的具体影响，我们采取“只改变一个因素，而保持其他因素不变”的方法进行实验研究，实验中保证单一变量，即可探究电阻与它的关系。 2． 影响电阻大小的因素 大量实验结果表明，电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积等因素有关。相同材料的导体，长度越长。横截面积越小的电阻越大。 ★特别提醒 （1） 记忆时可想象自己是电流，路程越长，路径越窄时行走越困难，即电阻越大； （2） 电阻的大小还与导体的温度有关，但不同材料的导体电阻大小随温度变化的规律不同，一般金属材料的电阻会随温度的升高而增大，半导体材料的电阻随温度的升高反而减小。 ▲拓展培优 电阻的计算方法 电阻是导体自身的属性，电阻的计算公式： ；其中表示电阻率，由导体的材料决定，表示导体的长度，s表示导体的横截面积（粗细）。 涉及电阻大小计算，导体拉长时，导体的横截面积会同步变化，一般我们默认导体的体积不变，比如导体被均匀拉长100倍时，横截面积变为原来的，电阻变为原来的10000倍；同时导体的横截面一般为圆，解题时注意直径，半径，圆的面积关系。 【归纳总结】 导体的电阻大小由导体的材料、长度、横截面积等决定，实际解题时需注意是否需要考虑温度的影响。 【典例2-1】如图是一个长方体的金属电阻，材料分布均匀，长、宽、高分别为a、b、c，且。当电流沿 （选填“AB”或“CD”或“EF”）方向通过该电阻时，它的电阻最小；当该电阻没有电流流过时，它的电阻 （选填“为零”或“不为零”）；如果将该电阻沿CD方向均匀拉长，它在CD方向上的电阻与原来相比将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 AB 不为零 变大 【详解】[1]金属电阻的材料分布均匀，分析题图可知，当沿AB方向通电流时，横截面积最大，长度最小，此时电阻的阻值是最小的；而当沿CD方向通电流时，电阻的横截面积最小，长度最长，此时的电阻阻值是最大的。 [2]电阻是导体的一种特性，它与导体的材料、长度和横截面积大小有关，和导体两端的电压、导体中的电流大小无关，当该电阻没有电流流过时，它的电阻不为零。 [3]如果将该电阻沿CD方向均匀拉长，它的长度变长的同时，横截面积也会变小，所以该电阻丝的电阻值将增大。 【跟踪训练1】两个材料、外形均相同的实心长方体金属电阻甲和乙，按如图方式接到某电源两端，则通过甲的电流 乙的电流，甲的电阻 乙的电阻（两空均选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】 等于 大于 【详解】[1]二者串联，串联电路中电流处处相等，故二者中的电流相等。 [2]二者相比，材料相同，甲的通电长度比乙大，而通电的截面积比乙小，故甲的电阻比乙大。 【跟踪训练2】一块合金导体长（前后）∶宽（左右）∶高（上下）＝9∶3∶1，将该导体接入如图所示的电路的a、b两点之间，灯泡L均发光，则（ ） A．上下接入时，灯泡亮度最暗 B．上下接入时，灯泡亮度最亮 C．左右接入时，灯泡亮度最暗 D．前后接入时，灯泡亮度最亮 【答案】B 【详解】将导体按照图中不同的方式连入电路，当上下接入时，导体的横截面积最大且长度最短，根据电阻与横截面积成反比，与长度成正比可知，此时接入电路的电阻最小，根据欧姆定律可知，电路中的电流最大，灯泡最亮；当前后两个接线柱接入电路时，导体的横截面积最小且长度最长，电阻最大，电路中的电流最小，灯泡最暗；当左右接入时，导体的电阻不是最大也不是最小，灯泡亮度在最暗和最亮之间；故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【典例2-2】如图所示是实验室常用的金属导线，若将其均匀拉长，其电阻会 ，若将导线对折起来接入电路，其电阻会 。（填“变大”或“变小”） 【答案】 变大 变小 【详解】[1][2]因为导体的电阻与长度、横截面积和材料有关，当同种材料的导体长度越大，横截面积越小，电阻越大；反之，电阻越小。所以将一根金属导线均匀拉长后，长度变长，横截面积变小，故电阻将变大；若将这根金属导线对折后，则长度变短，横截面积变大，故电阻将会变小。 【跟踪训练1】一根长1m的导线，电阻为R，先将它均匀拉长为2m，再把它剪去一半，此时它的电阻是（ ） A．2R B．R C．0.5R D．无法判断 【答案】A 【详解】导线均匀拉长至2m后，它的长度变为原来的2倍，由于导体的体积不变，所以横截面积变为原来的二分之一​，根据电阻与长度和横截面积的关系，可得此时导体的电阻变为原来的4倍，即4R；再剪去一半，长度变为1m，横截面积不变，电阻又变为原来的一半，即2R，所以此时的电阻变为2R。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【跟踪训练2】一段电阻丝R的阻值为12Ω。 (1)若把R接入到6V的实验电源的两端，忽略温度的影响，电阻丝阻值为 Ω，当把电阻丝的两端电压降到0V，它的电阻为 Ω； (2)若把该电阻丝对折后重新接入到6V的实验电源的两端，它的阻值为 Ω。 【答案】(1) 12 12 (2)3 【详解】（1）[1][2]电阻是导体的本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积及温度有关，与导体两端的电压大小无关，因此把R接入到6V的实验电源的两端，忽略温度的影响，电阻丝阻值为12Ω；当把电阻丝的两端电压降到0V，它的电阻不变，仍为12Ω。 （2）导体的材料和温度一定时，导体电阻的大小与长度成正比、与横截面积成反比。将电阻丝R对折接入原电路，电阻丝的长度变成原来的一半，横截面积变成原来的两倍，则电阻丝的电阻变为原来的四分之一，为 【典例2-3】“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示，在实验中使用四根电阻丝，其材料规格如表所示。 编号 材料 长度/m 横截面积/ 亮度 A 锰铜合金 0.4 1.0 亮 B 镍铬合金 0.4 1.0 较亮 C 镍铬合金 0.4 0.5 较暗 D 镍铬合金 0.8 0.5 暗 (1)实验中通过观察 判断导体电阻的大小，将编号为A、B的电阻丝分别接入电路进行实验，可得出结论：导体的电阻大小与 有关。 (2)将编号为C、D的电阻丝分别接入电路进行实验， （填写实验仪器名称）就是这一实验结论在实际应用中的体现。 (3)将电阻丝D对折后接入电路中，与电阻丝D全部接入电路时对比，电灯变亮了，由此得出结论：导体的横截面积越大，电阻越小。这种做法 （选填“正确”或“不正确”），理由是： 。 (4)实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显，可用 代替小灯泡完成实验。 【答案】(1) 小灯亮度 材料 (2)滑动变阻器 (3) 不正确 将电阻丝对折，其长度和横截面积都发生了变化 (4)电流表 【详解】（1）[1]电路接入电阻不同的导体，在电源电压不变的情况下，电路中的电流不同，小灯的亮度就不同。所以观察小灯亮度可以判断导体电阻大小情况。 [2]这两根金属丝长度和横截面积相同，材料不同。分别接入电路，电路中小灯亮度不同，说明电阻大小与材料有关。 （2）这两根电阻丝材料与横截面积相同，但长度不同，接入电路后小灯亮度不同。说明电阻丝电阻大小与长度有关。变阻器就是通过改变接入电路中的电阻丝长度来改变电阻的。 （3）[1][2]不正确。将导线对折，长度和横截面积都发生了变化。所以不能确定电阻变化是由哪个因素引起的。 （4）若电路中电流变化较小，那么小灯亮度的变化就不明显。可以使用电流表精准地测量电流。 【跟踪训练1】跨学科实践小组的同学开展“探究盐水电阻大小与哪些因素有关”的实验，他们提出了以下猜想： A．可能与盐水的浓度有关。 B．可能与盐水的液柱长度有关。 他们利用玻璃管（管中带有接线柱的金属活塞可以左右移动）、电源、开关、小灯泡、导线等器材，组装成如图所示的电路进行实验。 (1)向玻璃管内注满盐水，闭合开关后，小灯泡发光，说明盐水是 （选填“导体”或“绝缘体”）。 (2)探究猜想A时，为了增加盐水的浓度，可向玻璃管中添加 （选填“盐”或“清水”）并搅拌均匀。探究猜想时，用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水，同时调节活塞使玻璃管中仍充满盐水，小灯泡逐渐变亮；这一实验过程 （选填“能”或“不能”）验证猜想B。 (3)实验中发现，盐水的电阻改变较小时，小灯泡的亮度无明显变化。甲、乙两同学分别对实验装置做以下改进：甲同学把小灯泡更换为电流表，乙同学在原电路中串联接入电流表，改进方案更好的是 同学，理由是 。 (4)利用此装置可以继续探究盐水电阻大小与盐水的 是否有关。 【答案】(1)导体 (2) 盐 能 (3) 乙 可以起到保护电路的作用 (4)横截面积 【详解】（1）向玻璃管内注满盐水，闭合开关后，小灯泡发光，表明电路已形成通路，说明盐水是导体； （2）[1]探究猜想A时，为了改变盐水的浓度，将会向塑料管中添加盐，并搅拌均匀，观察灯泡的亮度变化，不加清水的原因是会大幅度改变盐水体积； [2]探究猜想B时，用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水，同时调节活塞使玻璃管中仍充满盐水，保持了横截面积不变，盐水的长度变短，灯泡的亮度逐渐变亮，这一实验过程能验证猜想B； （3）[1][2]将灯泡换为电流表，盐水的电阻决定电路中的电流，因此，当盐水的电阻过小时，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，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； （4）因为电阻的大小与导体的材料、长度以及横截面积有关，如果倒掉一些盐水再进行测量了，相当于盐水的横截面积减小，因此可以探究盐水的大小与盐水的横截面积有关。 【跟踪训练2】小明、小红和小亮在做“探究影响导体的电阻大小因素”实验时，做出了如下猜想。 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。 实验室提供了4根电阻丝，其规格、材料如下表所示 （1）如图所示电路，闭合开关后，在M、N之间分别接上不同导体，通过观察相关现象来比较导体电阻大小，小明、小红和小亮对图中的电路设计提出了自己的观点： 小明认为：电流表是多余的，观察灯泡的亮度就可以判断导体电阻的大小。 小红认为：灯泡是多余的，根据电流表示数的变化就可以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，从而防止烧坏电流表。 你赞同 （选填“小明”、“小红”或“小亮”）的观点。 编号 材料 长度 横截面积 镍铬合金 镍铬合金 镍铬合金 锰铜合金 （2）为了验证猜想二，可依次把M、N跟 （选填“A、B、C、D”）的两端相连，闭合开关，记下电流表的示数，分析比较这两根电阻丝电阻的大小。 （3）依次把M、N跟电阻丝A、B的两端连接，闭合开关，电流表的示数不同，分析比较A、B两根电阻丝电阻的大小，可探究电阻跟 的关系，其结论是 。 （4）小丽在探究同样的课题时，手边只有一根电阻丝，那么，她利用这根电阻丝和上述电路，不能够完成猜想 （选填“一”、“二”或“三”）的实验验证。 （5）以上方法在研究物理问题时经常用到，被称为控制变量法。下列4个实验中没有用到此方法的是 A．探究杠杆的平衡条件 B．探究影响重力势能大小的因素 C．探究不同物质吸热升温的现象 D．探究串、并联电路电流与电压的特点 【答案】 小亮 A、C 导体的长度 当材料和横截面积相同时，导体越长电阻越大 三 AD 【详解】（1）[1]在、之间分别接上不同的导体，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）[2]要验证猜想二：导体的电阻可能与导体的横截面积有关，应控制导体材料与长度相同而横截面积不同，由表中数据可知，应选编号为、的两根电阻丝进行实验。 （3）[3]A、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。 [4]分别将和两电阻丝接入电路中、两点间，电流表示数不相同，由此，初步得到的结论是：当材料和横截面积相同时，导体越长电阻越大。 （4）[5]要探究电阻大小与导体材料的关系时，需保证电阻丝的长度、横截面积相同，材料不同，小钢在探究同样的课题时，手边只有一根电阻丝，那么，他利用这根电阻丝和上述电路不能完成对猜想三的实验验证。 （5）[6]A．在探究杠杆的平衡条件的实验中没有用到控制变量法； B．因为重力势能的大小与质量和高度有关，在探究影响重力势能大小的因素中运用了控制变量法； C．因为物体吸收热量的多少与物质的种类、质量和升高的温度有关，在探究不同物质吸热升温的现象中运用了控制变量法； D．在探究串、并联电路电流与电压的特点实验中没有用到控制变量法。 以上个实验中没有运用控制变量法的是AD。故AD符合题意，BC不符合题意。 故选AD。 题型3 物质的导电性能 1． 导体和绝缘体 导电性能是物质的一种属性，不同材料的导电性能不同。物理学中，将对电流阻碍作用较小，容易导电的物体叫作导体；对电流阻碍作用较大，不容易导电的物体叫作绝缘体。 ★特别提醒 导体和绝缘体之间并没有绝对的界限，原来不导电的物体，当条件改变时，也有可能变成导体。例如，常态下的玻璃是绝缘体，但玻璃加热到熔融状态，就变成导体了。导体和绝缘体的区别不是能不能导电，而是容不容易导电。 【归纳总结】 导体和绝缘体的区别不是能不能导电，而是容不容易导电。 【典例3-1】关于一些电学基础知识，下列说法正确的是（ ） A．电路中的电流是由电荷的定向移动形成的 B．绝缘体不能导电，是因为绝缘体中没有电荷 C．通过导体的电流越大，导体的电阻就越大 D．只有当电路闭合时电源两端才有电压 【答案】A 【详解】A．电荷的定向移动形成电流，所以电路中的电流是由电荷的定向移动形成的，故A正确； B．绝缘体不能导电，是因为绝缘体中几乎没有能够自由移动的电荷，而不是没有电荷，故B错误； C．电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与通过导体的电流大小无关，故C错误； D．电源是提供电压的装置，不管电路是否闭合，电源两端都有电压，故D错误。 故选A。 【跟踪训练1】关于导体和绝缘体的描述，下列说法正确的是（ ） A．良好的绝缘体在一定条件下也可能变成导体 B．金属能够导电是因为金属内部的电子都能自由移动 C．能够导电的物体叫导体，不能够导电的物体叫绝缘体 D．绝缘体不能导电是因为绝缘体内部没有电子 【答案】A 【详解】A．绝缘体在一定条件下可以变成导体。物体是否导电，是由于物体内电子的定向移动所决定的。在满足一定条件下，绝缘体的电子也可以进行定向移动，从而变为导体,故A正确； B．金属能够导电是因为金属内部存在大量的可以自由移动的自由电子并不是金属内部的电子都能自由移动，故B错误； C．能够导电的物体叫导体，不能够导电的物体叫绝缘体的说法是不完全正确的，导体是容易导电的物体，绝缘体是不容易导电的物体。导体和绝缘体之间并没有绝对的界限，在一定条件下可相互转化，故C错误； D．绝缘体中的电子几乎都被束缚在原子范围内，不能自由移动，因此绝缘体不易导电的原因是绝缘体内部几乎没有自由移动的电荷，故D错误； 故选 A。 【跟踪训练2】下列关于导体和绝缘体的说法中错误的是（ ） A．容易导电的物体叫做导体，不容易导电的物体叫做绝缘体 B．金属能导电的原因是因为金属里面有大量自由电子 C．绝缘体在一定条件下可以转化为导体 D．绝缘体不容易导电的原因是因为绝缘体内没有电荷 【答案】D 【详解】A．容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体，导电性介于导体和绝缘体之间的叫做半导体，故A正确，不符合题意； B．金属能导电的原因是因为金属里面有大量自由电子，自由电子越多，导电性越好，故B正确，不符合题意； C．导体和绝缘体没有绝对的界限，导体和绝缘体在一定条件下是可以相互转换的，故C正确，不符合题意； D．绝缘体不能导电的原因是因为绝缘体内部几乎没有自由电荷，并非是没有电荷，故D错误，符合题意。 故选D。 【典例3-2】探究导体和绝缘体有无绝对界限： (1)找一火柴棒，在两端夹上回形针，然后用导线把它和电池、灵敏电流表串联起来，如图甲所示，这时灵敏电流表的指针 （选填“会”或“不会”）偏转，说明火柴棒是 （选填“导体”或“绝缘体”）。 (2)用蘸水的棉花球把火柴棒擦湿，会看到灵敏电流表的指针 ，说明湿火柴棒是 （选填“导体”或“绝缘体”）。 (3)如图乙所示，闭合开关，给玻璃加热到红炽状态时，小灯泡发光，原因是玻璃变成了 （选填“导体”或“绝缘体”）。 【答案】(1) 不会 绝缘体 (2) 偏转 导体 (3)导体 【详解】（1）[1][2]在如图甲所示的电路中，火柴棒与电池、灵敏电流表串联。因为火柴棒是绝缘体，绝缘体不容易导电，电路中几乎没有电流通过，所以灵敏电流表的指针不会偏转，这说明火柴棒是绝缘体。 （2）[1][2]当用蘸水的棉花球把火柴棒擦湿后，生活用水是导体，此时电路中有电流通过，所以会看到灵敏电流表的指针偏转，这表明湿火柴棒是导体。 （3）观察图乙，在常温下玻璃是绝缘体，电路处于断路状态，小灯泡不发光。当给玻璃加热到红炽状态时，小灯泡发光，这是因为烧热的玻璃变成了导体，电路形成通路，有电流通过小灯泡。 【跟踪训练1】湿手触摸开关有触电的危险，这是因为液体具有一定的导电性，那么影响液体导电性能强弱的因素有哪些呢？小明提出如下猜想： A．可能与液体的密度有关； B．可能与液体的质量有关。 根据猜想，小明用到的器材有：电源、开关、电流表、滑动变阻器、导线、两根相同的铜棒、水槽、盐、水。他将两铜棒紧靠水槽侧壁并竖直置于水槽底部，把混合均匀的适量盐水倒入水槽内，将这一装置与上述电学元件连接成如图所示电路： (1)评估实验器材：盛装盐水的容器应该选择 （选填“金属”或“塑料”）水槽，盐水容易导电是因为有大量的 （选填“自由电子”或者“自由电荷”）。本实验可通过 来判断液体导电能力的强弱； (2)探究猜想A：闭合开关，调节滑片至适当位置，记录电流表的示数为I1；再向水中撤适量盐并搅拌（不计液体质量变化），记录电流表的示数为I2，比较发现I1＜I2，由此可得实验结论 ； (3)探究猜想B：小明设计的实验方案如下，在上述实验基础上，将适量清水缓慢倒入盛有盐水的水槽并搅拌 （选填“可行”或“不可行”），理由是： ； (4)跨学科实践：小明适当增加电源电压，将铜棒换成石墨棒，其他实验装置不变。经过仔细观察，请你大胆猜测一下，产生的气体应该是氢气和 。 【答案】(1) 塑料 自由电荷 电流表示数 (2)液体的质量不变时，液体的密度越大，液体的导电性能越强 (3) 不可行 没有控制液体的密度不变 (4)氧气 【详解】（1）[1]探究液体的导电性能，为避免容器导电对实验的影响，盛装盐水的容器应该选择绝缘体的塑料水槽。 [2]自由电荷的定向移动形成电流，盐水中存在能够自由移动的钠离子和氯离子，所以盐水容易导电是因为有大量的自由电荷。 [3]由图可知，电路图中有电流表，液体导电性能越强时，电流表的示数越大，所以本实验可通过电流表示数来判断液体导电能力的强弱。 （2）闭合开关，调节滑片至适当位置，记录电流表的示数为I1；再向水中撤适量盐并搅拌（不计液体质量变化），此时浓度变大，液体的密度变大，记录电流表的示数为I2，比较发现I1＜I2，说明电阻变小了，导电性能变强了，由此可以得出结论：液体的质量不变时，液体的密度越大，液体的导电性能越强。 （3）[1][2]探究猜想B：可能与液体的质量有关，由控制变量法可知，在实验时，应除改变液体质量，其余因素不变，将适量清水缓慢倒入盛有盐水的水槽并搅拌，此时液体质量改变的同时，液体的密度也发生了改变，所以该方法不可行，理由是：没有控制液体的密度不变。 （4）小明适当增加电源电压，将铜棒换成石墨棒，其他实验装置不变，此时水会被电解，水是由氢元素和氧元素组成，所以产生的气体应该是氢气和氧气。 【跟踪训练2】有些汽车前挡风玻璃上的雨刮器能够随着雨量的大小，相应的改变刮水速度，雨停后，雨刮器自动停止工作。某学习小组查阅了相关资料后，自制了如图甲所示的雨水检测金属网，并设计了如图乙所示的模拟电路进行探究。 (1)利用图乙所示的模拟电路进行探究，通过电动机的电流越大，电动机的转速越快。检测网未放入雨水中，电流表无示数，将检测网放入雨水中，电流表有示数，表明雨水是 （选填“导体”或“绝缘体”）。 (2)实验中，通过观察电路中 的变化来判断电动机转速的变化，从而反映出雨刮器刮水速度的变化。 (3)如图丙所示，将检测网竖立并浸入雨水中不同程度进行实验，实验记录如下表所示。 检测网浸入雨水中部分 未浸入 少部分浸入 一半浸入 全部浸入 电流表的示数/A 0 0.16 0.20 0.32 电压表的示数/V 3 2.4 2 1.6 ①实验电路的电源电压为 V。 ②分析数据可知，检测网浸入雨水中的部分越多，检测网的电阻越 （选填“大”或“小”），电动机的转速越 （选填“快”或“慢”）。分析图乙中检测网的结构可知，检测网的电阻变化是由导体的 变化引起的。 (4)实验小组设计的电路在无雨水时，电动机不能转动，无法实现车窗的清洗。请你在不拆卸原电路的基础上，在该电路中加装一个电路元件，以解决此问题。加装的元件是： 。 【答案】(1)导体 (2)电流表示数 (3) 3 小 快 横截面积 (4)开关 【详解】（1）由题意“检测网未放入雨水中，电流表无示数，电路处于断开状态，再将检测网放入雨水中，电流表有示数，电路接通”可知雨水是导体。 （2）刮水器随着雨的大小，刮动的速度相应的发生变化，因此小华通过观察电路中电流表示数的变化，来判断电动机转速的变化，从而反映出雨刮器刮水速度的变化。 （3）[1]根据乙图可知，电动机、检测网串联接入电路中，电流表测量电路中的电流，电压表测量检测网两端的电压；检测网未浸入水中时，电路没有接通，电流表示数为0，电压表测量的是电源电压，所以电源电压为3V。 [2][3][4]分析表中数据可知，检测网浸入雨水中的部分越多，电流表示数越大，电动机转速越快；根据欧姆定律可知，电路的总电阻越小，检测网的电阻变小；根据影响导体电阻大小的因素可知：a、b间接入电路的电阻变化是由导体的横截面积变化引起的。 （4）要实现无雨水时，电动机能转动，即电路为通路，应在检测网处并联一个开关。 题型4 半导体与超导 1． 半导体 导电性能介于导体和绝缘体之间的物质叫半导体，常见的半导体材料是锗和硅。半导体经特殊处理后，可制成二极管、三极管等，是电子工业发展的基础，推动计算机、通信、传感技术等领域的进步。部分半导体导电性可受外界条件影响显著变化（如光照、温度、压力），有些半导体有特殊的光电特性，能在一定条件下释放光能，利用这些特性，制成了热敏、光敏、力敏电阻等传感元件以及发光二极管。 ★特别提醒 二极管具有单向导电性，当电流从正极（长脚）流入时，二极管相当于一个普通用电器；当电流从负极（短脚）流入时，二极管相当于断路。 2． 超导 超导现象是指某些物质在冷却到特定极低温度（称为“临界温度”）以下时，表现出两种神奇的特性： （1）零电阻：其直流电阻突然降为零，在传输电能的过程中可以做到无损耗，电路中也不会有热量产生； （2）完全抗磁性：内部会排斥所有磁场，产生“磁悬浮”效应。 目前超导现象的主要挑战在于，它通常需要极低的温度才能实现。目前科学家们正在努力寻找和研制在更高温度（甚至室温）下工作的超导材料。 【典例4-1】学习了电学知识后，物理兴趣小组的同学进行了如下探究。 (1)用丝绸摩擦过的玻璃棒带电，是因为玻璃棒在摩擦过程中 电子；如图1所示，用带电玻璃棒接触不带电的验电器金属球，会发现验电器金属箔片张开，是因为同种电荷互相 ； (2)如图2所示，两只水果可以点亮一只发光二极管，此时A、B两端中 端是电源正极：此时金属导线AB中的电流方向为 （选填“由A到B”或“由B到A”）； (3)可以用发光二极管判断电流的方向，是因为发光二极管具有 性。其主要材料是 体。 【答案】(1) 失去 排斥 (2) B 由A到B (3) 单向导电 半导 【详解】（1）[1]摩擦起电的实质是电子的转移，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为玻璃棒在摩擦的过程中失去了电子，丝绸得到了电子。 [2]根据电荷间的相互作用规律，金属箔带上同种电荷，同种电荷相互排斥，所以金属箔张开。 （2）[1]如图2所示，二极管右端引脚较长，为正极。因为题中二极管发光，说明电流从二极管的正极流入，负极流出，因此与二极管右端相连的为电源的正极，即B端是电源正极。 [2]在电源外部，电流的方向为从电源的正极流向负极。金属导线AB的A端接电源的正极，B端接电源的负极，则金属导线AB中的电流方向是由A到B。 （3）[1]二极管具有单向导电性，只有电流从发光二极管的正极流向负极时才会导通并发光，若电流反向流动则不导通。 [2]发光二极管主要由半导体材料组成。 【跟踪训练1】随着计算机软硬件和互联网技术的高速发展，可穿戴式智能设备逐渐在生产、生活领域中表现出广阔的应用潜力。图甲所示的设备就是一种用于体温监控的测温手环。 测温手环主要由温度传感模块、蓝牙模块、电源模块三个部分组成。在温度传感模块中，有对温度敏感的热敏电阻与导热金属片相连。使用测温手环时，导热金属片与人体接触，金属片温度的变化引起热敏电阻的阻值发生变化，热敏电阻的阻值变化影响电路中电流的大小，温度传感模块中的测温芯片根据电路中电流的大小计算出人体的温度，且手环中蓝牙模块通过无限网络芯片中的温度数据传送给移动设备，从而实现体温的实时监控。 为了降低测温手环的功耗，延长它的工作时间，测温手环还会配有智能控制器，当环境温度低于某个设定的温度或手环检测到的温度长时间不发生变化时，测温手环自动关机。 (1)测温手环主要由温度传感模块、蓝牙模块、 三个部分组成； (2)使用测温手环时，温度传感模块中的测温芯片可以根据电路中 的大小计算出人体的温度； (3)智能控制器在测温手环的电路中相当于简单电路中的 （选填“电源”、“开关”或“用电器”）； (4)若热敏电阻的阻值随温度变化关系如图乙所示，则测温芯片在测量 （选填“t1-t2”、“t2-t3”或“t3-t4”）范围内的温度时最为灵敏。 【答案】(1)电源模块 (2)电流 (3)开关 (4)t2-t3 【详解】（1）由题文信息知，测温手环主要由温度传感模块、蓝牙模块、电源模块三个部分组成。 （2）由题文信息知，使用测温手环时，导热金属片与人体接触，金属片温度的变化引起热敏电阻的阻值发生变化，热敏电阻的阻值变化影响电路中电流的大小，温度传感模块中的测温芯片根据电路中电流的大小计算出人体的温度。 （3）测温手环还会配有智能控制器，当环境温度低于某个设定的温度或手环检测到的温度长时间不发生变化时，测温手环自动关机。则智能控制器可以控制电路，相当于开关。 （4）如图乙所示，则测温芯片在测量t2-t3范围内的温度时，热敏电阻的阻值变化最大，此时测温芯片测温最为灵敏。 【跟踪训练2】某实验小组为探究原电池的工作原理，设计了如图简易原电池装置，其中金属铜和锌为电极。当LED灯发光时，溶液中的：SO42-移向锌极，则金属 为该原电池的正极，制作LED灯的材料是 （填“导体”、“半导体”或“超导体”）。 【答案】 铜 半导体 【详解】[1]在原电池中，电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极。已知溶液中的SO42-离子移向锌极，说明锌极是负极，所以铜为该原电池的正极。 [2]LED灯是由半导体材料做成的器件，它具有单向导电性。 【典例4-2】下列是半导体、超导体、纳米材料的主要特点及其应用的描述，其中描述超导体的是（ ） A．在特定温度下电阻为零，可用于高效输电 B．电阻随温度升高而减小，常用于制造电子元件 C．具有极高的强度，广泛用于建筑材料 D．导电性能介于导体和绝缘体之间，用于制造集成电路 【答案】A 【详解】AB．超导体在特定温度下电阻为零，可用于高效输电，减小输电过程中的电能损失，故A符合题意，B不符合题意； C．超导体没有极高的强度，不能广泛用于建筑材料，故C不符合题意； D．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，用于制造集成电路，故D不符合题意。 故选A。 【跟踪训练2】目前超导体的研究领域取得了许多成果，但是仍然没有在生活实际中广泛运用，是因为目前的超导现象要求的 很低；假设未来的某一天，超导体技术实现重大突破，可以用来制作 （写出一个即可）。 【答案】 临界温度 输电线 【详解】[1][2]目前超导体的临界温度都很低，技术难度大，制造成本高，所以无法广泛应用；超导体没有电阻，在发电厂发电、远距离输电等方面若能采用超导材料，就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。 【跟踪训练2】除了导体和绝缘体外，半导体材料与我们的生活也息息相关，超导体的应用前景也十分开阔，下列说法不正确的是（ ） A．常见的金属导线都是导体 B．超导体的电阻为零，可以用来制作输送电能的导线 C．通常情况下，塑料和玻璃是绝缘体 D．半导体的导电性能比导体的强 【答案】D 【详解】A．生活中的金属导线都属于导体，故A正确，不符合题意； B．超导体的电阻为零，在输电的过程中不会有电能的损耗，可以用来制作输送电能的导线，故B正确，不符合题意； C．通常情况下，塑料和玻璃不容易导电，它们属于绝缘体，故C正确，不符合题意； D．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，所以半导体的导电性能比导体的弱，故D错误，符合题意。 故选D。 【能力培优练】 1．如图所示为三段材料相同的导体，已知a、b、c的长度之比为，横截面积之比为。根据导体电阻大小的影响因素可知，在相同温度下，它们阻值的大小关系是（ ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】a、b、c为三段材料相同的导体，根据导体电阻大小的影响因素可知，在其他条件相同的情况下，导体长度越长，横截面积越小，导体的电阻越大，已知a、b、c的长度之比为，横截面积之比为，所以Rc>Rb>Ra，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．合理处理废旧物品既可以节约资源又可以保护人类的生存环境。下列废旧物品再加工后，最适合制作电工钳外套的是（ ） A．废铜 B．废铁 C．废橡胶 D．废纸壳 【答案】C 【详解】电工钳外套需要用绝缘材料制成并且要具有耐磨、可塑性等特性；废铜、废铁都是导体，不能用于制作电工钳外套，废纸壳是绝缘体，但不耐用，也不适合制作电工钳外套，废橡胶是绝缘体，而且耐磨性好，适合制作电工钳外套，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 3．在“制作调光灯”的实践活动中，小傅设计了如图所示的电路，用A、P两个回形针将一根铅笔芯接入电路中，当A左右移动时，小灯泡亮度会发生变化，下列说法正确的是（ ） A．灯泡亮度的变化是因为铅笔芯的横截面积发生了变化 B．为使灯泡亮度变化更明显，应选用长度较长的铅笔芯 C．将铅笔芯换成铜丝，灯泡亮度变化更明显 D．开关断开后，铅笔芯电阻变为零 【答案】B 【详解】A．灯泡亮度变化是因为电路中电流发生改变，而电流改变的原因是铅笔芯接入电路的长度变化，导致电阻变化，并非横截面积发生变化，故A错误； B．在材料和横截面积相同时，导体长度越长，电阻越大。选用长度较长的铅笔芯，移动回形针时，接入电路的电阻变化范围更大，电流变化更明显，灯泡亮度变化也就更明显，故B正确； C．铜丝的导电性能远好于铅笔芯，电阻非常小。将铅笔芯换成铜丝后，电路中电阻变化极小，电流几乎不变，灯泡亮度变化会很不明显，故C错误； D．电阻是导体本身的一种性质，取决于导体的材料、长度、横截面积和温度，与电路是否接通无关。开关断开后，铅笔芯的材料、长度、横截面积和温度都没有改变，其电阻也不会变为零，故D错误。 故选B。 4．如图所示，小明将 A、B两种不同的金属片分别插入土豆，制成“土豆电池”，闭合开关S，发光二极管发光，电压表有示数。关于电路的理解，以下说法错误的是（ ） A．金属片A 是“土豆电池” 的正极 B．电子从“土豆电池”的B金属片流出经过二极管回到金属片A C．若发光二极管“正”“负”极接反，电压表将没有示数 D．发光二极管是由半导体材料制成的 【答案】C 【详解】A．根据电压表的使用规则：电压表并联在电路中，且电流从正接线柱流入，从负接线柱流出时，电压表指针正向偏转。 由图中电压表的指针正向偏转可知，与电压表正接线柱相连的金属片A是“土豆电池”的正极，故A正确，不符合题意； B．电流从正极流出，经用电器回到负极，而电子定向移动的方向与电流方向相反。所以电子从 “土豆电池” 的B金属片流出经过二极管回到金属片A，故B正确，不符合题意； C．若发光二极管“正”“负”极接反，此时电路为断路，但是“土豆电池”两端的电压依然存在，电压表测量的是“土豆电池”两端的电压，所以电压表仍有示数，故C错误，符合题意； D．发光二极管是一种半导体器件，具有单向导电性，它是由半导体材料制成的，故D正确，不符合题意。 故选C。 5．如图所示，小明在家中观察爸爸连接导线时会将导线紧密缠绕多圈，经过思考以后小明得知这样做的目的是（ ） A．只是让导线连接得更稳固 B．增大接线部分的长度，从而减小接线处的电阻 C．减小接线与主线的接触面积，从而减小接线处的电阻 D．增大接线处导体的横截面积，从而减小接线处的电阻 【答案】D 【详解】导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。在连接导线时，需要将导线紧密缠绕多圈，主要是为了通过增大接线处导体的横截面积，从而减小电阻，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 6．A和B两根完全一样的导线，长度都是1m，阻值分别为和。把A剪去一半，剩下的一半阻值为。再把另外一半拉长到1m，阻值为。下列表达式错误的是（ ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A和B是两根完全一样的导线，阻值为RA和RB，则 把A剪去一半，剩下一半的长度是原来的一半，则剩下的一半阻值 即RA=2RC，RB=2RC 再把A的另外一半拉长到1m，长度变为原来的长度2倍，横截面积变为原来的一半，则阻值变为原来的4倍，即 故B错误，符合题意，ACD正确，不符合题意。 故选B。 7．人体的安全电压是 V；白炽灯用久了灯丝变细，灯丝电阻变 ；灯泡的灯丝断了，如果搭上继续使用，则其电阻会变 。 【答案】 不高于36 大 小 【详解】[1]人体的安全电压是不高于36V。 [2][3]白炽灯用久了灯丝变细，灯丝的长度和材料不变，横截面积变小，灯丝电阻变大；灯泡的灯丝断了，如果搭上继续使用，灯丝长度变短，灯丝电阻变小。 8．现在实行网上阅卷，要求每份试卷必须贴上条形码，条形码扫描装置中有发光二极管，光敏二极管等元件，它们均是由 材料构成的；某些物质在温度很低时，电阻变为零，这就是超导现象。如果能制造出常温下的超导体，它可以在下列哪些情境得到应用 。（选填序号） ①用作电吹风的电热丝 ②用作白炽灯的灯丝 ③用作输电线 【答案】 半导体 ③ 【详解】[1]条形码扫描装置中有发光二极管、光敏二极管等元件，具有单向导电性，所以它们是由半导体材料构成的。 [2]超导体电阻为零，不会产生电热。电吹风的电热丝、白炽灯的灯丝都依赖电流的热效应工作，不能应用超导体；输电线用超导体可减少电能的热损耗，因此能应用超导体的是③。 9．如图所示，当开关闭合后，用酒精灯对导线加热，电流表的读数会变小，小灯泡变 （选填“亮”或“暗”），这是因为该导线的电阻与 有关，酒精灯对导线加热时，导线的电阻 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 暗 温度 变大 【详解】[1][2][3]如图所示，当开关闭合后，用酒精灯对导线加热，电流表的读数会减小，则小灯泡亮度变暗，说明此时灯泡的电阻变大，因为酒精灯对导线加热时，导线温度升高，则说明导线的电阻跟温度有关。 10．如图所示的电路中闭合开关，灯泡发光，此时电压表示数为。断开开关后将二极管正负极对调接入电路，再闭合开关，此时电压表示数为，则 。再次断开开关将灯泡和电压表位置对调后闭合开关，此时灯泡 发光（填“会”或“不会”）。 【答案】 < 会 【详解】[1]由图可知，闭合开关，灯泡发光时，灯、定值电阻、二极管串联，电压表测量灯与二极管两端的电压，二极管正负极对调接入电路后，由二极管的单向导电性可知，此时电路断路，电压表与定值电阻串联，测量电源电压，串联电路中各用电器电两端电压之和等于电源电压，所以。 [2]将灯泡和电压表位置对调后闭合开关，灯与定值电阻串联后连接到电源两极上，反接的二极管和电压表串联可视为开路，故灯会发光。 11．在“探究电阻的大小与哪些因素有关”的实验中，用如图所示的实验装置进行实验．a、b、c是镍铬合金制成的三根导线，a、b长度相同但横截面积不同，a、c横截面积相同而长度不同；导线d由锰铜合金制成，长短、横截面积与导线b相同。 (1)实验中，通过观察 判断导体电阻的大小，在连接好电路后，闭合开关前，电流表指针如图乙所示，由此可知存在的问题 ； (2)依次将导线a、b、c、d接入电路，电流表对应的示数如表所示： 导线代号 a b c d 电流表的示数/A 1.2 1.4 2.5 2.8 比较ab两根导线是为了探究导线电阻的大小与导线 的关系；为了探究导线电阻的大小与长度的关系，应选用的两根导线是 （填导线代号）； (3)经过实验分析数据可以推断出，用相同材料制成的导线，长度越 ，横截面积越 ，电阻越大。若要制作一个滑动变阻器，选择电阻线时，应从锰铜合金和镍铬合金中，选用 合金； (4)在图丙中，闭合开关，加热电阻丝后电流表示数变小，说明导体电阻的大小与 有关。 【答案】(1) 电流表示数 电流表未调零 (2) 横截面积 a、c (3) 长 小 镍铬 (4)温度 【详解】（1）[1]根据转换法，实验中，通过观察电流表示数判断导体电阻的大小，电流表示数越小，说明导体电阻越大。 [2]闭合开关前，电流表指针如图乙所示，指针未指在零刻度线，说明电流表未调零。 （2）[1]ab两根导线只有横截面积不同，根据控制变量法，比较ab两根导线是为了探究导线电阻的大小与导线横截面积的关系。 [2]根据控制变量法，为了探究导线电阻的大小与长度的关系，应选用只有长度不同的a、c两根导线。 （3）[1][2]由表格中a、c的电流表数据可知：相同材料制成横截面积相同的导线的长度越长，电阻越大；由表格中a、b的电流表数据可知：相同材料制成长度相同的导线的横截面积越小，电阻越大。所以，由此可知：导线电阻的大小与导线的长度和横截面积都有关，用相同材料制成的导线长度越长，横截面积越小，电阻越大。 [3]由表格中b、d的电流表数据可知，其它条件相同时，镍铬合金导线的电阻较大。滑动变阻器是通过改变连入电路的电阻丝的长度来改变电阻的，应选用电阻较大的材料作为电阻丝，所以应从锰铜合金和镍铬合金中选用镍铬合金作为电阻线。 （4）图丙中，闭合开关，加热电阻丝后电阻丝温度升高，电流表示数变小，说明导体电阻的大小与温度有关。 12．小亮、小丽和小玲在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时，提出了如下猜想。 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。 实验室提供了4根电阻丝，其规格、材料如下表所示。 编号 材料 长度/m 横截面积 A 镍铬合金 0.25 1.0 B 镍铬合金 0.50 1.0 C 镍铬合金 0.25 2.0 D 锰铜合金 0.25 1.0 (1)电路中既连接了电流表，又连接了灯泡，实验中通过观察 （选填“电流表示数”或“灯泡亮度”）来判断导体电阻的大小会更准确。 (2)为了验证猜想二，可依次把M、N跟电阻丝 （填编号）的两端相连，闭合开关，记下电流表的示数，分析比较这两根电阻丝电阻的大小。 (3)依次把M、N跟电阻丝A、B的两端相连，闭合开关，电流表的示数不同，分析比较A、B两根电阻丝电阻的大小，可探究电阻跟 的关系，其结论是 。 (4)小亮在实验过程中忘记及时断开开关，他发现选用的电阻丝长时间接入电路后有些发烫，电流表的示数变小了。请你根据该现象提出一个可探究的问题： 。 (5)以上方法在探究物理问题中经常用到，被称为控制变量法。下列三个实验中没有用到此方法的是________。 A．探究水沸腾时温度变化的特点 B．探究浮力的大小与哪些因素有关 C．探究影响滑动摩擦力大小的因素 【答案】(1)电流表示数 (2)A、C (3) 导体的长度 当材料和横截面积相同时，导体越长，电阻越大 (4)导体的电阻是否与温度有关 (5)A 【详解】（1）由于电阻变化较小时，灯泡亮度变化不明显，不易察觉，故通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小会更准确。 （2）要验证猜想二，导体的电阻可能与导体的横截面积有关，应控制导体材料与长度相同而横截面积不同，由表中数据可知，应选编号为A、C的两根电阻丝进行实验，电流较大，表明电阻较小。 （3）[1][2]A、B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，结论为在材料和横截面积相同时，长度越长，电阻越大。 （4）将一根电阻丝接入电路后电路一直接通，通电时间长，电阻丝温度升高，所以电流表示数减小很可能是温度影响电阻而导致的。由此可以探究导体的电阻是否与温度有关。 （5）此实验用到了控制变量法。 A．探究水沸腾时温度变化的特点时没有用到控制变量法，故A符合题意； B．浮力的大小与液体的密度和排开液体体积有关，所以探究浮力的大小与哪些因素有关时，用到了控制变量法，故B不符合题意； C．滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关，所以在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，用到了控制变量法，故C不符合题意。 故选A。 【链接中考】 1．（2021·江苏苏州·中考真题）下列说法中正确的是（ ） A．汤姆生发现了电子，说明原子是可分的 B．用手捏面包，面包的体积变小了，说明分子间有空隙 C．摩擦起电使物体产生了电子，带上了正负两种电荷 D．超导体的导电性能介于导体和绝缘体之间 【答案】A 【详解】A．1897年，英国科学家汤姆生通过研究真空管放电实验，发现了电子，说明原子是可分的，故A正确； B．分子是用肉眼看不到的，用手捏面包，面包的体积变小了，只能说明力可以使物体发生形变，不能说明分子间有空隙，故B错误； C．摩擦起电的实质是电子的转移，不是产生了电子，故C错误； D．超导体是某种材料在温度降低的情况下，电阻为0的现象，半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，故D错误。 故选A。 2．（2025·江苏镇江·二模）下列说法正确的是（ ） A．核电站消耗的核燃料是不可再生的 B．一切物体都具有热量 C．手机芯片是由超导材料制成的 D．红外线可以使荧光物质发光 【答案】A 【详解】A．核燃料在短时间内无法从自然界补充，属于不可再生能源；核电站消耗的是核燃料，因此核电站消耗的核燃料是不可再生的，故A正确； B．热量是过程量，描述热量时需用“吸收”或“放出”，不能说“物体具有热量”，应为“物体具有内能”，故B错误； C．手机芯片的核心材料是半导体，超导材料是在特定低温下电阻为0的材料，手机芯片并非由超导材料制成，故C错误； D．使荧光物质发光的是紫外线，红外线不具备此特性，故D错误。 故选A。 3.（2025·江苏扬州·二模）(1)新能源在现代社会中有着广泛的应用。太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；手机上通常有一个LED灯，它的核心元件是发光二极管，二极管是由 材料制成的（选填“绝缘体”、“半导体”或“超导体”）。 (2)景颇族祖先曾经发明了一种如图所示的类似活塞的点火器，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来，这是通过 的方式，使筒内空气内能增大，温度升高，达到艾绒的着火点；其能量转化过程与内燃机中的 冲程相同。 【答案】(1) 可再生 半导体 (2) 做功 压缩 【详解】（1）[1]太阳能从自然界源源不断得到，是可再生能源。 [2]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见的物体是半导体，手机上的LED灯是发光二极管，二极管是由半导体材料制成的。 （2）[1][2]把木制推杆迅速推入牛角套筒时，推杆对筒内气体做功，将机械能转化为内能，所以是通过做功的方式增大了筒内空气的内能。压缩冲程的能量转化形式也是将机械能转化为内能，与题中点火器的能量转化形式相同。 4．（2022·江苏南通·中考真题）小明在学习电阻概念的过程中，经历了以下三个探究活动。 活动一：在如图甲所示电路中的A、B两点间先后接入：铜线、铅笔芯、镍铬合金丝，通电后观察到灯泡的亮度分别为：亮、较亮、较暗； （1）该实验现象说明： ； 活动二：小明将三个不同的导体分别接入如图乙所示电路中的M、N两点间，分别测出不同导体两端的电压U和通过的电流I，实验结果记录在表1中； 表1 导体 导体a 导体b 导体c 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 电压/V 2 4 6 1 2 3 4 6 8 电流/A 0.2 0.4 0.6 0.2 0.4 0.6 0.2 0.3 0.4 （2）①请用笔画线代替导线把图乙电路连接完整 ，要求当滑片P向左滑动时，变阻器接入电路的电阻变大； ②分析表1数据，可知，同一导体， ；不同导体， 。可见， 反映了导体本身的一种性质，物理学上把导体的这种性质定义为电阻； 活动三：利用表2中提供的导体，探究影响电阻大小的因素； 表2 导体序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 材料 镍铬 镍铬 镍铬 镍铬 锰铜 锰铜 长度/m 1 0.8 1 0.5 1 0.8 横截面积/mm2 0.5 0.8 1.8 0.5 0.5 1.2 （3）为了探究导体电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积的关系，至少需要选择表2中的 （填导体的序号）导体作为研究对象，若仅选择导体③和⑤用来探究导体电阻的大小与横截面积的关系，你觉得是否可行？请作出判断并说出理由： ； 【答案】 导体的电阻与导体的材料有关 电压与电流的比值相同 电压与电流的比值不相同 电压与电流的比值 ①、③、④、⑤ 不可行，没有控制导体的材料相同 【详解】（1）[1]实验中的A、B两点间先后接入铜线、铅笔芯、镍铬合金丝，即接入电阻的材料不同，通电后灯泡的亮度不同，说明导体的电阻与导体的材料有关。 （2）①[2]滑片P向左滑，变阻器接入电路的电阻变大，故滑片以右下接线柱连入电路中，如下图所示 ②[3][4][5]由表1知导体a电压与电流的比都为10，导体b电压与电流的比都为5，导体c电压与电流的比都为20，故可以得出：同一导体，电压与电流的比值相同；不同导体，电压与电流的比值不相同。由此可见，电压与电流的比值可以反映导体本身的一种性质，在物理学上把导体的这种性质定义为电阻。 （3）[6]为了探究导体电阻的大小与导体的材料的关系，需要控制长度和横截面积相同，改变导体的材料，①、⑤符合题意；为了探究导体电阻的大小与长度的关系，需要控制导体的材料和横截面积相同，改变导体的长度，①、④符合题意；为了探究导体电阻的大小与横截面积的关系，需要控制长度和导体的材料相同，改变导体的横截面积，①、③符合题意；故要探究导体电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积的关系，至少需要选择表2中的①、③、④、⑤导体作为研究对象。 [7]由表格数据知③和⑤的长度相同，材料不同，横截面积不同，由于没有控制导体的材料相同，根据控制变量法，所以不能选择导体③和⑤用来探究导体电阻的大小与横截面积的关系。 1 / 2 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