第3章 第5讲 物质的导电性-2025-2026学年八年级上册科学重点专题提优讲义（浙教版2024）

第3章 电路探秘 第5讲 物质的导电性 总体构架 · 导体和绝缘体 · 电阻 · 影响电阻大小的因素 · 变阻器 · 探究影响导体电阻大小的因素 · 探究导体电阻的大小与温度的关系 · 探究导体的导电性能 · 滑动变阻器的使用 · 易错点1：不能正确理解影响导体电阻大小的因素 · 易错点2：不能正确选择使用滑动变阻器的接线柱 · 理解电阻的概念 · 综合认识导体、半导体和超导体 · 滑动变阻器的原理 · 分析由滑动变阻器改装的仪表的工作原理 一、导体和绝缘体 1.导体和绝缘体的区别和联系 特征 原因 常见的材料 导体 容易导电 有大量的自由电荷 金属、人体、大地、食盐水、石墨 绝缘体 不容易导电 只有少量的自由电荷 橡胶、塑料、陶瓷、玻璃、食用油 2.导体容易导电的原因 导体内部有大量的能自由移动的电荷。 3.金属容易导电的原因 金属是最常用的导体，它容易导电的原因是因为其内部有大量能自由移动的电荷——自由电子，而不同金属的导电能力不同。 【特别提示】（1）绝缘体不容易导电，不能理解为一定不能导电。 （2）绝缘体与导体间没有绝对的界限，条件变化时，绝缘体有可能变成导体。 （3）绝缘体不容易导电的原因是由于其内部没有大量能自由移动的电荷，不能理解为“绝缘体内都没有电荷”。 【例1】下列材料，通常情况下属于导体的是（ ） A.陶瓷 B.橡胶 C.铜 D.玻璃 【变式训练】有下列六种材料：①盐水，②石墨，③橡胶，④汽油，⑤陶瓷，⑥铜丝。其中属于导体的是________，属于绝缘体的是________。（均填序号） 二、电阻 1.定义：导体对电流阻碍作用的大小。电阻符号为R，在电路中的表示为。 2.单位： ①在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，用字母Ω表示。 ②比欧姆大的单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）等。 ③运用形象记忆法，利用下图记住单位间的换算关系。 即：1 MΩ=1 000 kΩ，1 kΩ=1 000 Ω。 【特别提示】电阻是导体对电流的阻碍作用，是电学中的基本物理量，注意区别物理量的符号R 和其单位的符号Ω。 【例2】下列关于电阻的说法中错误的是（ ） A.导体对电流的阻碍作用叫电阻 B.通常用字母U表示电阻 C.电阻的单位是欧姆，单位符号是Ω D.1kΩ=1×1000Ω=1000Ω 【变式训练】如图所示，小桂在电路AB之间先后接入两段不同的导体，闭合开关后发现电流表的示数不同，说明这两段导体的电阻______（填“相等”或“不等”），电路中______（填“能”或“不能”）用一根导线替代小灯泡。 三、影响电阻大小的因素 1.实验探究：探究影响导体电阻大小的因素 （1）实验的主要方法：控制变量法、转换法。 （2）实验设计：探究导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积是否有关。当探究是否与其中某一个因素有关时，要保证其他因素相同。实验装置图如图所示。 （3）实验数据记录及分析 在材料、横截面积相同时，导体越长，电阻越大； 在材料、长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小； 在长度、横截面积相同时，导体的材料不同，电阻不同。 （4）实验结论：导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积大小都有关。 【科学思维】实验中的转换法：通过导体对电流的阻碍作用大小（小灯泡的亮暗程度）来比较导体电阻的大小，这里运用的是转换法。 2.影响导体电阻大小的因素 导体的材料、导体的长度和导体的横截面积大小，还与导体的温度有关。 3.导体的电阻是导体本身的一种性质（特性） （1）当一个导体的材料、长度和横截面积大小一定时，导体的电阻则总是存在的，这与它是否接入电路无关，即导体中没有电流时它的电阻也是存在的，只是这时导体对电流的阻碍作用没有表现出来。 （2）导体的电阻还与导体的温度高低有关，与导体中的电流大小和导体两端电压的大小都没有直接关系。 4.半导体和超导体 （1）导体的电阻小，绝缘体的电阻非常大，半导体的电阻大小介于导体和绝缘体之间。 （2）少数导体当温度降到足够低时，电阻变为零，这种导体被称为超导体。 【特别提示】导体的电阻与温度有关：纯金属的电阻随温度的升高阻值增大，碳和绝缘体的电阻随温度的升高阻值减小。半导体电阻值与温度的关系很大，温度稍有增加电阻值减小很大。有的合金如康铜和锰铜的电阻与温度变化的关系不大。 【例3】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 【例4】 “新材料”是相对于传统材料而言的，新材料的使用对推动社会进步正在发挥着越来越大的作用。下列关于“新材料”描述不正确的是（ ） A.“超导材料”属于新材料 B.“超导材料”可以应用于电饭锅并使其效率提高 C.“半导体材料”的导电性会受温度、光照、杂质等外界因素的影响 D.“半导体材料”广泛应用于手机、电视机、电脑的元件及芯片 【变式训练】1.下列有关电阻的说法，错误的是（ ） A.电阻是导体对电流的阻碍作用 B.通过导体的电流越大，导体的电阻越大 C.电阻是导体本身的一种性质 D.一般情况下导体都有电阻 2.半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，有些半导体材料的导电性能受温度、光照、压力等影响而显著变化。下列不能用半导体材料制作的是（ ） A.热敏电阻 B.光敏电阻 C.压敏电阻 D.高压输电线 四、变阻器 1.滑动变阻器的原理 （1）变阻器：能改变接入电路中电阻大小的元件。 （2）滑动变阻器：是实验中常用的变阻器。如图1所示。 （3）滑动变阻器的原理：通过改变连入电路中电阻丝的长度来改变连入电路中的电阻。 【特别提示】电阻丝外涂着绝缘层，再紧密地绕在绝缘管上，电流是沿着电阻丝流动，而不是横向流过。不能错误地认为，滑动变阻器是通过改变电阻丝的粗细来改变接入电路的电阻的。 【例5】如图所示电路，闭合开关S，导线a的一端固定连接在铅笔芯上，当导线b的一端在铅笔芯上左右移动时，灯泡亮暗会发生变化，这个实验说明铅笔芯是__________（填“导体”或“绝缘体”），还能说明导体的电阻与__________有关；受此启发，人们制造了一种可以改变电阻的元件，叫做_____________。 【变式训练】如图所示，用A、B两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中，当B夹子左右移动时，小灯泡的亮度会发生变化。导致铅笔芯接入电路的电阻发生变化的主要因素是______；若将A、B两个金属夹子间的铅笔芯换成塑料吸管，小灯泡______（填“会”或“不会”）发光。 2.滑动变阻器在电路中的连接 （1）滑动变阻器的连接 ①多数情况下，应将滑动变阻器串联接入电路。 ②一般情况下，实验中使用4个接线柱的滑动变阻器，如图所示。连接的方法有6种，分别为AC、AD、BD、BC、CD、AB。其中只有AC、AD、BD、BC这四种方法，也就是所谓的“一上一下”连接，可以改变阻值。剩下的两种接法不能改变接入电路的阻值。 （2）滑动变阻器的“铭牌”中两个数据的意义 滑动变阻器的铭牌上标有最大电阻和允许通过的最大电流。 （3）使用滑动变阻器的操作注意点 ①电路中开关闭合前，滑动变阻器应接入最大阻值，即滑片离接线的下接线柱最远。 ②使用时，流过滑动变阻器的电流不能超过它允许通过的最大电流，否则会烧坏滑动变阻器。 【特别提示】在闭合开关之前滑片滑到阻值最大处，是为了防止在开关闭合时，电流或电压过大，而损坏电路中的元件。 【速记口诀】使用滑动变阻器的口诀： 电学元件变阻器， 串联接入要牢记； 电路开关闭合前， P 放阻值最大边； 一上一下连接线， 连入电阻看下面， 远离大，靠近小， 如此使用错不了。 【例6】如图所示，给出了几种元件，用笔画线代替导线将各元件连接起来，要求与并联，电流表测中的电流，滑动变阻器控制的亮度，且滑片P向右移动时变亮。 【方法点拨】连接滑动变阻器的方法： （1）明确电流变化的要求，分析对应的总电阻变化情况； （2）由总电阻的变化情况选定所选用的下方接线柱； （3）上方接线柱任选。 【变式训练】在如图所示的电路中，有两根导线尚未连接，请用笔画线代替导线补上。要求：①闭合开关S后，向左移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡变暗；②电压表测量滑动变阻器两端的电压。 3.变阻器的应用 （1）滑动变阻器的作用 ①通过调节其接入电路的电阻值，改变电路中的电流（限流）； ②调节某一用电器两端的电压（改变电压或限压）； ③实验中，对电路起到保护作用。 （2）生活中的变阻器 ①收音机用到的音量电位器，如图所示。 ②充当“力电转换器”，实现各种仪表的制作。如风速仪、水流测速仪、电子体重计和某些油量表等。 【拓展延伸】电位器的结构与原理：如上图乙，电位器的电阻有两个固定端，通过手动调节转轴或滑柄，改变动触点在电阻丝上的位置来改变接电路的电阻值，从而改变了电压与电流的大小。 【例7】如图所示，为某种调光型台灯中使用的电位器示意图，P为旋片可随转动旋钮改变在碳膜（相当于一根电阻丝）上的位置，A、C分别连在碳膜两端。以笔画线将甲图连在乙图所示电路中，要求顺时针转动旋钮可使灯泡亮度增加。（甲图中虚线OP所示为旋钮）。 【方法点拨】连接电位器的方法：与转动轴相连的接线柱必连，即先明确“B”必须接入到电路的一端；再分析按要求转动时电阻的变化情况；最后，由电阻的变化情况和导体电阻大小与长度的关系，选定另一个接线柱。 1. 探究影响导体电阻大小的因素 【例1】如图所示，是探究影响导体电阻大小因素的实验装置图，实验中分别把a、b、c、d四根导线接入电路，其中导线a、b、d长度相同，a、b、c粗细相同，b、d粗细不同。 （1）该实验是通过观察电流表的示数来间接比较导线电阻的大小的，这种科学研究问题的方法是___________法。 （2）选用______两根导线分别接入电路中进行实验，是为了探究电阻大小跟导体的长度有关。 （3）选用a、b两根导线分别接入电路中进行实验，是为了探究电阻大小跟导体的______有关。 （4）选用______两根导线分别接入电路中进行实验，是为了探究电阻大小跟导体的横截面积有关。【科学思维】（1）转换法：本实验中，接通电路后，若电流表示数越小，表明接入到电路中的导体对电流的阻碍作用越大，即该导体的电阻越大，这里用到的是转换法。 （2）控制变量法：电阻的大小与多个因素有关，在探究导体的电阻与其中一个因素的关系时，要保证其他因素相同，这就是控制变量法的运用。具体解题思路一般为：（1）判断选择某两根（或三根）金属丝进行实验的探究目的，要看所选择的两根（或三根）金属丝只有哪个因素不同，其目的就是探究导体的电阻与该因素的关系；（2）若要求找出探究导体的电阻与某因素的关系时所对应的金属丝，可综合图示信息或表格信息，看哪两根（或三根）金属丝只有这个因素不同，就应该选择这两根（或三根）金属丝。 2.探究导体电阻的大小与温度的关系 【例2】如图所示，将白炽灯的灯丝（钨丝）接入电路，给灯丝缓慢加热，电流表示数将__________，小灯泡亮度将__________，这一现象说明______________________。若停止加热，观察一段时间，会发现电流表示数______，这一现象说明______________________。 【技法导引】可采用逆向分析法。即由结论反过来分析探究过程中所对应的现象。已知灯丝电阻随温度升高而增大，对灯丝加热时，灯丝温度升高，电阻增大，电路中电流减小，灯泡变暗。停止加热的分析与上面分析过程相同。 3.探究导体的导电性能 【例3】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/cm 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1和2可验证猜想______（填“a”“b”或“c”）。 （2）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______。 （3）利用现有的装置和器材，请对猜想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？ （4）请你提出一个新的猜想：溶液的导电性能可能还与______有关。 【科学思维】控制变量法：通过灯泡的亮度比较不同导体的导电性能时，要保持电路的总电压不变（实际上应该保证接入不同导体的位置两端电压不变）；而且，在探究食盐水溶液导电性能与其中某一个因素是否有关时，又要保证其他可能的因素相同。 转换法：实验通过灯泡的亮度（或电流表的示数）来反映导体的导电性能。 【技法导引】影响食盐水导电能力的可能因素：食盐水的浓度、食盐水的温度、实验过程中两电极插入溶液的深度、实验过程中插入溶液的两电极间距离和两电极所选用的材料等，可结合这些因素猜想“溶液的导电性能可能与什么因素有关”，并尽可能选择自己所熟悉的因素猜想。 4.滑动变阻器的使用 【例4】如图所示电路中，a、b两点间电压不变，当滑动变阻器的滑片P向d端移动一段距离时，下列电路中电流表的示数会变小的是（ ） 【方法点拨】滑动变阻器的常用接法： ①断路式接法：如图甲所示，变阻器滑片右边的电阻丝被断路。 ②短路式接法：如图乙所示，变阻器滑片右边的电阻丝被短路。 ③定值电阻式接法：如图丙所示。 5.旋盘式电阻箱 【例5】如图所示，该电阻箱连入电路中的电阻是_____Ω。 【拓展延伸】常见的四旋盘电阻箱： （1）它是一种能够表示出电阻值的变阻器。 （2）使用方法：使用时把两个接线柱接入电路，调节四个旋盘就能得到0~9999Ω之间的任一整数值。 （3）读数：四个旋盘对应的数值与对应的倍数相乘，然后相加就是电阻箱接入电路的阻值。 （4）电路符号： （5）使用：使用时注意不能超过允许通过的最大电流值。 【易错提醒】对电阻箱读数时重点关注以下两点： ①看清每个旋盘所指数值对应的倍数。 ②用每个旋盘所指数值乘对应的倍数读出每个旋盘对应的电阻值，将所有旋盘对应的电阻值相加得到电阻箱接入电路的阻值。 6.插入式电阻箱 【例6】如图所示的是插入式电阻箱的结构原理图，其接入电路中的电阻为______Ω，最大电阻为______Ω。 当所有的铜柱均拔出时，电阻箱连入电路的阻值最大，为12Ω+20Ω+30Ω+50Ω=112Ω。 【特别提示】拔出铜柱时，铜柱下方的电阻丝接入电路，所有接入电路的电阻丝电阻之和即为该电阻箱连入电路的最大阻值。不能将塞入铜柱时，铜柱下方的电阻丝阻值之和作为该电阻箱连入电路的最大阻值。 7.易错点：不能正确理解影响导体电阻大小的因素 【例7】科学方法在物理问题的研究中，起到了重要的作用。比如，两个定值电阻，一个5Ω，一个10Ω，粗细均匀。以下描述正确的是（ ） A.如果这两个电阻的材料相同，则5Ω的长度一定大于10Ω的长度 B.如果这两个电阻的材料不同，则5Ω的长度一定小于10Ω的长度 C.如果这两个电阻的材料、横截面积相同，则5Ω的长度一定小于10Ω的长度 D.如果这两个电阻的材料、长度相同，则5Ω的横截面积一定小于10Ω的横截面积 【易错警示】运用控制变量法比较不同导体电阻的大小： 只通过长度比较电阻的大小，要保证材料和横截面积相同；只通过横截面积的大小比较电阻的大小，要保证材料和长度相同；根据不同材料的导电性能比较电阻的大小，则要保证长度和横截面积大小相同。 8.易错点：不能正确选择使用滑动变阻器的接线柱 【例8】如图所示，将滑动变阻器连入电路，当滑片P向A端移动时，电路中的电阻变大，则应连接的接线柱是（ ） A.C和D B.D和A C.A和B D.B和C 【易错警示】选用滑动变阻器的接线柱按以下思路： 若要求滑片向右移动时电阻变大，先选定左下方接线柱，然后任选一个上方接线柱；若要求滑片向右移动时电阻变小，则先选定右下方接线柱，然后再任选一个上方接线柱。 电阻是电学实验及实际生活中常用的元件，导体是最常用的电工材料。重点是理解电阻的定义、单位和影响导体电阻大小的因素，或以选择题的方式比较不同导体电阻的大小，有时也会以实验题的方式考查如何探究导体电阻的大小与哪些因素有关，也有可能探究不同物质的导电性能。滑动变阻器一般会综合在测电阻（或测电功率）的实验中考查滑动变阻器的正确使用。 考法1：理解电阻的概念 【例1】关于导体的电阻，下列说法正确的是（ ） A.导体容易导电说明它对电流没有任何阻碍作用 B.导体的电阻越大，它对电流的阻碍作用越小 C.相同条件下，铜导线比铁导线的导电性能好，说明导体的电阻和材料有关 D.导体的电阻由它两端的电压和通过的电流决定 【易错提醒】易错误地认为导体电阻的大小与电流的大小有关，即认为电流大时导体的电阻小，电流小时导体的电阻大，没有电流通过导体时，导体的电阻为0。 考法2：综合认识导体、半导体和超导体 【例2】家庭照明、城市亮化、演出舞台等使用了大量的发光二极管作为光源。发光二极管的主要材料是（ ） A.导体 B.半导体 C.超导体 D.绝缘体 【方法点拨】对于识别应用类型基础题，要求记住相关知识在实际生活中的常见应用。 考法3：滑动变阻器的原理 【例3】使用调光灯时，旋动旋钮，滑片在弧形电阻丝上滑动，即可调节灯泡亮度，这是通过下列哪个因素改变电阻丝接入电路中电阻的（ ） A.长度 B.横截面积 C.材料 D.温度 【方法点拨】采用从一般到特殊的方法：在平时的学习中已掌握滑动变阻器的制作原理，带着这个一般的规律，来分析调光电阻这个特殊的滑动变阻器。 考法4：分析由滑动变阻器改装的仪表的工作原理 【例4】如图所示，是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴O转动，另一端固定一个浮子。当电流表示数越小时，滑动变阻器连入电路的阻值______（填“越大”或“越小”），油箱内油量______（填“越多”或“越少”）。 【技法导引】分析油量表示数变化的思路： 油量增加→浮子上移→滑片下滑→R连入电路的电阻丝长度减小→R连入电路的电阻减小→电路中电流增大→油量表示数增大。油量减少时分析思路同上。 1.下列因素中，对导体电阻大小有决定作用的是（ ） A.导体是否接入电路 B.导体两端的电压 C.通过导体的电流 D.导体的长度 2.计算机芯片中有大量用硅、锗等材料制成的电路元件。硅和锗属于下列哪些材料（ ） A.导体 B.半导体 C.绝缘体 D.超导体 3.如图所示的钨丝是将一个白炽灯去除玻璃罩制成的，闭合开关S，小灯泡L发光，钨丝不发光，向钨丝吹气时，小灯泡L变亮，用酒精灯给钨丝加热，小灯泡L逐渐变暗直至熄灭，由实验可知（ ） A.钨丝的电阻随温度升高而减小 B.向钨丝吹气时，钨丝电阻变小 C.给钨丝加热时，电路中的电流变大 D.小灯泡L发光而钨丝不发光是因为通过钨丝的电流小于通过小灯泡L的电流 4.如图所示，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，能使电路中的电阻变小的接法是（ ） 5.某收音机的音量调节旋钮的结构示意图如图所示。A、B、C是它的三个接线柱，A、C分别与弧形电阻丝的两端相连，B与金属滑片相连，转动旋钮滑片在弧形电阻丝上同向滑动。下列分析正确的是（ ） A.旋钮与喇叭并联 B.若只将B、C接入电路，顺时针转动旋钮时音量变大 C.若只将A、C接入电路，顺时针转动旋钮时音量变大 D.若只将A、B接入电路，顺时针转动旋钮时音量变大 6.如图所示是握力计的原理图。其中弹簧上端和滑动变阻器的滑片P固定在一起，AB是可以自由拉伸的导线，R₀是保护电阻，电流表的示数可以显示握力的大小。闭合开关，当握力F增加时，电流表的示数将（ ） A.变小 B.变大 C.不变 D.无法确定 7.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： 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 2.1 2.8 3.5 4.2 4.9 5.6 请你分析表中数据，归纳出电阻与导体长度的关系式___________。 8.如图所示是四根高压输电线上的一个装置，利用这个装置将四根导线并联起来，相当于增大了导线的______，从而减小了导线的______，以达到减少输电线上电能损失的目的，这个装置应该是______（填“导体”或“绝缘体”）。 9.下表列出了一些材料制成的长1m、横截面积为1mm²的导线在20℃时的电阻值。根据表中数据回答：假如让你架设一条输电线路，在铝线和铁线之间，你应选用______；假如要选用一根金属丝来做滑动变阻器的电阻丝，在铁丝和锰铜丝之间，你应选用______。 10.如图所示为滑动变阻器的结构示意图，若滑片P向右移动时： （1）当把C、B接入电路时，连入电路的电阻丝的长度将______，接入电路的电阻将______； （2）当把D、A接入电路时，连入电路的电阻丝的长度将______，接入电路的电阻将______； （3）当把A、B接入电路时，接入电路的电阻将______。 11.一位同学设计了一个风力测定仪，如图所示，O是转动轴，OC是金属杆，下面连接着一块受风板。无风时OC是竖直的，风越强，OC杆偏转的角度越大。AB是一段圆弧形电阻，P点是金属杆与圆弧形电阻相接触的点，电路中接有一个小灯泡L，测风力时，闭合开关S即可。通过分析可知：金属杆OC与圆弧形电阻AB组合在一起相当于一个____________，观察小灯泡的__________可以粗略地知道风力的大小。 12.在“探究影响导体电阻大小的因素”时，某实验小组想利用如图所示的电路，分别对导体电阻跟它的长度、横截面积、材料有关的猜想进行实验验证： （1）为验证“导体电阻跟长度有关”，下表中可选用的三种导体是______（填导体代号）； 导体代号 长度/m 横截面积/ 材料 A 1.0 0.2 锰铜合金 B 1.0 0.4 锰铜合金 C 1.0 0.6 锰铜合金 D 0.5 0.4 锰铜合金 E 1.5 0.4 锰铜合金 F 1.0 0.6 镍铬合金 G 1.0 0.6 铁 （2）若实验中将电路中的电流表更换为小灯泡，通过观察______也可以判断导体电阻大小，但不足之处是______。 13.在“用滑动变阻器改变电路电流”实验中，连接电路时，开关应处于______状态；如图甲所示电路中，闭合开关前，滑片应移到滑动变阻器的最______（填“左”或“右”）端，试触后发现电流表的表盘如图乙所示，发生这一现象的原因是____________。经思考后，重新连接进行实验，闭合开关后，电流表的示数如图丙所示，此时电路中电流为______A。 14.学习了滑动变阻器以后，小明同学制作了一个简易调光灯，装置如图所示。 （1）他把滑动端的金属夹首先夹在了铅笔芯的B端，这样做的目的是________________________________。 （2）金属夹向A端移动的过程中，电路中的电流将______（填“变小”“不变”或“变大”），这一看不见的变化可由看得见的现象来呈现，即__________________________。 （3）通过分析，此简易调光灯还有一些不足，请提出两种改进意见。 ①__________________________； ②__________________________。 15.如图所示为某种电风扇调速器的示意图。P为旋片，可转动改变挡位。将甲图连入乙图所示的电路中，要求由1挡转至4挡可使电风扇风速增大，则导线应怎样连接？ 19 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3章 电路探秘 第5讲 物质的导电性 总体构架 · 导体和绝缘体 · 电阻 · 影响电阻大小的因素 · 变阻器 · 探究影响导体电阻大小的因素 · 探究导体电阻的大小与温度的关系 · 探究导体的导电性能 · 滑动变阻器的使用 · 易错点1：不能正确理解影响导体电阻大小的因素 · 易错点2：不能正确选择使用滑动变阻器的接线柱 · 理解电阻的概念 · 综合认识导体、半导体和超导体 · 滑动变阻器的原理 · 分析由滑动变阻器改装的仪表的工作原理 一、导体和绝缘体 1.导体和绝缘体的区别和联系 特征 原因 常见的材料 导体 容易导电 有大量的自由电荷 金属、人体、大地、食盐水、石墨 绝缘体 不容易导电 只有少量的自由电荷 橡胶、塑料、陶瓷、玻璃、食用油 2.导体容易导电的原因 导体内部有大量的能自由移动的电荷。 3.金属容易导电的原因 金属是最常用的导体，它容易导电的原因是因为其内部有大量能自由移动的电荷——自由电子，而不同金属的导电能力不同。 【特别提示】（1）绝缘体不容易导电，不能理解为一定不能导电。 （2）绝缘体与导体间没有绝对的界限，条件变化时，绝缘体有可能变成导体。 （3）绝缘体不容易导电的原因是由于其内部没有大量能自由移动的电荷，不能理解为“绝缘体内都没有电荷”。 【例1】下列材料，通常情况下属于导体的是（ ） A.陶瓷 B.橡胶 C.铜 D.玻璃 解题秘方：可借助记忆来识别常见的导体和绝缘体：金属均为导体，玻璃在通常情况下为绝缘体。 【答案】C 【变式训练】有下列六种材料：①盐水，②石墨，③橡胶，④汽油，⑤陶瓷，⑥铜丝。其中属于导体的是________，属于绝缘体的是________。（均填序号） 【答案】盐水、石墨、铜丝；橡胶、汽油、陶瓷。 【解析】善于导电的物质称之为导体，常见的导体有：酸、碱、盐的溶液，金属，大地，人体等；不善于导电的物质称为绝缘体。 二、电阻 1.定义：导体对电流阻碍作用的大小。电阻符号为R，在电路中的表示为。 2.单位： ①在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，用字母Ω表示。 ②比欧姆大的单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）等。 ③运用形象记忆法，利用下图记住单位间的换算关系。 即：1 MΩ=1 000 kΩ，1 kΩ=1 000 Ω。 【特别提示】电阻是导体对电流的阻碍作用，是电学中的基本物理量，注意区别物理量的符号R 和其单位的符号Ω。 【例2】下列关于电阻的说法中错误的是（ ） A.导体对电流的阻碍作用叫电阻 B.通常用字母U表示电阻 C.电阻的单位是欧姆，单位符号是Ω D.1kΩ=1×1000Ω=1000Ω 解题秘方：运用概念分析法，即依据电阻的概念来判断各选项的说法及电阻单位间的换算是否正确。 【答案】B 【解析】记住电阻的定义、物理量符号为R和物理量单位的符号为Ω。单位换算的方法：①用“1×1000（进率）”；②在“1×1000”后带上目标单位“Ω”；③算出“1×1000”的结果并继续带上目标单位“Ω”。 【变式训练】如图所示，小桂在电路AB之间先后接入两段不同的导体，闭合开关后发现电流表的示数不同，说明这两段导体的电阻______（填“相等”或“不等”），电路中______（填“能”或“不能”）用一根导线替代小灯泡。 【答案】不等 不能 【解析】电流表示数不同，说明电路电流不同。在电路AB之间先后接入两段不同的导体，电流表示数不同，说明这两段导体的电阻不等。 三、影响电阻大小的因素 1.实验探究：探究影响导体电阻大小的因素 （1）实验的主要方法：控制变量法、转换法。 （2）实验设计：探究导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积是否有关。当探究是否与其中某一个因素有关时，要保证其他因素相同。实验装置图如图所示。 （3）实验数据记录及分析 在材料、横截面积相同时，导体越长，电阻越大； 在材料、长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小； 在长度、横截面积相同时，导体的材料不同，电阻不同。 （4）实验结论：导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积大小都有关。 【科学思维】实验中的转换法：通过导体对电流的阻碍作用大小（小灯泡的亮暗程度）来比较导体电阻的大小，这里运用的是转换法。 2.影响导体电阻大小的因素 导体的材料、导体的长度和导体的横截面积大小，还与导体的温度有关。 3.导体的电阻是导体本身的一种性质（特性） （1）当一个导体的材料、长度和横截面积大小一定时，导体的电阻则总是存在的，这与它是否接入电路无关，即导体中没有电流时它的电阻也是存在的，只是这时导体对电流的阻碍作用没有表现出来。 （2）导体的电阻还与导体的温度高低有关，与导体中的电流大小和导体两端电压的大小都没有直接关系。 4.半导体和超导体 （1）导体的电阻小，绝缘体的电阻非常大，半导体的电阻大小介于导体和绝缘体之间。 （2）少数导体当温度降到足够低时，电阻变为零，这种导体被称为超导体。 【特别提示】导体的电阻与温度有关：纯金属的电阻随温度的升高阻值增大，碳和绝缘体的电阻随温度的升高阻值减小。半导体电阻值与温度的关系很大，温度稍有增加电阻值减小很大。有的合金如康铜和锰铜的电阻与温度变化的关系不大。 【例3】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 解题秘方：在温度相同的情况下，导体的电阻与材料、长度和横截面积大小有关。定性地比较不同导体电阻的大小时，通常运用控制变量法。 【答案】D 【解析】导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积及温度有关，所以铜线的电阻不一定比铝线的小，A错误；长度相同粗细也相同的铜线比铝线的电阻小，B错误；长度相同的两根铜线，粗的那根电阻较小，C错误；粗细相同的两根铜线，长的那根电阻较大，D正确。 【例4】 “新材料”是相对于传统材料而言的，新材料的使用对推动社会进步正在发挥着越来越大的作用。下列关于“新材料”描述不正确的是（ ） A.“超导材料”属于新材料 B.“超导材料”可以应用于电饭锅并使其效率提高 C.“半导体材料”的导电性会受温度、光照、杂质等外界因素的影响 D.“半导体材料”广泛应用于手机、电视机、电脑的元件及芯片 【答案】B 【解析】可以联想“摩擦生热”现象来分析超导现象所带来的结果。当导体电阻为0时，电流通过导体就不能发热。因此，超导材料不能应用于电饭锅及其他电热器。 【变式训练】1.下列有关电阻的说法，错误的是（ ） A.电阻是导体对电流的阻碍作用 B.通过导体的电流越大，导体的电阻越大 C.电阻是导体本身的一种性质 D.一般情况下导体都有电阻 【答案】B 【解析】电阻指的就是导体对电流的阻碍作用，故A正确；导体的电阻是导体本身具有的一种性质，导体电阻的大小和导体的材料、长度、横截面积及温度有关，与通过导体的电流无关，故B错误，C正确；一般情况下，导体都有电阻，故D正确。 2.半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，有些半导体材料的导电性能受温度、光照、压力等影响而显著变化。下列不能用半导体材料制作的是（ ） A.热敏电阻 B.光敏电阻 C.压敏电阻 D.高压输电线 【答案】D 【解析】根据半导体材料的导电性能在导体和绝缘体之间的特点，可以利用半导体材料制成热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻等，高压输电线需要用导体。 四、变阻器 1.滑动变阻器的原理 （1）变阻器：能改变接入电路中电阻大小的元件。 （2）滑动变阻器：是实验中常用的变阻器。如图1所示。 （3）滑动变阻器的原理：通过改变连入电路中电阻丝的长度来改变连入电路中的电阻。 【特别提示】电阻丝外涂着绝缘层，再紧密地绕在绝缘管上，电流是沿着电阻丝流动，而不是横向流过。不能错误地认为，滑动变阻器是通过改变电阻丝的粗细来改变接入电路的电阻的。 【例5】如图所示电路，闭合开关S，导线a的一端固定连接在铅笔芯上，当导线b的一端在铅笔芯上左右移动时，灯泡亮暗会发生变化，这个实验说明铅笔芯是__________（填“导体”或“绝缘体”），还能说明导体的电阻与__________有关；受此启发，人们制造了一种可以改变电阻的元件，叫做_____________。 解题秘方：结合图示中的情景，由影响导体电阻大小的因素分析。 【答案】导体；长度；滑动变阻器 【解析】铅笔芯接入电路，灯泡发光，表明电路中有电流，即铅笔芯是导体。由图示情景可知，导线b的一端在铅笔芯上移动，实质上改变了接入电路的长度，并由此进一步分析得出第二空的解答。 【变式训练】如图所示，用A、B两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中，当B夹子左右移动时，小灯泡的亮度会发生变化。导致铅笔芯接入电路的电阻发生变化的主要因素是______；若将A、B两个金属夹子间的铅笔芯换成塑料吸管，小灯泡______（填“会”或“不会”）发光。 【答案】长度；不会 【解析】当B夹子左右移动时，铅笔芯接入电路中的长度会发生变化，铅笔芯接入电路的电阻发生变化，电路中电流发生变化，小灯泡的亮度就会发生变化；若将A、B两个金属夹子间的铅笔芯换成塑料吸管，由于塑料吸管是绝缘体，不易导电，小灯泡不会发光。 2.滑动变阻器在电路中的连接 （1）滑动变阻器的连接 ①多数情况下，应将滑动变阻器串联接入电路。 ②一般情况下，实验中使用4个接线柱的滑动变阻器，如图所示。连接的方法有6种，分别为AC、AD、BD、BC、CD、AB。其中只有AC、AD、BD、BC这四种方法，也就是所谓的“一上一下”连接，可以改变阻值。剩下的两种接法不能改变接入电路的阻值。 （2）滑动变阻器的“铭牌”中两个数据的意义 滑动变阻器的铭牌上标有最大电阻和允许通过的最大电流。 （3）使用滑动变阻器的操作注意点 ①电路中开关闭合前，滑动变阻器应接入最大阻值，即滑片离接线的下接线柱最远。 ②使用时，流过滑动变阻器的电流不能超过它允许通过的最大电流，否则会烧坏滑动变阻器。 【特别提示】在闭合开关之前滑片滑到阻值最大处，是为了防止在开关闭合时，电流或电压过大，而损坏电路中的元件。 【速记口诀】使用滑动变阻器的口诀： 电学元件变阻器， 串联接入要牢记； 电路开关闭合前， P 放阻值最大边； 一上一下连接线， 连入电阻看下面， 远离大，靠近小， 如此使用错不了。 【例6】如图所示，给出了几种元件，用笔画线代替导线将各元件连接起来，要求与并联，电流表测中的电流，滑动变阻器控制的亮度，且滑片P向右移动时变亮。 答图： 解题秘方：连接电路时，首先要将滑动变阻器与被控制的灯串联。 解：如图所示。 【解析】因为电流表测小灯泡中的电流，因此两者应串联；因为滑动变阻器控制小灯泡的亮度，因此两者应串联；又因为滑片向右移动时灯泡变亮，则滑片向右移动时滑动变阻器连入电路的电阻丝的长度变短，故滑动变阻器应接入右下接线柱。 【方法点拨】连接滑动变阻器的方法： （1）明确电流变化的要求，分析对应的总电阻变化情况； （2）由总电阻的变化情况选定所选用的下方接线柱； （3）上方接线柱任选。 【变式训练】在如图所示的电路中，有两根导线尚未连接，请用笔画线代替导线补上。要求：①闭合开关S后，向左移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡变暗；②电压表测量滑动变阻器两端的电压。 答图： 【答案】如答图所示。 3.变阻器的应用 （1）滑动变阻器的作用 ①通过调节其接入电路的电阻值，改变电路中的电流（限流）； ②调节某一用电器两端的电压（改变电压或限压）； ③实验中，对电路起到保护作用。 （2）生活中的变阻器 ①收音机用到的音量电位器，如图所示。 ②充当“力电转换器”，实现各种仪表的制作。如风速仪、水流测速仪、电子体重计和某些油量表等。 【拓展延伸】电位器的结构与原理：如上图乙，电位器的电阻有两个固定端，通过手动调节转轴或滑柄，改变动触点在电阻丝上的位置来改变接电路的电阻值，从而改变了电压与电流的大小。 【例7】如图所示，为某种调光型台灯中使用的电位器示意图，P为旋片可随转动旋钮改变在碳膜（相当于一根电阻丝）上的位置，A、C分别连在碳膜两端。以笔画线将甲图连在乙图所示电路中，要求顺时针转动旋钮可使灯泡亮度增加。（甲图中虚线OP所示为旋钮）。 答图 解题秘方：本题要求顺时针转动时灯泡变亮，即要求顺时针转动时电位器接入电路的长度变短。 解：如图所示。 【解析】首先要将B选定。又知旋钮OP顺时针旋转时，灯泡变亮，原因是电流变大，电源电压不变时，则要求电阻变小，即要选择接线柱A。 【方法点拨】连接电位器的方法：与转动轴相连的接线柱必连，即先明确“B”必须接入到电路的一端；再分析按要求转动时电阻的变化情况；最后，由电阻的变化情况和导体电阻大小与长度的关系，选定另一个接线柱。 1. 探究影响导体电阻大小的因素 【例1】如图所示，是探究影响导体电阻大小因素的实验装置图，实验中分别把a、b、c、d四根导线接入电路，其中导线a、b、d长度相同，a、b、c粗细相同，b、d粗细不同。 （1）该实验是通过观察电流表的示数来间接比较导线电阻的大小的，这种科学研究问题的方法是___________法。 （2）选用______两根导线分别接入电路中进行实验，是为了探究电阻大小跟导体的长度有关。 （3）选用a、b两根导线分别接入电路中进行实验，是为了探究电阻大小跟导体的______有关。 （4）选用______两根导线分别接入电路中进行实验，是为了探究电阻大小跟导体的横截面积有关。 解题秘方：熟记本实验所用到的两种方法，并依据两种方法的操作要求分析对应的问题。 【答案】（1）转换（2）b、c（3）材料（4）b、d 【解析】（1）该实验通过电流表的示数大小间接得知接入导线的阻值大小，应用了转换法；（2）探究电阻大小跟导体的长度有关时，需要控制导体的材料和横截面积相同，长度不同，应选用导线b、c；（3）导线a、b的粗细、长度均相同，材料不同，选用导线a、b是为了探究电阻大小跟导体的材料有关；（4）要探究电阻大小跟导体的横截面积有关，需要控制导体的材料和长度相同，横截面积不同，应选用导线b、d。 【科学思维】（1）转换法：本实验中，接通电路后，若电流表示数越小，表明接入到电路中的导体对电流的阻碍作用越大，即该导体的电阻越大，这里用到的是转换法。 （2）控制变量法：电阻的大小与多个因素有关，在探究导体的电阻与其中一个因素的关系时，要保证其他因素相同，这就是控制变量法的运用。具体解题思路一般为：（1）判断选择某两根（或三根）金属丝进行实验的探究目的，要看所选择的两根（或三根）金属丝只有哪个因素不同，其目的就是探究导体的电阻与该因素的关系；（2）若要求找出探究导体的电阻与某因素的关系时所对应的金属丝，可综合图示信息或表格信息，看哪两根（或三根）金属丝只有这个因素不同，就应该选择这两根（或三根）金属丝。 2.探究导体电阻的大小与温度的关系 【例2】如图所示，将白炽灯的灯丝（钨丝）接入电路，给灯丝缓慢加热，电流表示数将__________，小灯泡亮度将__________，这一现象说明______________________。若停止加热，观察一段时间，会发现电流表示数______，这一现象说明______________________。 【答案】变小；变暗；温度升高，灯丝的电阻变大；变大；温度降低，灯丝的电阻变小 解题秘方：关键信息有“给灯丝加热”，表明还要借助“钨丝的电阻随温度的升高而增大”这个规律分析。 【技法导引】可采用逆向分析法。即由结论反过来分析探究过程中所对应的现象。已知灯丝电阻随温度升高而增大，对灯丝加热时，灯丝温度升高，电阻增大，电路中电流减小，灯泡变暗。停止加热的分析与上面分析过程相同。 3.探究导体的导电性能 【例3】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/cm 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1和2可验证猜想______（填“a”“b”或“c”）。 （2）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______。 （3）利用现有的装置和器材，请对猜想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？ （4）请你提出一个新的猜想：溶液的导电性能可能还与______有关。 【答案】（1）a （2）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（3）②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。（4）金属片插入溶液中的深度（或金属片与溶液的接触面积等） 【科学思维】控制变量法：通过灯泡的亮度比较不同导体的导电性能时，要保持电路的总电压不变（实际上应该保证接入不同导体的位置两端电压不变）；而且，在探究食盐水溶液导电性能与其中某一个因素是否有关时，又要保证其他可能的因素相同。 转换法：实验通过灯泡的亮度（或电流表的示数）来反映导体的导电性能。 【技法导引】影响食盐水导电能力的可能因素：食盐水的浓度、食盐水的温度、实验过程中两电极插入溶液的深度、实验过程中插入溶液的两电极间距离和两电极所选用的材料等，可结合这些因素猜想“溶液的导电性能可能与什么因素有关”，并尽可能选择自己所熟悉的因素猜想。 4.滑动变阻器的使用 【例4】如图所示电路中，a、b两点间电压不变，当滑动变阻器的滑片P向d端移动一段距离时，下列电路中电流表的示数会变小的是（ ） 解题秘方：由要求先确定应该选用的下方接线柱，然后再分别看每个电路是否符合设计要求。 【答案】B 【解析】A、C两图中，滑动变阻器连入的是Pd段电阻丝，滑片P向d端移动时，电路中电阻变小，电流会变大。B图中，滑动变阻器连入的是cP段电阻丝，滑片P向d端移动时，电路中电阻变大，电流会变小。D图中，滑动变阻器连入的是cd段电阻丝，滑片的移动不能改变电路中的电阻，因而不能改变电路中的电流。 【方法点拨】滑动变阻器的常用接法： ①断路式接法：如图甲所示，变阻器滑片右边的电阻丝被断路。 ②短路式接法：如图乙所示，变阻器滑片右边的电阻丝被短路。 ③定值电阻式接法：如图丙所示。 5.旋盘式电阻箱 【例5】如图所示，该电阻箱连入电路中的电阻是_____Ω。 解题秘方：对于旋盘式电阻箱，先读出每个旋盘对应的电阻值，再将每个旋盘对应的电阻值相加得到电阻箱接入电路的阻值。 【答案】3658 【解析】该电阻箱连入电路的阻值R=3×1000Ω+6×100Ω+5×10Ω+8×1Ω=3658Ω。 【拓展延伸】常见的四旋盘电阻箱： （1）它是一种能够表示出电阻值的变阻器。 （2）使用方法：使用时把两个接线柱接入电路，调节四个旋盘就能得到0~9999Ω之间的任一整数值。 （3）读数：四个旋盘对应的数值与对应的倍数相乘，然后相加就是电阻箱接入电路的阻值。 （4）电路符号： （5）使用：使用时注意不能超过允许通过的最大电流值。 【易错提醒】对电阻箱读数时重点关注以下两点： ①看清每个旋盘所指数值对应的倍数。 ②用每个旋盘所指数值乘对应的倍数读出每个旋盘对应的电阻值，将所有旋盘对应的电阻值相加得到电阻箱接入电路的阻值。 6.插入式电阻箱 【例6】如图所示的是插入式电阻箱的结构原理图，其接入电路中的电阻为______Ω，最大电阻为______Ω。 解题秘方：（1）对于插入式电阻箱，铜柱插入时表明该电阻箱处电阻值为0。 （2）插入式电阻箱的读数：将没有插入的铜柱的下方所对应的电阻值读出，相加得到电阻箱接入电路的总电阻。 【答案】42；112 【解析】图中，b、d两个铜柱下的电阻丝被短路，a、c两个铜柱下的电阻丝连入电路中，阻值为12Ω+30Ω=42Ω。 当所有的铜柱均拔出时，电阻箱连入电路的阻值最大，为12Ω+20Ω+30Ω+50Ω=112Ω。 【特别提示】拔出铜柱时，铜柱下方的电阻丝接入电路，所有接入电路的电阻丝电阻之和即为该电阻箱连入电路的最大阻值。不能将塞入铜柱时，铜柱下方的电阻丝阻值之和作为该电阻箱连入电路的最大阻值。 7.易错点：不能正确理解影响导体电阻大小的因素 【例7】科学方法在物理问题的研究中，起到了重要的作用。比如，两个定值电阻，一个5Ω，一个10Ω，粗细均匀。以下描述正确的是（ ） A.如果这两个电阻的材料相同，则5Ω的长度一定大于10Ω的长度 B.如果这两个电阻的材料不同，则5Ω的长度一定小于10Ω的长度 C.如果这两个电阻的材料、横截面积相同，则5Ω的长度一定小于10Ω的长度 D.如果这两个电阻的材料、长度相同，则5Ω的横截面积一定小于10Ω的横截面积 【答案】C 【解析】两个电阻粗细均匀、材料相同，电阻越大，长度越长，所以10Ω的电阻较长；两个电阻粗细均匀，若材料不同，则无法判断两个电阻的长度大小；两个电阻的材料、长度相同，横截面积越大，电阻越小，所以10Ω电阻的横截面积较小。 【易错警示】运用控制变量法比较不同导体电阻的大小： 只通过长度比较电阻的大小，要保证材料和横截面积相同；只通过横截面积的大小比较电阻的大小，要保证材料和长度相同；根据不同材料的导电性能比较电阻的大小，则要保证长度和横截面积大小相同。 8.易错点：不能正确选择使用滑动变阻器的接线柱 【例8】如图所示，将滑动变阻器连入电路，当滑片P向A端移动时，电路中的电阻变大，则应连接的接线柱是（ ） A.C和D B.D和A C.A和B D.B和C 【答案】D 【解析】当滑片P向A端移动时，电路中的电阻变大，即有效长度变长，故可知滑片右边电阻丝接入电路，故B一定接入电路，所以另一个接线柱可以是C，也可以是D。 【易错警示】选用滑动变阻器的接线柱按以下思路： 若要求滑片向右移动时电阻变大，先选定左下方接线柱，然后任选一个上方接线柱；若要求滑片向右移动时电阻变小，则先选定右下方接线柱，然后再任选一个上方接线柱。 电阻是电学实验及实际生活中常用的元件，导体是最常用的电工材料。重点是理解电阻的定义、单位和影响导体电阻大小的因素，或以选择题的方式比较不同导体电阻的大小，有时也会以实验题的方式考查如何探究导体电阻的大小与哪些因素有关，也有可能探究不同物质的导电性能。滑动变阻器一般会综合在测电阻（或测电功率）的实验中考查滑动变阻器的正确使用。 考法1：理解电阻的概念 【例1】关于导体的电阻，下列说法正确的是（ ） A.导体容易导电说明它对电流没有任何阻碍作用 B.导体的电阻越大，它对电流的阻碍作用越小 C.相同条件下，铜导线比铁导线的导电性能好，说明导体的电阻和材料有关 D.导体的电阻由它两端的电压和通过的电流决定 试题评析：本题要求理解电阻的定义及影响导体电阻大小的因素，属于概念理解类题目，难度较小。 【答案】C 【解析】导体有电阻，对电流有阻碍作用；导体电阻是导体本身的一种性质，与导体两端电压和流过它的电流大小没有直接关系。 【易错提醒】易错误地认为导体电阻的大小与电流的大小有关，即认为电流大时导体的电阻小，电流小时导体的电阻大，没有电流通过导体时，导体的电阻为0。 考法2：综合认识导体、半导体和超导体 【例2】家庭照明、城市亮化、演出舞台等使用了大量的发光二极管作为光源。发光二极管的主要材料是（ ） A.导体 B.半导体 C.超导体 D.绝缘体 试题评析：本题为识别类题目，主要是了解半导体在生活中的应用，并进行判断。题目难度小。 【答案】B 【解析】材料有导体、绝缘体和半导体之分，制成发光二极管的主要材料是半导体，故B正确。 【方法点拨】对于识别应用类型基础题，要求记住相关知识在实际生活中的常见应用。 考法3：滑动变阻器的原理 【例3】使用调光灯时，旋动旋钮，滑片在弧形电阻丝上滑动，即可调节灯泡亮度，这是通过下列哪个因素改变电阻丝接入电路中电阻的（ ） A.长度 B.横截面积 C.材料 D.温度 试题评析：这是最基础、最简单的原理分析型试题，可利用该仪器的制作原理直接作答。 【答案】A 【解析】滑动变阻器的工作原理是通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电路中的电流，从而达到调节灯泡亮度的目的。 【方法点拨】采用从一般到特殊的方法：在平时的学习中已掌握滑动变阻器的制作原理，带着这个一般的规律，来分析调光电阻这个特殊的滑动变阻器。 考法4：分析由滑动变阻器改装的仪表的工作原理 【例4】如图所示，是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴O转动，另一端固定一个浮子。当电流表示数越小时，滑动变阻器连入电路的阻值______（填“越大”或“越小”），油箱内油量______（填“越多”或“越少”）。 试题评析：这种油量表是采用串联滑动变阻器的方法，将电流表改装成油量表，只要能掌握电压不变时，电流随总电阻变化的规律，则分析工作原理就很简单。 【答案】越大；越少 【解析】滑动变阻器R与定值电阻R₀串联，电流表测电路中的电流，若电路中的总电阻越大，则电流表示数越小；而总电阻越大时，则滑动变阻器连入电路的电阻越大，R连入电路的电阻丝长度越长，浮子下移距离越大，油箱内油量越少。 【技法导引】分析油量表示数变化的思路： 油量增加→浮子上移→滑片下滑→R连入电路的电阻丝长度减小→R连入电路的电阻减小→电路中电流增大→油量表示数增大。油量减少时分析思路同上。 1.下列因素中，对导体电阻大小有决定作用的是（ ） A.导体是否接入电路 B.导体两端的电压 C.通过导体的电流 D.导体的长度 【答案】D 【解析】导体电阻大小和导体的长度、横截面积、材料和温度有关，而与导体中的电流、导体两端的电压、导体是否接入电路无关，故D正确。 2.计算机芯片中有大量用硅、锗等材料制成的电路元件。硅和锗属于下列哪些材料（ ） A.导体 B.半导体 C.绝缘体 D.超导体 【答案】B 【解析】计算机芯片中的一种重要材料是半导体，硅和锗都属于半导体。 3.如图所示的钨丝是将一个白炽灯去除玻璃罩制成的，闭合开关S，小灯泡L发光，钨丝不发光，向钨丝吹气时，小灯泡L变亮，用酒精灯给钨丝加热，小灯泡L逐渐变暗直至熄灭，由实验可知（ ） A.钨丝的电阻随温度升高而减小 B.向钨丝吹气时，钨丝电阻变小 C.给钨丝加热时，电路中的电流变大 D.小灯泡L发光而钨丝不发光是因为通过钨丝的电流小于通过小灯泡L的电流 【答案】B 【解析】闭合开关S，小灯泡L发光，钨丝不发光，向钨丝吹气时，小灯泡L变亮，说明通过小灯泡的电流变大，则钨丝的电阻减小；用酒精灯对钨丝加热，钨丝的温度升高，观察到小灯泡L的亮度明显变暗，说明通过小灯泡L的电流变小，钨丝的电阻增大；由于钨丝和小灯泡串联接入电路中，则通过它们的电流是相同的。 4.如图所示，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，能使电路中的电阻变小的接法是（ ） 【答案】D 【解析】滑动变阻器是通过改变电阻丝接入电路的长度来改变电阻大小的。电阻丝接入电路的长度越长，电路中的电阻就越大；反之就越小。因此可以根据电阻丝接入电路长度的变化来确定电阻的变化。 5.某收音机的音量调节旋钮的结构示意图如图所示。A、B、C是它的三个接线柱，A、C分别与弧形电阻丝的两端相连，B与金属滑片相连，转动旋钮滑片在弧形电阻丝上同向滑动。下列分析正确的是（ ） A.旋钮与喇叭并联 B.若只将B、C接入电路，顺时针转动旋钮时音量变大 C.若只将A、C接入电路，顺时针转动旋钮时音量变大 D.若只将A、B接入电路，顺时针转动旋钮时音量变大 【答案】B 【解析】本题要求理解导体电阻与长度的关系，电流随电阻变化的关系。只将A、C接入电路，阻值始终不变；若将A、B接入电路，顺时针转动旋钮滑片，连入电路的电阻变大，电路中电流变小，则音量变小。 6.如图所示是握力计的原理图。其中弹簧上端和滑动变阻器的滑片P固定在一起，AB是可以自由拉伸的导线，R₀是保护电阻，电流表的示数可以显示握力的大小。闭合开关，当握力F增加时，电流表的示数将（ ） A.变小 B.变大 C.不变 D.无法确定 【答案】B 【解析】考点：运用滑动变阻器改装电表。按照“长度变化→电阻变化→电流变化”的顺序来分析或表述。 7.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： 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 2.1 2.8 3.5 4.2 4.9 5.6 请你分析表中数据，归纳出电阻与导体长度的关系式___________。 【答案】横截面积； 【解析】本题以“导体的电阻与长度成正比”这一关系作为突破口。为了探究电阻大小跟导体长度的关系，应该选择材料和横截面积都相同、长度不同的多根金属丝进行实验；由表中数据知，在导体材料与导体横截面积不变的情况下，导体的电阻阻值与导体长度成正比；设，将表中的，代入得：，则，则。 8.如图所示是四根高压输电线上的一个装置，利用这个装置将四根导线并联起来，相当于增大了导线的______，从而减小了导线的______，以达到减少输电线上电能损失的目的，这个装置应该是______（填“导体”或“绝缘体”）。 【答案】横截面积；电阻；导体 【解析】在导线材料与长度一定的情况下，导线的横截面积越大，导线电阻越小，导线电阻变小，可以减少输电线上电能的损失，图示装置是导体，它把四根导线固定在一起，四根导线并联，增大了导线的横截面积，从而使输电导线电阻变小，输电损失的电能减小。这个装置应该是导体。 9.下表列出了一些材料制成的长1m、横截面积为1mm²的导线在20℃时的电阻值。根据表中数据回答：假如让你架设一条输电线路，在铝线和铁线之间，你应选用______；假如要选用一根金属丝来做滑动变阻器的电阻丝，在铁丝和锰铜丝之间，你应选用______。 【答案】铝线；锰铜丝 【解析】若架设一条输电线路，我们应该选择电阻小的导线，在长度和横截面积不变时，选择电阻率小的，即选铝； 做滑动变阻器的电阻丝，要选择电阻率大的，利于改变电路电阻，故选锰铜丝。 10.如图所示为滑动变阻器的结构示意图，若滑片P向右移动时： （1）当把C、B接入电路时，连入电路的电阻丝的长度将______，接入电路的电阻将______； （2）当把D、A接入电路时，连入电路的电阻丝的长度将______，接入电路的电阻将______； （3）当把A、B接入电路时，接入电路的电阻将______。 【答案】（1）变短；变小（2）变长；变大（3）不变 【解析】（1）当把C和B接入电路中时，电阻丝的右半段接入电路，若滑片P向右移动，则连入电路的电阻丝的长度将变短，接入电路中的电阻将变小； （2）当把D、A接入电路时，电阻丝的左半段接入电路，若滑片P向右移动时，连入电路的电阻丝的长度将变长，接入电路的电阻将变大； （3）当把A、B接入电路时，相当于把整个电阻丝接入电路中，滑片P向右移动时，接入电路的电阻将不变。 11.一位同学设计了一个风力测定仪，如图所示，O是转动轴，OC是金属杆，下面连接着一块受风板。无风时OC是竖直的，风越强，OC杆偏转的角度越大。AB是一段圆弧形电阻，P点是金属杆与圆弧形电阻相接触的点，电路中接有一个小灯泡L，测风力时，闭合开关S即可。通过分析可知：金属杆OC与圆弧形电阻AB组合在一起相当于一个____________，观察小灯泡的__________可以粗略地知道风力的大小。 【答案】滑动变阻器；亮度 【解析】风力越大，金属杆OC向上滑动得越多，圆弧形电阻AB连入电路中的阻值越小，电路中的电流越大，灯泡越亮。 12.在“探究影响导体电阻大小的因素”时，某实验小组想利用如图所示的电路，分别对导体电阻跟它的长度、横截面积、材料有关的猜想进行实验验证： （1）为验证“导体电阻跟长度有关”，下表中可选用的三种导体是______（填导体代号）； 导体代号 长度/m 横截面积/ 材料 A 1.0 0.2 锰铜合金 B 1.0 0.4 锰铜合金 C 1.0 0.6 锰铜合金 D 0.5 0.4 锰铜合金 E 1.5 0.4 锰铜合金 F 1.0 0.6 镍铬合金 G 1.0 0.6 铁 （2）若实验中将电路中的电流表更换为小灯泡，通过观察______也可以判断导体电阻大小，但不足之处是______。 【答案】（1）B、D、E（2）灯泡的亮度；不能较准确地反映电路中电流的变化 【解析】（1）为了研究导体电阻与导体长度的关系，则应控制导体的材料和横截面积相同，而长度不同，应选用的三种导体是B、D、E；（2）实验中可通过观察灯泡亮度来判断电阻的大小，但是当电路中电阻变化不大时，只凭灯泡的亮暗不易区分。 13.在“用滑动变阻器改变电路电流”实验中，连接电路时，开关应处于______状态；如图甲所示电路中，闭合开关前，滑片应移到滑动变阻器的最______（填“左”或“右”）端，试触后发现电流表的表盘如图乙所示，发生这一现象的原因是____________。经思考后，重新连接进行实验，闭合开关后，电流表的示数如图丙所示，此时电路中电流为______A。 【答案】断开；右；电流表正负接线柱接反了；0.4 【解析】为了保护电路，连接电路时，开关处于断开状态，滑动变阻器的滑片处于最大阻值处，即图中滑动变阻器的滑片处于右端，连入电路的阻值最大，电流最小，对电路起到保护作用； 由图知，电流表指针向左偏转，原因是正负接线柱接反了； 由图知，电流表选择的是0～0.6A量程，对应的分度值是0.02A，示数为0.4A。 14.学习了滑动变阻器以后，小明同学制作了一个简易调光灯，装置如图所示。 （1）他把滑动端的金属夹首先夹在了铅笔芯的B端，这样做的目的是________________________________。 （2）金属夹向A端移动的过程中，电路中的电流将______（填“变小”“不变”或“变大”），这一看不见的变化可由看得见的现象来呈现，即__________________________。 （3）通过分析，此简易调光灯还有一些不足，请提出两种改进意见。 ①__________________________； ②__________________________。 【答案】（1）连入电路中的电阻最大（或保护电路）（2）变大；观察小灯泡的亮度 （3）①增加一只开关；②增加铅笔芯的长度 【解析】如图所示，把滑动端的金属夹首先夹在了铅笔芯的B端，这样能够使连入电路的铅笔芯的长度最长，其目的是使接入电路，进而保护电路。 中的电阻值最大；金属夹向A端移动的过程中，小灯泡的亮度变大，说明电路中的电流将变大。 此简易调光灯无法控制电路的通断，可增加一个开关，由于铅笔芯的电阻很小，要想增大调节效果，可适当增加铅笔芯的长度。 15.如图所示为某种电风扇调速器的示意图。P为旋片，可转动改变挡位。将甲图连入乙图所示的电路中，要求由1挡转至4挡可使电风扇风速增大，则导线应怎样连接？ 【答案】M与A连接，N与B连接。 【解析】由1挡转至4挡，旋片P顺时针旋转时，电风扇风速增大，原因是电流变大，电源电压不变时，电阻变小，连入电路中的电阻线的长度应变短，所以M与A连接，N与B连接。 25 / 25 学科网（北京）股份有限公司 $