内容正文:
第13讲物质的导电性(问卷)
核心考点一:物质的导电能力
1、导体与绝缘体
(1)导体:
的物质叫做导体,主要是物体中电荷可以
。常见的导体有各种金属、石
墨(碳)、入体、大地、盐类的水溶液等。
(2)绝缘体:
的物质叫做绝缘体。电荷不能
一,摩擦起电的材料多数使用绝缘体,常见
的绝缘体有橡胶、玻璃、瓷、塑料、干木材、油和干燥的空气等。
〈名师指点):①纯净的水是的,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。
②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
0
(3)导体与绝缘体不是绝对的:有些绝缘体在条件改变时会变成导体,如:
的玻璃会导电:导体的
后,会使它的导电能力下降,甚至不容易导电。
2、半导体:导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质叫做常见的半导体材料是,半导体主要应
用于电子工业。
3、导体易导电、绝缘体不易导电的原因:(1)金属导体导电的原因是:内部存在大
。oe
量
。(2)绝缘体不导电的原因是:内部
0四00g
【例1】下列关于电学知识说法正确的是()
地河p
A.将两根用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近,能探究同种电荷间的相互作用
图4-32金属中自由电子的模式图
B.不容易导电的物体叫绝缘体,例如:橡胶、石墨
C.摩擦起电,是因为物体在摩擦的过程中创造了电荷
D.导体两端的电压为零时,因为没有电流通过,所以导体电阻为零
【例2】在研究物质结构时,引入了“原子”的概念,在研究磁现象时,引入了“磁感线”的概念;在研究机
械运动时,引入了“参照物”的概念;在研究物质的导电性能时,引入了“绝缘体”的概念,其中属于假想,实
际上并不存在的是()A.原子B.磁感线C.参照物D.绝缘体
前请
【例3】为了消除人体上因摩擦而产生的静电,在加油站里加油时,一般都要先用手触摸释放静
电按钮、将静电释放掉后再加油,如图所示。则下列说法中,正确的是()
A.只有固体之间的相互摩擦才能产生静电
B.摩擦起电的实质是:相互摩擦的物体
间产生了电子的得失
C.静电释放按钮上面手触摸的部位是绝缘体
D.静电释放时电子运动的方向就是电流方向
核心考点二:电阻
1、概念:电阻是用来表示导体对电流的
作用能力强弱。绝缘体的电阻
电流不容易通过:
导体的电阻
电流容易通过。
2、电阻符号:用R表示导体的电阻,在电路图中的符号是“
3、电阻单位:在国际单位制中,电阻的单位是一,简称欧,符号是
比欧姆大的单位还
有
。4、单位换算:1兆欧(M2)=
-,1千欧(K2)=
5.影响导体电阻大小的因素【实验】
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
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?
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
法来逐个研究影响电阻的因素,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。
、2
02
合
图4-33比较电阻大小的电路图
1、探究电阻与导线长度的关系:这个探究中,主要变量是
要控制不变的因素是
。用电阻
相对容易测量的镍铭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。
1
▲探究结果表明:
2、探究电阻与导线粗细的关系:这个探究中,主要变量是
;
要控制不变的因素是
。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:
3、用同样的方法研究导体电阻与材料的关系此实验探究结果表明:
0
4、影响电阻大小的因素:(1)内部因素:导体的电阻大小与导体的
有关:用同
种材料的导线,导线越长,电阻越一;导线越细,电阻也越
。(即在导体的材料相同时,导体的电阻跟
导体的长度成一,跟导体的横截面积成
,R=p)
(2)外部因素:温度的变化金属导体的电阻会随温度的升高而」
玻璃的电阻随着温度升高而
〈名师指点>:电阻是导体本身的一种,它反映了导体对电流的
。这种阻碍作用是由导体本身
的材料、长度、横截面积以及温度等因素决定的,而与导体两端的电压大小和通过导体的电流大小无关。换句话
说,无论我们如何改变导体两端的电压或通过导体的电流,只要导体本身的材料、长度、横截面积和温度保持不
变,那么导体的电阻就不会改变。
5、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。
6、生活中的导线
在相同条件下,银、铜、铝的电阻很小,而镍铬合金的电阻较大。因此,人们常用电阻小而价格实惠的铜或
铝来制作导线。电木和橡胶的电阻很大,可用作绝缘材料。
7、人体的电阻大小:(1)人体电阻的平均值是1000~2000Q。不同的人或一个人在不同情祝下的电阻值
是不同的。(2)气温高或人体出汗时,人体的电阻值较一:气温低空气干燥时,人体的电阻值较一。
【例1】一根铜导线的电阻为R,要使接入电路中的导线电阻变大,可采取的措施是()
A.将这根导线对折后连入电路中
B.将导线拉长后连入电路中
C.增大导线两端的电压或减小通过导线的电流强度D.用长度、横截面积相同的银导线代替铜导线
【例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.小灯泡的亮度越亮,表示接入的合金丝电阻越大
a
B.把镍铬合金丝换成铜丝,实验效果会更好
C.利用此装置能探究导体电阻大小与导体横截面积及长度的关系
D.为了准确比较两根合金丝的电阻,最好串联一个电压表和变阻器
【例3】某实验小组在探究“电阻的大小与哪些因素有关”时,老师提供的器材如图所
025
示,实验板上固定了A、B、C、D四根金属丝,S表示金属丝的横截面积,A、B、D长度相
同。实验时,将金属丝分别接入电路中的M、N两点之间,请你回答下列问题。(1)将金
M
属丝
分别接入M、N两点间,可探究电阻的大小与导体横截面积的关系。(2)
将B、C两根金属丝分别接入M、N两点间,可探究
核心考点三:变阻器
1、变阻器及应用:(1)定义:能改变接入电路总电阻大小的元件叫做
(2)作用:利用电阻的大小随导体长度改变来控制电路中电流的大小。(3)符号:☐一
(4)种类:滑动变阻器、变阻箱旋盘式、插入式、电位器。
(5)应用:①调音台改变音响设备发出声音的品质(改变不同影调的声音成分的响度);
②改变收音机和电视机等的音量(改变响度):③改变电动汽车的行车速度(改变电流大小,从而改变转动
速度)。④改变台灯亮度(改变电流大小,从而改变灯泡亮度)。
2、滑动变阻器的构造:滑动变阻器是由」
、线圈、金属棒、滑片、上下接线柱等元件组成。套在瓷
筒上的线圈由表面涂了绝缘漆的电阻丝绕成,它的两头分别与两个下接线柱相连,套在金属棒上的滑片可在金属
棒上滑动,并与线圈紧密接触,线圈上能接触滑片的地方,绝缘漆已被刮去。
线D
接线柱C
接线狂B
从
结构示意图
3、原理:通过改变
来改变电阻大小。
4、名牌数值的物理意义:“电阻值”表示该变阻器的
_,“电流值”表示该变阻器允许通过的
例如:变阻器的铭牌上标有“20025A”,200Q表示该滑动变阻器的
,5A表示
5、滑动变阻器的接线方式与使用方法
P
P
Mo
oAΛXΛ∧o
oMa
(1)先确定滑动变阻器的」
和
(2)用滑动变阻器改变哪个用电器的电流,就跟哪个用电器联在电路中,连接时要接“”两个接线
柱;(3)接通电路前,应将滑动触头滑到处,以
6、旋钮型变阻器:日常生活中我们经常用到的旋钮型变阻器,其原理与滑动变阻器相同,所不同的是滑动变阻
器的形状由直线型变成了圆弧型。
7、旋盘式电阻箱:(1)旋盘式电阻箱相当几个旋钮型变阻器串联而成。其中A、B为接线柱。
缸触片
×1000×100
1
图4.42
(2)读数:把两个接线柱接入电路,调节四个旋盘就能得到0~9999欧之间的任意整数阻值。各旋盘对应的指
示点的示数乘以面板上标记的倍数,然后加在一起,就是接入电路的阻值。如图4一2的电阻值是
8、敏感电阻:敏感电阻是指器件特性对温度、光照、压力等作用敏感的电阻器。其种类分别有热敏电阻、光敏
电阻、气敏电阻、力敏电阻等。
9、变阻器应用举例:(1)台灯调光:旋钮式变阻器(调光器)通过改变
使流过灯泡的
发生变化,
以调节灯泡亮度。(2)音量调节:通过旋钮式变阻器(调音器)改变流过听筒、扬声器中的
来控制音量。
(3)油量表:电流表改装、滑动变阻器、保护电阻等串联在电路中。
【例1】如图所示,图乙为滑动变阻器结构示意图,当滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,图甲中电流表
示数变小,则滑动变阻器接入电路的接线柱是流表示()A.C和DB.A和BC.C和BD.A和D
R
旋纽滑片
M
D
A
B
M
乙
【例2】如图是一种用于台灯调光的旋钮变阻器,当旋钮滑片逆时针转动时,电路中电流变大而使台灯亮度增
大。据此判断旋钮变阻器与接入电路的连接方式是()
A.M连接E、N连接FB.M连接O、N连接FC.M连接O、N连接ED.M连接F、N连接E
例3.如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表(由
电流表改装而成)指针所指的刻度就可以知道油面的高度,当滑动变阻器的金属滑片上移时
(
)
A.电路中的电流减小,油箱油面降低B.电路中的电流增大,油箱油面降低
R
C.电路中的电流增大,油箱油面升高D.电路中的电流减小,油箱油面升高
例4.如图将甲、乙两个滑动变阻器串联在电路中,它们的滑片P甲、P左右移动时,
下列说法中正确的是()
A.P移到a端,Pz移到c端,电路将短路
B.P移到b端,Pz移到d端,电路将短路
Sw
C.P移到b端,Pz移到d端,电流表的示数最小
D.P移到b端,P移到c端,电流表的示数最小
巩固练习:
1.下列关于物质导电性能的描述,正确的是()
A.所有导体都是依靠自由电子导电的
B.绝缘体不易导电的原因是其内部没有电荷
C.半导体是制作集成电路的主要材料
D.日常生活中我们实现了用超导体进行远程输电
2.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$后,点燃酒
精灯加热白炽灯的灯丝,小灯泡L的亮度慢慢变暗了:而在乙图中,闭合开关$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()
橡皮塞玻璃管甲
hls
192
玻璃管乙
A
甲
R
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
3.现在市售的纯净水大多是由自来水经过多层过滤后得到的,矿物质较少,导电能力差,而矿泉水中含有人体
所需的多种矿物质,导电能力较强。小明根据这两种水的导电能力差异设计了如图所示的装置,验证他家购买的
饮用水是矿泉水还是纯净水。甲、乙是两根相同的细长玻璃管,玻璃管甲内装满己知矿泉水,玻璃管乙内装满待
测的饮用水。单刀双掷开关S从1拨到2时
()
A.若电流表示数不变,则乙内是纯净水
B.若电流表示数不变,则乙内是矿泉水
C.若电流表示数变大,则乙内是纯净水
D.若电流表示数变小,则乙内是矿泉水
4.如图甲所示,用酒精灯加热金属丝时,灯泡变暗。如图乙所示,将玻璃芯加热到红热状态时,灯泡发光。下
列说法中,正确的是()
A.加热金属丝会使其电阻变小,电流表示数增大
B.加热使玻璃芯由绝缘体变成了导体,说明导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化
C.图甲中,灯泡和金属丝的电阻不同,通过它们的电流大小也不同
D.不加热时,甲、乙两个电路在闭合开关后都没有电流
5.通常情况下,下列各组物质都属于导体的是()
A.铜、塑料、人体、湿木头
B.水银、锡、玻璃、橡胶
镍铬合金丝①
C.铁、石墨、大地、食盐水
D.铝、石墨、陶瓷、油
镍铬合金丝②
6.某线路板如图所示,用该装置探究影响导体电阻大小的因素。下列说法中,错误的是(
镍铬合金丝③
A.实验中通过比较电流表的示数来比较电阻的大小
B.探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关,应选择电阻丝①和②
C.选择电阻丝②和③探究得出的结论,可解释“导线大多是用铜做的,很少用铁做导线”
D.用该线路板不能探究电阻的大小是否跟导体的材料有关
A
7.如图所示,DB、CE是两根完全相同的电阻丝,金属滑片P跨在两根电阻丝上,当
D∧-BS
滑片P向左或向右滑动时,灯L的亮度不变,则开关S()
P
EV∧-c
A.与A接触B.与B接触C.与C接触D.与B或C接触
8.实验室中某个常用的滑动变阻器铭牌上标有“2022A”的字样。下列关于这个
滑动变阻器的说法,正确的是()
①当滑动变阻器通过2A的电流时,它的电阻为20Q②它接入电路的最大阻值是202③它是通过改变其
接入电路中电阻线的横截面积来改变接入电路中的电阻的④允许通过它的最大电流为2A
A.①③B.①④C.②③D.②④
9.如图甲是旋钮式变阻器示意图,图乙为滑动变阻器示意图,结合图片,下列关于变阻器的说法正确的是()
A.两种变阻器都是通过改变接入的电阻丝的长度来改变电阻的
旋钮触片
B.若连接滑动变阻器AC两个接线柱,则向右移动滑片,电阻变小
C.若连接旋钮式变阻器AC两个接线柱,则顺时针转动旋钮触片电阻变小
金属
p
D.为保证安全,旋钮触片和滑片应该用陶瓷制作第13讲物质的导电性(答卷)
核心考点一:物质的导电能力
1、导体与绝缘体
(1)导体:容易导电的物质叫做导体,主要是物体中电荷可以自由移动。常见的导体有各种金属、石墨(碳)、
入体、大地、盐类的水溶液等。
碳素纤维钓鱼竿
铜线
玻璃
导体
瓷器
绝缘
橡胶手套
金属水管
金银首饰
小、刀
人体
天然矿物油
木凳
(2)绝缘体:不容易导电的物质叫做绝缘体。电荷不能定向移动,摩擦起电的材料多数使用绝缘体,常见
的绝缘体有橡胶、玻璃、瓷、塑料、干木材、油和干燥的空气等。
〈名师指点>:
@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。
②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)导体与绝缘体不是绝对的
有些绝缘体在条件改变时会变成导体,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。
2、半导体
导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质叫做半导体。常见的半导体材料是硅和锗,半导体主要应用于电
子工业。
3、导体易导电、绝缘体不易导电的原因
(1)金属导体导电的原因是:内部存在大量自由移动的电子。
(2)绝缘体不导电的原因是:内部几乎没有自由电荷。
图4-32金属中自由电子的模式图
【例1】下列关于电学知识说法正确的是()
A.将两根用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近,能探究同种电荷间的相互作用
B.不容易导电的物体叫绝缘体,例如:橡胶、石墨
C.摩擦起电,是因为物体在摩擦的过程中创造了电荷
D.导体两端的电压为零时,因为没有电流通过,所以导体电阻为零
【答案】A
【例2】在研究物质结构时,引入了“原子”的概念,在研究磁现象时,引入了“磁感线”的概念;在研究机械
运动时,引入了“参照物”的概念;在研究物质的导电性能时,引入了“绝缘体”的概念,其中属于假想,实际
上并不存在的是()
A.原子
B.磁感线
C.参照物
D.绝缘体
【答案】B
【例3】为了消除人体上因摩擦而产生的静电,在加油站里加油时,一般都要先用手触摸释放静电按钮、将静电
释放掉后再加油,如图所示。则下列说法中,正确的是()
沙前请
A.只有固体之间的相互摩擦才能产生静电
B.摩擦起电的实质是:相互摩擦的物体间产生了电子的得失
C.静电释放按钮上面手触摸的部位是绝缘体
D.静电释放时电子运动的方向就是电流方向
【答案】B
核心考点二:电阻
1、概念
电阻是用来表示导体对电流的阻碍作用能力强弱。绝缘体的电阻非常大,电流不容易通过;导体的电阻小,
电流容易通过。
2电阻符号:用R表示导体的电阻,在电路图中的符号是“己”。
3、电阻单位:在国际单位制中,电阻的单位是欧姆,简称欧,符号是2;比欧姆大的单位还有千欧、兆欧。
4、单位换算:1兆欧(M2)=1000千欧(KQ2,1千欧(K2)=1000欧(2)。
5.影响导体电阻大小的因素【实验】
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?
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
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,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。
M
a
o1 So
锰解合金
A
b
锰铜合金
待测
c
0212S0g解合金
导线
d
02LS0
镶格合金
图4-33比较电阻大小的电路图
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,电阻越达。
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
此实验探究结果表明:不同的材料,导电能力的强弱是不相同的。
(名师指点>:关于本实验的几个事项
①通过比较电流示数比较电流大小、灯泡明暗来比较电流大小(微小的变化不明显):
②本实验用电阻较大的镍铬合金:电阻越大,改变长度或粗细,电阻的变化也越大,电流变化越大。
4、影响电阻大小的因素
(1)内部因素
导体的电阻大小与导体的长度、横截面积(粗细、材料有关:用同种材料的导线,导线越长,电阻越大:
导线越细,电阻也越太。(即在导体的材料相同时,导体的电阻跟导体的长度成正比,跟导体的横截面积成反比,
R=p
(2)外部因素
温度的变化金属导体的电阻会随温度的升高而增大,玻璃的电阻随着温度升高而减小。
〈名师指点>:电阻是导体本身的一种固有属性,它反映了导体对电流的阻碍作用。这种阻碍作用是由导体本身的
材料、长度、横截面积以及温度等因素决定的,而与导体两端的电压大小和通过导体的电流大小无关。换句话说,
无论我们如何改变导体两端的电压或通过导体的电流,只要导体本身的材料、长度、横截面积和温度保持不变,
3
那么导体的电阻就不会改变。
5、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。
6、生活中的导线
在相同条件下,银、铜、铝的电阻很小,而镍铬合金的电阻较大。因此,人们常用电阻小而价格实惠的铜或
铝来制作导线。电木和橡胶的电阻很大,可用作绝缘材料。
7、人体的电阻大小
(1)人体电阻的平均值是1000~20002。不同的人或一个人在不同情况下的电阻值是不同的。
(2)气温高或人体出汗时,人体的电阻值较小:气温低空气干燥时,人体的电阻值较大。
【例1】一根铜导线的电阻为R,要使接入电路中的导线电阻变大,可采取的措施是()
A.将这根导线对折后连入电路中
B.将导线拉长后连入电路中
C.增大导线两端的电压或减小通过导线的电流强度
D.用长度、横截面积相同的银导线代替铜导线
【答案】B
【例2】小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”。a、b为长度一样的镍铭合金丝,b比a的横截面
积大。关于此实验,下列说法正确的是()
●d
夹子
A.小灯泡的亮度越亮,表示接入的合金丝电阻越大
B.把镍铬合金丝换成铜丝,实验效果会更好
C.利用此装置能探究导体电阻大小与导体横截面积及长度的关系
D.为了准确比较两根合金丝的电阻,最好串联一个电压表和变阻器
【答案】C
【例3】某实验小组在探究“电阻的大小与哪些因素有关”时,老师提供的器材如图所示,实验板上固定了A、B、
C、D四根金属丝,S表示金属丝的横截面积,A、B、D长度相同。实验时,将金属丝分别接入电路中的M、N两
点之间,请你回答下列问题。
(1)将金属丝
分别接入M、N两点间,可探究电阻的大小与导体横截面积的关系。
(2)将B、C两根金属丝分别接入M、N两点间,可探究
镍铬·
D2S
镍铬。
cS
镍铬。
BS
铜。
AS
M
N
学生电源b
●
【答案】(1)B、D:(2)电阻的大小与导体长度的关系。
核心考点三:变阻器
1、变阻器及应用
(1)定义:能改变接入电路总电阻大小的元件叫做变阻器。
(2)作用:利用电阻的大小随导体长度改变来控制电路中电流的大小。
(3)符号:☐-。
(4)种类:滑动变阻器、变阻箱旋盘式、插入式、电位器。
(5)应用
①调音台改变音响设备发出声音的品质(改变不同影调的声音成分的响度);
②改变收音机和电视机等的音量(改变响度):
③改变电动汽车的行车速度(改变电流大小,从而改变转动速度)。
④改变台灯亮度(改变电流大小,从而改变灯泡亮度)。
2、滑动变阻器的构造
滑动变阻器是由绝缘体瓷筒、线圈、金属棒、滑片、上下接线柱等元件组成。套在瓷筒上的线圈由表面涂了
绝缘漆的电阻丝绕成,它的两头分别与两个下接线柱相连,套在金属棒上的滑片可在金属棒上滑动,并与线圈紧
密接触,线圈上能接触滑片的地方,绝缘漆己被刮去。
滑片Pp
金属杆接线柱D
D
接线柱C
瓷筒
接线柱B
wwe
接线柱A电阻线圈
结构示意图
符号
3、原理:通过改变接入电路的电阻丝的有效长度来改变电阻大小。
4、名牌数值的物理意义
“电阻值”表示该变阻器的最大电阻,“电流值”表示该变阻器允许通过的最大电流。
例如:变阻器的铭牌上标有“20025A”,2002表示该滑动变阻器的最大电阻是2002,5A表示允许通过的
最大电流是5A。
5、滑动变阻器的接线方式与使用方法
Mo
o Mo
(1)先确定滑动变阻器的最大阻值和允许通过的最大电流:
(2)用滑动变阻器改变哪个用电器的电流,就跟哪个用电器联在电路中,连接时要接“一上一下”两个
接线柱;
(3)接通电路前,应将滑动触头滑到最大阻值处,以保护电路安全。
〈名师指点>:接“同上”两个接线柱时,作导线用,电阻为0Q(如下左图):接“同下”两个接线柱时,作定
值电阻用,接入是的最大电阻(如下右图),这两种接法都不能改变电阻。一上一下的时候注意滑片离下端越远
是阻值越太。
6、旋钮型变阻器
日常生活中我们经常用到的旋钮型变阻器,其原理与滑动变阻器相同,所不同的是滑动变阻器的形状由直线
型变成了圆弧型。
旋钮触片
电阻体
7、旋盘式电阻箱
(1)旋盘式电阻箱相当几个旋钮型变阻器串联而成。其中A、B为接线柱。
6
爱
别
i1
图4.42
(2)读数
把两个接线柱接入电路,调节四个旋盘就能得到0~9999欧之间的任意整数阻值。各旋盘对应的指示点的示
数乘以面板上标记的倍数,然后加在一起,就是接入电路的阻值。如图4一2的电阻值是202。
8、敏感电阻
敏感电阻是指器件特性对温度、光照、压力等作用敏感的电阻器。其种类分别有热敏电阻、光敏电阻、气敏
电阻、力敏电阻等。
9、变阻器应用举例
(1)台灯调光:旋钮式变阻器(调光器)通过改变电阻,使流过灯泡的电流发生变化,以调节灯泡亮度。
(2)音量调节:通过旋钮式变阻器(调音器)改变流过听筒、扬声器中的电流大小来控制音量。
(3)油量表:电流表改装、滑动变阻器、保护电阻等串联在电路中。
【例1】如图所示,图乙为滑动变阻器结构示意图,当滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,图甲中电流表示
数变小,则滑动变阻器接入电路的接线柱是流表示()
D
P
B
WWWwM
0
甲
乙
A.C和D
B.A和B
C.C和B
D.A和D
【答案】C
【例2】如图是一种用于台灯调光的旋钮变阻器,当旋钮滑片逆时针转动时,电路中电流变大而使台灯亮度增大。
据此判断旋钮变阻器与接入电路的连接方式是()
旋钮滑片
A.M连接E、N连接F
B.M连接O、N连接F
C.M连接O、N连接E
D.M连接F、N连接E
>
【答案】C
例3.如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置,是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表(由
电流表改装而成)指针所指的刻度就可以知道油面的高度,当滑动变阻器的金属滑片上移时()
量表
A.电路中的电流减小,油箱油面降低
B.电路中的电流增大,油箱油面降低
C.电路中的电流增大,油箱油面升高
D.电路中的电流减小,油箱油面升高
【答案】A
例4.如图将甲、乙两个滑动变阻器串联在电路中,它们的滑片P、P左右移动时,下列说法中正确的是()
●
P甲
P乙
8w成wB
甲
A.P移到a端,Pz移到c端,电路将短路
B.P移到b端,P,移到d端,电路将短路
C.P移到b端,P乙移到d端,电流表的示数最小
D.P甲移到b端,P移到c端,电流表的示数最小
【答案】D
巩固练习:
1.下列关于物质导电性能的描述,正确的是()
A.所有导体都是依靠自由电子导电的
B.绝缘体不易导电的原因是其内部没有电荷
C.半导体是制作集成电路的主要材料
D.日常生活中我们实现了用超导体进行远程输电
【答案】C
2.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$后,点燃酒
精灯加热白炽灯的灯丝,小灯泡L的亮度慢慢变暗了;而在乙图中,闭合开关$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()
甲
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
【答案】A
3.现在市售的纯净水大多是由自来水经过多层过滤后得到的,矿物质较少,导电能力差,而矿泉水中含有人体
所需的多种矿物质,导电能力较强。小明根据这两种水的导电能力差异设计了如图所示的装置,验证他家购买的
饮用水是矿泉水还是纯净水。甲、乙是两根相同的细长玻璃管,玻璃管甲内装满已知矿泉水,玻璃管乙内装满待
测的饮用水。单刀双掷开关S从1拨到2时()
橡皮塞玻璃管甲
192
玻璃管乙
A
R
A.若电流表示数不变,则乙内是纯净水
B.若电流表示数不变,则乙内是矿泉水
C.若电流表示数变大,则乙内是纯净水
D.若电流表示数变小,则乙内是矿泉水
【答案】B
4.如图甲所示,用酒精灯加热金属丝时,灯泡变暗。如图乙所示,将玻璃芯加热到红热状态时,灯泡发光。下
列说法中,正确的是
()
甲
A.加热金属丝会使其电阻变小,电流表示数增大
B.加热使玻璃芯由绝缘体变成了导体,说明导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化
C.图甲中,灯泡和金属丝的电阻不同,通过它们的电流大小也不同
D.不加热时,甲、乙两个电路在闭合开关后都没有电流
【答案】B
5.通常情况下,下列各组物质都属于导体的是()
A.铜、塑料、人体、湿木头
B.水银、锡、玻璃、橡胶
C.铁、石墨、大地、食盐水
D.铝、石墨、陶瓷、油
【答案】C
6.某线路板如图所示,用该装置探究影响导体电阻大小的因素。下列说法中,错误的是()
镍铬合金丝①
镍铬合金丝②
镍铬合金丝③
A.实验中通过比较电流表的示数来比较电阻的大小
B.探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关,应选择电阻丝①和②
C.选择电阻丝②和③探究得出的结论,可解释“导线大多是用铜做的,很少用铁做导线”
D.用该线路板不能探究电阻的大小是否跟导体的材料有关
【答案】C
7.如图所示,DB、CE是两根完全相同的电阻丝,金属滑片P跨在两根电阻丝上,当滑片P向左或向右滑动时,
灯L的亮度不变,则开关S(
EA
L☒
A.与A接触
B.与B接触
C.与C接触
D.与B或C接触
【答案】D
8.实验室中某个常用的滑动变阻器铭牌上标有“2022A”的字样。下列关于这个滑动变阻器的说法,正确
的是()
①当滑动变阻器通过2A的电流时,它的电阻为20Ω
②它接入电路的最大阻值是202
③它是通过改变其接入电路中电阻线的横截面积来改变接入电路中的电阻的
④允许通过它的最大电流为2A
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
【答案】D
9.如图甲是旋钮式变阻器示意图,图乙为滑动变阻器示意图,结合图片,下列关于变阻器的说法正确的是()
10
旋钮触片
B
金属条
P
tg
A
甲
乙
A.两种变阻器都是通过改变接入的电阻丝的长度来改变电阻的
B.若连接滑动变阻器AC两个接线柱,则向右移动滑片,电阻变小
C.若连接旋钮式变阻器AC两个接线柱,则顺时针转动旋钮触片电阻变小
D.为保证安全,旋钮触片和滑片应该用陶瓷制作
【答案】A
1O.将如图乙所示的旋钮式变阻器接入如图甲所示电路的MN之间,能起到调节灯泡亮度的作用。若要使灯泡
逐渐变亮,下列连接及操作方式可行的是()
金属条
旋钮触片
甲
乙
A.M、N分别连接X、Y,顺时针转动旋钮触片
B.M、N分别连接X、Y,逆时针转动旋钮触片
C.M、N分别连接X、Z,顺时针转动旋钮触片
D.M、N分别连接Y、Z,逆时针转动旋钮触片
【答案】B
11.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0<E、F是它的三个接线柱。
旋钮滑片
油门
M
Q电动
A
-{。
(1)变阻器上旋钮滑片的材料应选用
(选填“导体”或“绝缘体”)。
(2)车速仪由电流表改装,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。若P接0,那
11
么Q应接的接线柱是
(选填“E”或“F”)。
【答案】(1)导体
(2)E
12.小明用电流表和滑动变阻器设计了如图甲所示的压力测量仪,可以反映弹簧上方金属片受到的压力大小。其
中R'是滑动变阻器,R是定值电阻,电源电压恒定不变,压力表实际上是一个电流表。
压
100N
金属片
A
乙
(1)当开关S闭合,金属片受到的压力增大时,变阻器接入电路的阻值
,电流表的示数
(以
上均填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)我们将电流表中的电流刻度换成相应的力的刻度,就能直接显示金属片受到的压力大小。如果刻度盘中
100N的位置如图乙所示,则120N的刻度线应在100N刻度线的
(填“左”或“右”)边。
【答案】(1)变大:变小
(2)左
13.实验室有一种拔插式变阻器,其结构如图所示。六片铜片依次排开,每相邻两片铜片间有不同阻值的定值
电阻或电阻丝相连接,五个铜塞均可在相邻两铜片间的空隙处自由插入或拔出,从而改变AB间的电阻值。
铜塞
铜片
000
000
5050 2020 10
(1)该变阻器的A、B接线柱间可形成的最大电阻为
2。
(2)图示状态下,A、B接线柱间的电阻为
【答案】(1)15
(2)7
14.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,小明设计了如图所示的电路。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
铜锌合金
1.0
0.5
0
铜锌合金
1.0
0.8
12
(1)在连接电路时,将被测电阻丝接入、b后发现,还缺少一个元件,他应该在电路中再接入的元件
是
(2)现有A、B、C、D四根电阻丝(规格如表所示),为了探究导体电阻与材料的关系,小明应该选择
(填
字母)两个电阻丝进行实验。
(3)为粗略判断a、b两点间电阻丝的电阻大小,可观察
(4)另有甲、乙两名同学分别对小明的电路作了如下改进:甲把灯泡更换为电流表:乙在原电路中串联接入
电流表。你认为
(填“甲”或“乙”)同学的改进更好一些,理由是。
【答案】(1)开关(2)B、C(3)灯泡的亮度
(4)乙
15.如图甲是研究“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如表:
电阻(欧)
0.150
ZZZZHK010
0の04
3
0.100
0.6
0.050
0.6(3
-269.15
-268.95
-268.75温度(°C)
甲
乙
丙
实验组
电阻丝
材料
长度(厘米)
直径(毫米)
电流(安)
a
康铜丝
57.20
0.50
待填
2
b
镍铬丝
57.20
0.50
0.14
3
镍铬丝
57.20
0.70
0.26
d
镍铬丝
28.60
0.70
0.54
请回答:
(1)将电阻丝的两端接入电路,闭合开关后,电流表指针位置如图乙所示,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
(4)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丙所示。描述该金属电阻在降温过程中的现
象
0
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。
13
【答案】(1)0.32(2)2、3
(3)转换法
(4)该金属的电阻随温度降低而减小,在-268.95℃时,电阻变成了0:输电线
1✉
第13讲物质的导电性(答卷)
核心考点一: 物质的导电能力
1、导体与绝缘体
(1)导体:容易导电的物质叫做导体,主要是物体中电荷可以自由移动。常见的导体有各种金属、石墨(碳)、入体、大地、盐类的水溶液等。
(2)绝缘体:不容易导电的物质叫做绝缘体。电荷不能定向移动,摩擦起电的材料多数使用绝缘体,常见的绝缘体有橡胶、玻璃、瓷、塑料、干木材、油和干燥的空气等。
<名师指点>:
①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。
②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)导体与绝缘体不是绝对的
有些绝缘体在条件改变时会变成导体,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。
2、半导体
导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质叫做半导体。常见的半导体材料是硅和锗,半导体主要应用于电子工业。
3、导体易导电、绝缘体不易导电的原因
(1)金属导体导电的原因是:内部存在大量自由移动的电子。
(2)绝缘体不导电的原因是:内部几乎没有自由电荷。
【例1】下列关于电学知识说法正确的是( )
A.将两根用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近,能探究同种电荷间的相互作用
B.不容易导电的物体叫绝缘体,例如:橡胶、石墨
C.摩擦起电,是因为物体在摩擦的过程中创造了电荷
D.导体两端的电压为零时,因为没有电流通过,所以导体电阻为零
【答案】A
【例2】在研究物质结构时,引入了“原子”的概念,在研究磁现象时,引入了“磁感线”的概念;在研究机械运动时,引入了“参照物”的概念;在研究物质的导电性能时,引入了“绝缘体”的概念,其中属于假想,实际上并不存在的是( )
A.原子 B.磁感线 C.参照物 D.绝缘体
【答案】B
【例3】为了消除人体上因摩擦而产生的静电,在加油站里加油时,一般都要先用手触摸释放静电按钮、将静电释放掉后再加油,如图所示。则下列说法中,正确的是( )
A.只有固体之间的相互摩擦才能产生静电
B.摩擦起电的实质是:相互摩擦的物体间产生了电子的得失
C.静电释放按钮上面手触摸的部位是绝缘体
D.静电释放时电子运动的方向就是电流方向
【答案】B
核心考点二: 电阻
1、概念
电阻是用来表示导体对电流的阻碍作用能力强弱。绝缘体的电阻非常大,电流不容易通过;导体的电阻小,电流容易通过。
2、电阻符号:用R表示导体的电阻,在电路图中的符号是“”。
3、电阻单位:在国际单位制中,电阻的单位是欧姆,简称欧,符号是Ω;比欧姆大的单位还有千欧、兆欧。
4、单位换算:1兆欧(MΩ)= 1000千欧(KΩ),1千欧(KΩ)= 1000欧(Ω)。
5.影响导体电阻大小的因素【实验】
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?
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,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
此实验探究结果表明:不同的材料,导电能力的强弱是不相同的。
<名师指点>:关于本实验的几个事项
①通过比较电流示数比较电流大小、灯泡明暗来比较电流大小(微小的变化不明显);
②本实验用电阻较大的镍铬合金:电阻越大,改变长度或粗细,电阻的变化也越大,电流变化越大。
4、影响电阻大小的因素
(1)内部因素
导体的电阻大小与导体的长度、横截面积(粗细)、材料有关;用同种材料的导线,导线越长,电阻越大;导线越细,电阻也越大。(即在导体的材料相同时,导体的电阻跟导体的长度成正比,跟导体的横截面积成反比,R=ρ·)
(2)外部因素
温度的变化金属导体的电阻会随温度的升高而增大,玻璃的电阻随着温度升高而减小。
<名师指点>:电阻是导体本身的一种固有属性,它反映了导体对电流的阻碍作用。这种阻碍作用是由导体本身的材料、长度、横截面积以及温度等因素决定的,而与导体两端的电压大小和通过导体的电流大小无关。换句话说,无论我们如何改变导体两端的电压或通过导体的电流,只要导体本身的材料、长度、横截面积和温度保持不变,那么导体的电阻就不会改变。
5、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。
6、生活中的导线
在相同条件下,银、铜、铝的电阻很小,而镍铬合金的电阻较大。因此,人们常用电阻小而价格实惠的铜或铝来制作导线。电木和橡胶的电阻很大,可用作绝缘材料。
7、人体的电阻大小
(1)人体电阻的平均值是1 000~ 2 000Ω。不同的人或一个人在不同情况下的电阻值是不同的。
(2)气温高或人体出汗时,人体的电阻值较小;气温低空气干燥时,人体的电阻值较大。
【例1】一根铜导线的电阻为R,要使接入电路中的导线电阻变大,可采取的措施是( )
A.将这根导线对折后连入电路中
B.将导线拉长后连入电路中
C.增大导线两端的电压或减小通过导线的电流强度
D.用长度、横截面积相同的银导线代替铜导线
【答案】B
【例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.小灯泡的亮度越亮,表示接入的合金丝电阻越大
B.把镍铬合金丝换成铜丝,实验效果会更好
C.利用此装置能探究导体电阻大小与导体横截面积及长度的关系
D.为了准确比较两根合金丝的电阻,最好串联一个电压表和变阻器
【答案】C
【例3】某实验小组在探究“电阻的大小与哪些因素有关”时,老师提供的器材如图所示,实验板上固定了A、B、C、D四根金属丝,S表示金属丝的横截面积,A、B、D长度相同。实验时,将金属丝分别接入电路中的M、N两点之间,请你回答下列问题。
(1)将金属丝 分别接入M、N两点间,可探究电阻的大小与导体横截面积的关系。
(2)将B、C两根金属丝分别接入M、N两点间,可探究 。
【答案】 (1)B、D;(2)电阻的大小与导体长度的关系。
核心考点三:变阻器
1、变阻器及应用
(1)定义:能改变接入电路总电阻大小的元件叫做变阻器。
(2)作用:利用电阻的大小随导体长度改变来控制电路中电流的大小。
(3)符号:。
(4)种类:滑动变阻器、变阻箱旋盘式、插入式、电位器。
(5)应用
①调音台改变音响设备发出声音的品质(改变不同影调的声音成分的响度);
②改变收音机和电视机等的音量(改变响度);
③改变电动汽车的行车速度(改变电流大小,从而改变转动速度)。
④改变台灯亮度(改变电流大小,从而改变灯泡亮度)。
2、滑动变阻器的构造
滑动变阻器是由绝缘体瓷筒、线圈、金属棒、滑片、上下接线柱等元件组成。套在瓷筒上的线圈由表面涂了绝缘漆的电阻丝绕成,它的两头分别与两个下接线柱相连,套在金属棒上的滑片可在金属棒上滑动,并与线圈紧密接触,线圈上能接触滑片的地方,绝缘漆已被刮去。
3、原理:通过改变接入电路的电阻丝的有效长度来改变电阻大小。
4、名牌数值的物理意义
“电阻值”表示该变阻器的最大电阻,“电流值”表示该变阻器允许通过的最大电流。
例如:变阻器的铭牌上标有“200Ω5A”,200Ω表示该滑动变阻器的最大电阻是200Ω,5A表示允许通过的最大电流是5A。
5、滑动变阻器的接线方式与使用方法
(1)先确定滑动变阻器的最大阻值和允许通过的最大电流;
(2)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在电路中,连接时要接“一上一下”两个接线柱;
(3)接通电路前,应将滑动触头滑到最大阻值处,以保护电路安全。
<名师指点>:接“同上”两个接线柱时,作导线用,电阻为0Ω(如下左图);接“同下”两个接线柱时,作定值电阻用,接入是的最大电阻(如下右图),这两种接法都不能改变电阻。一上一下的时候注意滑片离下端越远是阻值越大。
6、旋钮型变阻器
日常生活中我们经常用到的旋钮型变阻器,其原理与滑动变阻器相同,所不同的是滑动变阻器的形状由直线型变成了圆弧型。
7、旋盘式电阻箱
(1)旋盘式电阻箱相当几个旋钮型变阻器串联而成。其中A、B为接线柱。
(2)读数
把两个接线柱接入电路,调节四个旋盘就能得到0~9999欧之间的任意整数阻值。各旋盘对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数,然后加在一起,就是接入电路的阻值。如图4-2的电阻值是20Ω。
8、敏感电阻
敏感电阻是指器件特性对温度、光照、压力等作用敏感的电阻器。其种类分别有热敏电阻、光敏电阻、气敏电阻、力敏电阻等。
9、变阻器应用举例
(1)台灯调光:旋钮式变阻器(调光器)通过改变电阻,使流过灯泡的电流发生变化,以调节灯泡亮度。
(2)音量调节:通过旋钮式变阻器(调音器)改变流过听筒、扬声器中的电流大小来控制音量。
(3)油量表:电流表改装、滑动变阻器、保护电阻等串联在电路中。
【例1】如图所示,图乙为滑动变阻器结构示意图,当滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,图甲中电流表示数变小,则滑动变阻器接入电路的接线柱是流表示( )
A.C和D B.A和B C.C和B D.A和D
【答案】C
【例2】如图是一种用于台灯调光的旋钮变阻器,当旋钮滑片逆时针转动时,电路中电流变大而使台灯亮度增大。据此判断旋钮变阻器与接入电路的连接方式是( )
A.M连接E、N连接F B.M连接O、N连接F
C.M连接O、N连接E D.M连接F、N连接E
【答案】C
例3.如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度就可以知道油面的高度,当滑动变阻器的金属滑片上移时 ( )
A.电路中的电流减小,油箱油面降低
B.电路中的电流增大,油箱油面降低
C.电路中的电流增大,油箱油面升高
D.电路中的电流减小,油箱油面升高
【答案】A
例4.如图将甲、乙两个滑动变阻器串联在电路中,它们的滑片P甲、P乙左右移动时,下列说法中正确的是( )
A.P甲移到a端, P乙移到c端,电路将短路
B.P甲移到b端, P乙移到d端,电路将短路
C.P甲移到b端,P乙 移到d端,电流表的示数最小
D.P甲 移到 b 端,P乙移到c端,电流表的示数最小
【答案】D
巩固练习:
1.下列关于物质导电性能的描述,正确的是( )
A.所有导体都是依靠自由电子导电的
B.绝缘体不易导电的原因是其内部没有电荷
C.半导体是制作集成电路的主要材料
D.日常生活中我们实现了用超导体进行远程输电
【答案】C
2.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
【答案】A
3.现在市售的纯净水大多是由自来水经过多层过滤后得到的,矿物质较少,导电能力差,而矿泉水中含有人体所需的多种矿物质,导电能力较强。小明根据这两种水的导电能力差异设计了如图所示的装置,验证他家购买的饮用水是矿泉水还是纯净水。甲、乙是两根相同的细长玻璃管,玻璃管甲内装满已知矿泉水,玻璃管乙内装满待测的饮用水。单刀双掷开关S从1拨到2时 ( )
A.若电流表示数不变,则乙内是纯净水 B.若电流表示数不变,则乙内是矿泉水
C.若电流表示数变大,则乙内是纯净水 D.若电流表示数变小,则乙内是矿泉水
【答案】B
4.如图甲所示,用酒精灯加热金属丝时,灯泡变暗。如图乙所示,将玻璃芯加热到红热状态时,灯泡发光。下列说法中,正确的是 ( )
A.加热金属丝会使其电阻变小,电流表示数增大
B.加热使玻璃芯由绝缘体变成了导体,说明导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化
C.图甲中,灯泡和金属丝的电阻不同,通过它们的电流大小也不同
D.不加热时,甲、乙两个电路在闭合开关后都没有电流
【答案】B
5.通常情况下,下列各组物质都属于导体的是( )
A.铜、塑料、人体、湿木头 B.水银、锡、玻璃、橡胶
C.铁、石墨、大地、食盐水 D.铝、石墨、陶瓷、油
【答案】C
6.某线路板如图所示,用该装置探究影响导体电阻大小的因素。下列说法中,错误的是( )
A.实验中通过比较电流表的示数来比较电阻的大小
B.探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关,应选择电阻丝①和②
C.选择电阻丝②和③探究得出的结论,可解释“导线大多是用铜做的,很少用铁做导线”
D.用该线路板不能探究电阻的大小是否跟导体的材料有关
【答案】C
7.如图所示,DB、CE 是两根完全相同的电阻丝,金属滑片 P 跨在两根电阻丝上,当滑片P 向左或向右滑动时,灯L的亮度不变,则开关S( )
A.与A 接触 B.与 B 接触
C.与C接触 D.与 B 或C 接触
【答案】D
8.实验室中某个常用的滑动变阻器铭牌上标有“20 Ω 2 A”的字样。下列关于这个滑动变阻器的说法,正确的是( )
①当滑动变阻器通过2 A 的电流时,它的电阻为 20 Ω
②它接入电路的最大阻值是20Ω
③它是通过改变其接入电路中电阻线的横截面积来改变接入电路中的电阻的
④允许通过它的最大电流为2 A
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】D
9.如图甲是旋钮式变阻器示意图,图乙为滑动变阻器示意图,结合图片,下列关于变阻器的说法正确的是( )
A.两种变阻器都是通过改变接入的电阻丝的长度来改变电阻的
B.若连接滑动变阻器 AC 两个接线柱,则向右移动滑片,电阻变小
C.若连接旋钮式变阻器 AC 两个接线柱,则顺时针转动旋钮触片电阻变小
D.为保证安全,旋钮触片和滑片应该用陶瓷制作
【答案】A
10.将如图乙所示的旋钮式变阻器接入如图甲所示电路的 MN之间,能起到调节灯泡亮度的作用。若要使灯泡逐渐变亮,下列连接及操作方式可行的是 ( )
A.M、N分别连接X、Y,顺时针转动旋钮触片
B.M、N分别连接X、Y,逆时针转动旋钮触片
C.M、N分别连接X、Z,顺时针转动旋钮触片
D.M、N分别连接Y、Z,逆时针转动旋钮触片
【答案】B
11.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是它的三个接线柱。
(1)变阻器上旋钮滑片的材料应选用 (选填“导体”或“绝缘体”)。
(2)车速仪由电流表改装,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。若P接O,那么Q应接的接线柱是 (选填“E”或“F”)。
【答案】(1)导体 (2)E
12.小明用电流表和滑动变阻器设计了如图甲所示的压力测量仪,可以反映弹簧上方金属片受到的压力大小。其中 R'是滑动变阻器,R是定值电阻,电源电压恒定不变,压力表实际上是一个电流表。
(1)当开关S闭合,金属片受到的压力增大时,变阻器接入电路的阻值 ,电流表的示数 (以上均填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)我们将电流表中的电流刻度换成相应的力的刻度,就能直接显示金属片受到的压力大小。如果刻度盘中 100 N 的位置如图乙所示,则120 N 的刻度线应在 100 N 刻度线的 (填“左”或“右”)边。
【答案】(1)变大;变小 (2)左
13.实验室有一种拔插式变阻器,其结构如图所示。六片铜片依次排开,每相邻两片铜片间有不同阻值的定值电阻或电阻丝相连接,五个铜塞均可在相邻两铜片间的空隙处自由插入或拔出,从而改变AB 间的电阻值。
(1)该变阻器的A、B接线柱间可形成的最大电阻为 Ω。
(2)图示状态下,A、B接线柱间的电阻为 Ω。
【答案】(1)15 (2)7
14.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,小明设计了如图所示的电路。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
铜锌合金
1.0
0.5
D
铜锌合金
1.0
0.8
(1)在连接电路时,将被测电阻丝接入a、b后发现,还缺少一个元件,他应该在电路中再接入的元件是 。
(2)现有A、B、C、D四根电阻丝(规格如表所示),为了探究导体电阻与材料的关系,小明应该选择 (填字母)两个电阻丝进行实验。
(3)为粗略判断a、b两点间电阻丝的电阻大小,可观察 。
(4)另有甲、乙两名同学分别对小明的电路作了如下改进:甲把灯泡更换为电流表;乙在原电路中串联接入电流表。你认为 (填“甲”或“乙”)同学的改进更好一些,理由是 。
【答案】(1)开关 (2)B、C (3)灯泡的亮度 (4)乙
15.如图甲是研究“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如表:
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乙所示,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 。
(4)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丙所示。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。
【答案】(1)0.32 (2)2、3 (3)转换法
(4)该金属的电阻随温度降低而减小,在-268.95℃时,电阻变成了0;输电线
1
学科网(北京)股份有限公司
$
第13讲物质的导电性(问卷)
核心考点一: 物质的导电能力
1、导体与绝缘体
(1)导体: 的物质叫做导体,主要是物体中电荷可以 。常见的导体有各种金属、石墨(碳)、入体、大地、盐类的水溶液等。
(2)绝缘体: 的物质叫做绝缘体。电荷不能 ,摩擦起电的材料多数使用绝缘体,常见的绝缘体有橡胶、玻璃、瓷、塑料、干木材、油和干燥的空气等。
<名师指点>:①纯净的水是 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。
②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 。
(3)导体与绝缘体不是绝对的:有些绝缘体在条件改变时会变成导体,如: 的玻璃会导电;导体的 后,会使它的导电能力下降,甚至不容易导电。
2、半导体:导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质叫做 常见的半导体材料是 ,半导体主要应用于电子工业。
3、导体易导电、绝缘体不易导电的原因:(1)金属导体导电的原因是:内部存在大量 。(2)绝缘体不导电的原因是:内部 。
【例1】下列关于电学知识说法正确的是( )
A.将两根用毛皮摩擦过的橡胶棒相互靠近,能探究同种电荷间的相互作用
B.不容易导电的物体叫绝缘体,例如:橡胶、石墨
C.摩擦起电,是因为物体在摩擦的过程中创造了电荷
D.导体两端的电压为零时,因为没有电流通过,所以导体电阻为零
【例2】在研究物质结构时,引入了“原子”的概念,在研究磁现象时,引入了“磁感线”的概念;在研究机械运动时,引入了“参照物”的概念;在研究物质的导电性能时,引入了“绝缘体”的概念,其中属于假想,实际上并不存在的是( )A.原子 B.磁感线 C.参照物 D.绝缘体
【例3】为了消除人体上因摩擦而产生的静电,在加油站里加油时,一般都要先用手触摸释放静电按钮、将静电释放掉后再加油,如图所示。则下列说法中,正确的是( )
A.只有固体之间的相互摩擦才能产生静电 B.摩擦起电的实质是:相互摩擦的物体间产生了电子的得失 C.静电释放按钮上面手触摸的部位是绝缘体
D.静电释放时电子运动的方向就是电流方向
核心考点二: 电阻
1、概念:电阻是用来表示导体对电流的 作用能力强弱。绝缘体的电阻 ,电流不容易通过;导体的电阻 ,电流容易通过。
2、电阻符号:用R表示导体的电阻,在电路图中的符号是“ ”。
3、电阻单位:在国际单位制中,电阻的单位是 ,简称欧,符号是 ;比欧姆大的单位还有 。 4、单位换算:1兆欧(MΩ)= ,1千欧(KΩ)= 。
5.影响导体电阻大小的因素【实验】
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 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?
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 法来逐个研究影响电阻的因素,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 ;要控制不变的因素是 。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: 。
2、探究电阻与导线粗细的关系:这个探究中,主要变量是 ;要控制不变的因素是 。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: 。
3、用同样的方法研究导体电阻与材料的关系此实验探究结果表明: 。
4、影响电阻大小的因素:(1)内部因素:导体的电阻大小与导体的 、 、 有关;用同种材料的导线,导线越长,电阻越 ;导线越细,电阻也越 。(即在导体的材料相同时,导体的电阻跟导体的长度成 ,跟导体的横截面积成 ,R=ρ·)
(2)外部因素:温度的变化金属导体的电阻会随温度的升高而 ,玻璃的电阻随着温度升高而 。
<名师指点>:电阻是导体本身的一种 ,它反映了导体对电流的 。这种阻碍作用是由导体本身的材料、长度、横截面积以及温度等因素决定的,而与导体两端的电压大小和通过导体的电流大小无关。换句话说,无论我们如何改变导体两端的电压或通过导体的电流,只要导体本身的材料、长度、横截面积和温度保持不变,那么导体的电阻就不会改变。
5、 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。
6、生活中的导线
在相同条件下,银、铜、铝的电阻很小,而镍铬合金的电阻较大。因此,人们常用电阻小而价格实惠的铜或铝来制作导线。电木和橡胶的电阻很大,可用作绝缘材料。
7、人体的电阻大小:(1)人体电阻的平均值是1 000~ 2 000Ω。不同的人或一个人在不同情况下的电阻值是不同的。(2)气温高或人体出汗时,人体的电阻值较 ;气温低空气干燥时,人体的电阻值较 。
【例1】一根铜导线的电阻为R,要使接入电路中的导线电阻变大,可采取的措施是( )
A.将这根导线对折后连入电路中 B.将导线拉长后连入电路中
C.增大导线两端的电压或减小通过导线的电流强度 D.用长度、横截面积相同的银导线代替铜导线
【例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.小灯泡的亮度越亮,表示接入的合金丝电阻越大
B.把镍铬合金丝换成铜丝,实验效果会更好
C.利用此装置能探究导体电阻大小与导体横截面积及长度的关系
D.为了准确比较两根合金丝的电阻,最好串联一个电压表和变阻器
【例3】某实验小组在探究“电阻的大小与哪些因素有关”时,老师提供的器材如图所示,实验板上固定了A、B、C、D四根金属丝,S表示金属丝的横截面积,A、B、D长度相同。实验时,将金属丝分别接入电路中的M、N两点之间,请你回答下列问题。(1)将金属丝 分别接入M、N两点间,可探究电阻的大小与导体横截面积的关系。(2)将B、C两根金属丝分别接入M、N两点间,可探究 。
核心考点三:变阻器
1、变阻器及应用:(1)定义:能改变接入电路总电阻大小的元件叫做 。
(2)作用:利用电阻的大小随导体长度改变来控制电路中电流的大小。(3)符号:。
(4)种类:滑动变阻器、变阻箱旋盘式、插入式、电位器。
(5)应用:①调音台改变音响设备发出声音的品质(改变不同影调的声音成分的响度);
②改变收音机和电视机等的音量(改变响度);③改变电动汽车的行车速度(改变电流大小,从而改变转动速度)。④改变台灯亮度(改变电流大小,从而改变灯泡亮度)。
2、滑动变阻器的构造:滑动变阻器是由 、线圈、金属棒、滑片、上下接线柱等元件组成。套在瓷筒上的线圈由表面涂了绝缘漆的电阻丝绕成,它的两头分别与两个下接线柱相连,套在金属棒上的滑片可在金属棒上滑动,并与线圈紧密接触,线圈上能接触滑片的地方,绝缘漆已被刮去。
3、原理:通过改变 来改变电阻大小。
4、名牌数值的物理意义:“电阻值”表示该变阻器的 ,“电流值”表示该变阻器允许通过的 。
例如:变阻器的铭牌上标有“200Ω5A”,200Ω表示该滑动变阻器的 ,5A表示 。
5、滑动变阻器的接线方式与使用方法
(1)先确定滑动变阻器的 和 ;
(2)用滑动变阻器改变哪个用电器的电流,就跟哪个用电器 联在电路中,连接时要接“ ”两个接线柱;(3)接通电路前,应将滑动触头滑到 处,以 。
6、旋钮型变阻器:日常生活中我们经常用到的旋钮型变阻器,其原理与滑动变阻器相同,所不同的是滑动变阻器的形状由直线型变成了圆弧型。
7、旋盘式电阻箱:(1)旋盘式电阻箱相当几个旋钮型变阻器串联而成。其中A、B为接线柱。
(2)读数:把两个接线柱接入电路,调节四个旋盘就能得到0~9999欧之间的任意整数阻值。各旋盘对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数,然后加在一起,就是接入电路的阻值。如图4-2的电阻值是 。
8、敏感电阻:敏感电阻是指器件特性对温度、光照、压力等作用敏感的电阻器。其种类分别有热敏电阻、光敏电阻、气敏电阻、力敏电阻等。
9、变阻器应用举例:(1)台灯调光:旋钮式变阻器(调光器)通过改变 ,使流过灯泡的 发生变化,以调节灯泡亮度。(2)音量调节:通过旋钮式变阻器(调音器)改变流过听筒、扬声器中的 来控制音量。(3)油量表:电流表改装、滑动变阻器、保护电阻等串联在电路中。
【例1】如图所示,图乙为滑动变阻器结构示意图,当滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,图甲中电流表示数变小,则滑动变阻器接入电路的接线柱是流表示( )A.C和D B.A和B C.C和B D.A和D
【例2】如图是一种用于台灯调光的旋钮变阻器,当旋钮滑片逆时针转动时,电路中电流变大而使台灯亮度增大。据此判断旋钮变阻器与接入电路的连接方式是( )
A.M连接E、N连接F B.M连接O、N连接F C.M连接O、N连接E D.M连接F、N连接E
例3.如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度就可以知道油面的高度,当滑动变阻器的金属滑片上移时 ( )
A.电路中的电流减小,油箱油面降低 B.电路中的电流增大,油箱油面降低
C.电路中的电流增大,油箱油面升高 D.电路中的电流减小,油箱油面升高
例4.如图将甲、乙两个滑动变阻器串联在电路中,它们的滑片P甲、P乙左右移动时,下列说法中正确的是( )
A.P甲移到a端, P乙移到c端,电路将短路
B.P甲移到b端, P乙移到d端,电路将短路
C.P甲移到b端,P乙 移到d端,电流表的示数最小
D.P甲 移到 b 端,P乙移到c端,电流表的示数最小
巩固练习:
1.下列关于物质导电性能的描述,正确的是( )
A.所有导体都是依靠自由电子导电的 B.绝缘体不易导电的原因是其内部没有电荷
C.半导体是制作集成电路的主要材料 D.日常生活中我们实现了用超导体进行远程输电
2.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
3.现在市售的纯净水大多是由自来水经过多层过滤后得到的,矿物质较少,导电能力差,而矿泉水中含有人体所需的多种矿物质,导电能力较强。小明根据这两种水的导电能力差异设计了如图所示的装置,验证他家购买的饮用水是矿泉水还是纯净水。甲、乙是两根相同的细长玻璃管,玻璃管甲内装满已知矿泉水,玻璃管乙内装满待测的饮用水。单刀双掷开关S从1拨到2时 ( )
A.若电流表示数不变,则乙内是纯净水 B.若电流表示数不变,则乙内是矿泉水
C.若电流表示数变大,则乙内是纯净水 D.若电流表示数变小,则乙内是矿泉水
4.如图甲所示,用酒精灯加热金属丝时,灯泡变暗。如图乙所示,将玻璃芯加热到红热状态时,灯泡发光。下列说法中,正确的是 ( )
A.加热金属丝会使其电阻变小,电流表示数增大
B.加热使玻璃芯由绝缘体变成了导体,说明导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化
C.图甲中,灯泡和金属丝的电阻不同,通过它们的电流大小也不同
D.不加热时,甲、乙两个电路在闭合开关后都没有电流
5.通常情况下,下列各组物质都属于导体的是( )
A.铜、塑料、人体、湿木头 B.水银、锡、玻璃、橡胶
C.铁、石墨、大地、食盐水 D.铝、石墨、陶瓷、油
6.某线路板如图所示,用该装置探究影响导体电阻大小的因素。下列说法中,错误的是( )
A.实验中通过比较电流表的示数来比较电阻的大小
B.探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关,应选择电阻丝①和②
C.选择电阻丝②和③探究得出的结论,可解释“导线大多是用铜做的,很少用铁做导线”
D.用该线路板不能探究电阻的大小是否跟导体的材料有关
7.如图所示,DB、CE 是两根完全相同的电阻丝,金属滑片 P 跨在两根电阻丝上,当滑片P 向左或向右滑动时,灯L的亮度不变,则开关S( )
A.与A 接触 B.与 B 接触 C.与C接触 D.与 B 或C 接触
8.实验室中某个常用的滑动变阻器铭牌上标有“20 Ω 2 A”的字样。下列关于这个滑动变阻器的说法,正确的是( )
①当滑动变阻器通过2 A 的电流时,它的电阻为 20 Ω ②它接入电路的最大阻值是20Ω ③它是通过改变其接入电路中电阻线的横截面积来改变接入电路中的电阻的④允许通过它的最大电流为2 A
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
9.如图甲是旋钮式变阻器示意图,图乙为滑动变阻器示意图,结合图片,下列关于变阻器的说法正确的是( )
A.两种变阻器都是通过改变接入的电阻丝的长度来改变电阻的
B.若连接滑动变阻器 AC 两个接线柱,则向右移动滑片,电阻变小
C.若连接旋钮式变阻器 AC 两个接线柱,则顺时针转动旋钮触片电阻变小
D.为保证安全,旋钮触片和滑片应该用陶瓷制作
1
学科网(北京)股份有限公司
$