16.3 电阻（知识解读） 讲义-2026-2027学年人教版物理九年级全一册

本讲义聚焦初中物理“电阻”核心知识点，系统梳理电阻的概念（定义、符号、单位及与电压电流无关的性质）、影响因素（材料、长度、横截面积、温度，通过实验探究）及半导体、超导体的特点与应用，构建从基础概念到实际应用的完整学习支架。 该资料以7种题型归纳为特色，涵盖概念理解、实验探究等，实验设计注重科学探究（如控制变量法、转换法）与科学思维（模型建构、推理），结合二极管、超导材料等实例，课中辅助教师引导学生实验与概念理解，课后通过随堂巩固帮助学生查漏补缺，提升物理观念与科学态度。

16.3 电阻（知识解读） 【新教材人教版】 题型归纳 【题型1 电阻的概念】 2 【题型2 导体的电阻是导体本身的一种性质】 2 【题型3 探究影响电阻大小的因素实验】 5 【题型4 温度对导体电阻的影响】 7 【题型5 半导体的特点】 10 【题型6 二极管】 10 【题型7 超导现象和超导材料】 11 【随堂巩固】 12 考点1 电阻的概念 电阻 在物理学中，用“电阻”来表示导体对电流的阻碍作用的大小。 符号 通常用“R”表示电阻。 单位及换算关系 在国际单位制中，电阻的单位是“欧姆”，简称“欧”，符号是“Ω”。常用单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）。 换算关系：1MΩ=103kΩ，1kΩ=103Ω。 对电阻的理解 导体的电阻越大，表示导体对电流阻碍作用越强，在电压相同的情况下，通过导体的电流越小 导体的电阻是导体本身的一种性质，即导体的电阻由导体自身的情况决定。不管导体是否接入电路、是否有电流通过，也不管导体两端电压是否改变或怎样改变，导体对电流的阻碍作用（即电阻）都是存在的。无电流通过时，这种阻碍作用仅仅是没有表现出来而已 特别注意：电阻是导体本身的一种性质，与电压、电流无关，与材料、长度、横截面积、温度等四个因素有关，不管这个导体是否连入电路，导体两端的电压是否改变或怎样改变，导体的电阻均不受影响。 【题型1 】 【例1】下列关于电阻的说法正确的是（     ） A．当导体中无电流通过时，导体就无电阻 B．通过导体的电流越小，导体的电阻越大 C．导体两端的电压越大，导体的电阻越大 D．导体的电阻越大，对电流的阻碍作用越大 【变式1-1】电压和电阻的单位分别是（     ） A．欧姆Ω和安培A B．伏特V和欧姆Ω C．伏特V和安培A D．安培A和欧姆Ω 【变式1-2】某同学利用图中所示电路研究各种导体在电路中的作用。闭合开关，当A、B线头直接连接时，小灯正常发光；当他在A、B之间接入不同电阻丝时，观察到小灯泡不同程度地变暗，电流表示数不同程度地变小。这一现象说明电路中的电阻在不断地变________。 【变式1-3】请你换算单位：47kΩ＝__________Ω＝__________MΩ。一般在干燥环境中，人体电阻约为2400Ω＝________MΩ。 【题型2 导体的电阻是导体本身的一种性质】 【例2】关于导体的电阻，下列说法中正确的是（     ） A．加在导体两端的电压越大，导体的电阻越大 B．通过导体的电流为零，导体的电阻也为零 C．通过导体的电流越大，导体电阻越小 D．电阻是导体本身的性质，与电流、电压无关 【变式2-1】不考虑温度对导体电阻的影响，下列4幅图能正确反映某导体的电阻与通过其电流的关系的是（     ） A． B． C． D． 【变式2-2】一根电阻丝的阻值是200Ω，把它接入电压为220V的电路中时（不考虑温度的影响），其电阻为________Ω；把它拆下电路，其电阻为________Ω；若把它分成等长的四段，则每段电阻为________Ω；若四段拧成一股，则它的电阻是________Ω。 【变式2-3】导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体的材料、长度、___________和温度有关；一段导体两端电压增大时，它的电阻___________。 考点2 影响电阻大小的因素 1、探究影响导体电阻大小的因素实验 提出问题 导体的电阻大小与哪些因素有关 猜想与假设 （1）路越窄，车辆越难同行—导体越细，可能阻碍作用越强，电阻越大； （2）道路越长，人走得越累—导体越长，可能阻碍作用越强，电阻越大； （3）不同的道路同行效率不同，如高速公路、水泥路、乡间小路—导体的电阻可能与制作导体的材料（铁、铜、银、铝等）有关； （4）物质的很多物理性质都受到温度的影响，如密度—导体的电阻是否也受温度的影响。 设计实验 （1）探究电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积是否有关，涉及的因素较多，应采用控制变量法涉及实验过程。 ①选取材料、粗细相同，而长度不同的镍铬合金丝，分别接入电路中（如图所示），观察电流表示数的变化情况，探究电阻大小与导体长度的关系。 ②选取材料、长度相同而粗细不同的镍铬合金丝，分别接入电路中，观察电流表示数的变化情况，探究电阻大小与导体横截面积的关系。 ③选取粗细、长度相同的铜丝和镍铬合金丝，接入电路中，观察电流表示数变化情况，探究电阻大小与导体材料的关系。 （2）转化法：电阻大小是通过电流表示数的大小比较的。电流表示数大的电阻小，电流表示数小的电阻大，此方法称之为转换法。 （3）将日光灯的灯丝与电流表接入电路中，比较灯丝温度不同时电流表示数的变化情况，探究导体电阻与温度的关系。 进行实验 （1）将图甲中的导线CD和EF分别接入乙图所示的电路，闭合开关，过程的示数。 甲 乙 丙 （2）将图甲中的导线CD与GH分别接入乙图所示的电路，闭合开关，过程的示数。 （3）将图甲中的导线AB与CD分别接入乙图所示的电路，闭合开关，过程的示数。 （4）如图丙所示，把电阻丝接入电路，慢慢地给电阻丝加热，观察电流表示数的变化情况。 分析论证 实验现象 实验结论 ICD<IEF 导体电阻大小跟导体的长度有关，在材料、横截面积相同时，长度越短，电阻越小 ICD<IGH 导体电阻大小跟导体横截面积有关，在材料、长度相同时，横截面积越大，电阻越小 ICD<IAB 导体电阻的大小跟导体的材料有关 给电阻丝加热，电流表示数越来越小 导体的电阻大小跟导体的温度有关 探究归纳 导体的电阻是导体本身的已知性质，它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积。同种材料导体，长度越长、横截面积越小，导体的电阻越大。另外，导体的电阻还受温度的影响。 2、电阻大小与导线长度、横截面积、材料之间的关系 （1）导体长度对电阻的影响：导体长度越长，电阻越大。当电流通过导体时，需克服导体本身的电阻产生的阻力，因此长度增加会导致电流通过的路径变长，从而增大电阻的阻力，使电阻值增加。 （2）导体横截面积对电阻的影响：导体横截面积越大，电阻越小。横截面积增大会减小电流通过的路径阻力，使电流更容易通过导体，因此电阻会减小。 （3）导体材料对电阻的影响：不同材料的导体具有不同的电阻率，电阻率越大，电阻就越大。常见金属导体的电阻率较小，较好地导电，而半导体和绝缘体通常具有较大的电阻率，其导体电阻较高。 （4）温度对电阻的影响：一般情况下，大多数金属导体的电阻随温度的升高而增大，这与杂质的影响以及晶格结构的变化有关。不过，也存在一些特殊材料，如热敏电阻体，在一定温度范围内，其电阻值会随温度升高而减小。 特别注意： （1）本实验应用的两种科学研究方法是控制变量法和转换法。 （2）在设计实验方案和实验步骤时，要注意正确运用控制变量法。 （3）作出猜想时，要注意猜想全面，考虑到影响导体电阻大小的因素有导体的材料、长度、横截面积和温度。 【题型3 探究影响电阻大小的因素实验】 【例3】在“探究影响导体电阻大小的因素”实验时，实验电路如图所示，、、和是四个规格完全相同的小灯泡。同学们作出了如下猜想：导体的电阻可能与①导体的长度有关；②导体的横截面积有关。 编号 材料 长度/m 横截面积/ A 镍铬合金 0.5 0.5 B 镍铬合金 1.0 0.5 C 镍铬合金 0.5 1.0 D 锰铜合金 0.5 0.5 (1)电路中分别接入不同的导体时，通过观察______来比较导体电阻的大小。 (2)为了验证猜想①。实验过程中应该闭合______两个开关。 (3)闭合开关和，观察到灯泡和发光。且比亮。由此得到的结论是：其他条件相同的情况下，______，电阻越大。 (4)实验中发现实验现象不够明显，可以在电路中再增加一个______表。 (5)接下来，又完成了如下实验：将镍铬合金丝A接入电路，闭合开关，然后用大功率吹风机先对镍铬合金丝吹一段时间热风，再改用冷风挡对镍铬合金丝吹冷风。发现两次实验中电表的示数不同，这说明导体的电阻与______有关。 【变式3-1】如图所示，是“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置，实验中，把长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入电路，闭合开关，观察电路中电流表的示数和灯泡的亮度，下列说法正确的是（ ） A．实验中，将小灯泡去掉，仍能正常完成实验 B．实验中，小灯泡越暗，表示接入的金属丝电阻越大 C．实验中，可以探究导体电阻大小与导体长度的关系 D．实验中，只用到了控制变量法 【变式3-2】如图所示，在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中，分别将三根横截面积相同的金属丝接入电路，电源电压不变。若电流表示数越大，表明接入电路中金属丝的电阻越______，该电路可用于研究导体电阻大小与导体的材料和导体的______的关系。（不考虑温度对电阻的影响） 【变式3-3】如图所示是探究“影响导体电阻大小因素”的实验电路，下表给出了可供选择的几种导体，分别用、、、四个字母代表。问： 编号 长度 横截面积 材料 镍铬合金 镍铬合金 镍铬合金 锰铜 (1)实验甲中，通过观察__________可以判断导体的电阻大小。 (2)通过对和__________导体进行实验，可探究电阻的大小与长度的关系。 (3)通过对和__________导体进行实验，可探究电阻的大小与材料的关系。 (4)分别将和两导体接入电路进行实验，发现接入导体时，电流表的示数比接入导体时更大，说明电阻的材料和长度一定时，导体的横截面积越小，导体的电阻越__________（选填“大”或“小”），导体的横截面积越大，导体的电阻越__________（选填“大”或“小”）。 (5)刘老师在课堂上做了一个补充实验，连接的电路如图乙所示，当闭合开关时，小灯泡正常发光，然后用点燃的酒精灯对白炽灯的钨丝加热，可观察到小灯泡的亮度明显变暗，此时通过小灯泡的电流变______（选填“大”或“小”），这个实验说明了电阻还跟______有关。 【题型4 】 【例4】小明在实验室里将断了灯丝的废旧白炽灯泡玻璃罩小心去除，接入如图所示电路中。刚刚将开关闭合时，可以观察到发光二极管不发光；不断给旧灯泡的玻璃芯柱加热，在玻璃芯柱温度不断升高而发红的过程后，可以观察到发光二极管 ___（选填“发光”或“不发光”），红炽状态的玻璃变成___________（选填“导体”或“绝缘体”），通过实验可知_______________________________。 【变式4-1】如图甲所示，闭合开关后小灯泡不亮，用酒精灯灼烧玻璃，随着玻璃温度升高，小灯泡逐渐亮起来，玻璃电阻随温度升高而______；如图乙所示，将灯丝接入电路，闭合开关后小灯泡发光。给灯丝加热，小灯泡立刻变暗，灯丝电阻随温度升高而______（　　） A．变小、变大 B．变大、变大 C．变大、变小 D．变小、变小 【变式4-2】用钨丝和酒精灯组成如图所示的电路。闭合开关，灯泡发光；再用酒精灯对钨丝加热，会发现灯泡变暗。根据实验现象思考，钨丝的温度升高后，钨丝的电阻________（选填“变大”“变小”或“不变”），并在虚线框内画出对应电路图（钨丝用电阻符号表示）________。 【变式4-3】小明用如下图甲所示的电路探究“影响电阻大小的因素”，图乙是备用的几种导体，其中A、B、C、D代表不同导体，S代表导体的横截面积，请你回答以下问题： (1)图甲实验中通过观察___________比较电阻丝电阻的大小；这种实验方法叫___________（选填“控制变量法”或“转换法”）。 (2)实验过程中，某小组同学更换电阻丝后发现灯泡亮度变化不明显，可串联接入___________（选填“电压表”或“电流表”）完成实验。 (3)将编号为___________的两根电阻丝分别接入电路，可探究导体的电阻大小与横截面积的关系；得出的结论是：当导体材料、长度一定时，导体的横截面积越大，电阻越___________（选填“大”或“小”）。 (4)完成上述实验后，小明进一步进行了如图丙所示的实验，他把M、N与废日光灯管中的钨丝连接，闭合开关S后，用酒精灯给钨丝加热，可以观察到电流表示数变小，可得出结论：导体的电阻大小与导体的 ___________有关。 考点3 半导体与超导体 1、半导体：有一些材料，如硅和锗，导电性能介于导体和绝缘体之间，常常称为半导体。 （1）半导体的导电性能比导体差，比绝缘体好； （2）温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大的影响。 （3）应用：利用半导体材料可以制成光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻、二极管、三极管、集成电路等。 特别注意：在半导体中掺入少量的其他元素，它的导电性能会得到很大改善，从而可以把它们制成： （1）光敏电阻：有无光照电阻值差异很大。 （2）热敏电阻：温度略有变化，电阻值变化很明显。 （3）压敏电阻：电压变化，电阻值明显变化。 2、超导现象：某些物质在温度很低时，电阻就变成了0，这就是超导现象。在温度很低时，电阻为0的材料称为超导材料。超导材料也称为超导体。 （1）超导现象应用与实际的好处：①延长电路元件的使用寿命；②降低电能损耗；③实现电子设备微型化。 （2）超导材料的应用：利用超导材料可制造超导电动机、超导电缆、磁悬浮列车等。目前，超导材料还没有广泛应用于生活实际的主要原因是还没有发现常温下的超导体。 特别注意： （1）人们把处于超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失，被称作零电阻效应。 （2）“超导材料”、“半导体材料”和“纳米材料”是现代社会的热点问题，因此也是中考的热点问题，要熟悉每种材料的特点。 【题型5 】 【例5】某城市路口使用“按钮式红绿灯”，当路上车辆不多时，行人按下按钮，使机动车道的红灯亮起，行人安全通过，红、绿灯都用发光二极管制成，发光二极管具有__________（选填“单向”或“双向”）导电性，二极管是由__________（选填“超导体”或“半导体”）材料制成，按钮相当于电路中的__________（选填“电源”或“开关”）。 【变式5-1】如图所示是用柠檬做的水果电池。闭合开关后，发光二极管发光，电流表有示数。以下关于电路的理解，说法正确的是（     ） A．该实验电路中没有电源 B．“柠檬电池”将电能转化为化学能 C．将、两金属片上的导线互换后，发光二极管将不会发光 D．若发光二极管处发生断路，电流表仍有示数 【变式5-2】发光二极管，简称LED，将它接入电路如图所示，闭合开关后LED正常发光，以下说法不正确的是（     ） A．LED主要是由半导体材料制成的 B．二极管的左侧是负极 C．若将电源的正负极对调，LED不会发光 D．电路中正电荷的定向移动方向是从左向右移动 【变式5-3】芯片是一种微型电子电路，能够执行特定的功能，如数据处理、信号放大、存储信息等，其核心材料是___________（选填“半导体”、“超导体”或“绝缘体”）材料，生活中充电宝内置了芯片，当充电宝给手机充电时，充电宝相当于电路中的___________。 【题型6 二极管】 【例6】当电流从较长的接线脚流入时，发光二极管中有电流通过，使其发光；如果电流从较短接线脚流入，发光二极管________（选填“发光”或“不发光”），这说明发光二极管具有________导电性。 【变式6-1】关于半导体和超导体，下列说法中正确的是（　　） A．半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间 B．半导体的电阻为零 C．超导体适合做电饭锅的发热体 D．半导体材料不能制成二极管和三极管 【变式6-2】如图，将完全相同的两组器材按照甲、乙两种不同的方式连接起来，闭合开关后，下列说法中正确的是（     ） A．图甲中电压表示数为零 B．图乙中电压表示数等于电源电压 C．图甲中，灯泡发光，二极管不发光 D．图乙中，二极管和灯泡都发光 【变式6-3】如图是由一个小灯泡、一个发光二极管（LED）、两节干电池、一个开关组成的电路。闭合开关，小灯泡和LED发光。如果把电源的正、负极对调，闭合开关，LED___________（填“能”或“不能”）发光，说明发光二极管具有___________性。 【题型7 超导现象和超导材料】 【例7】如图所示，甲是发光二极管，具有______，它是利用______（选填“导体”“绝缘体”“半导体”或“超导体”）材料制成的；某些材料在特定温度下，电阻接近于零，这种材料在物理学中称之为______（选填“导体”“绝缘体”“半导体”或“超导体”）；如图乙所示，某手机移动电源（俗称充电宝）通过电源线可以为手机充电，此时充电宝相当于______（选填“用电器”或“电源”）。 【变式7-1】全运会的火炬塔采用“电光水雾”系统，用LED灯阵与超声波水雾发生器模拟“火焰”，大幅降低能耗。下列说法正确的是（     ） A．LED灯主要由超导体材料制成 B．水雾是水通过汽化产生的水蒸气 C．LED灯能将电能全部转化为光能 D．水雾消失的过程需要吸收热量 【变式7-2】如图是一种离子风扇，广泛应用于电子制造、医疗等领域。其中的电离器件在高电压下，可以将空气电离形成带电的空气离子，带电空气离子可以消除物体表面的静电。带负电的空气离子具有吸附作用，能够吸附空气中的灰尘、细菌等微粒。下列说法正确的是（     ） A．离子风扇使用过程中创造了电荷 B．空气离子带负电是因为得到了电子 C．离子风扇电路板上的控制芯片主要是用超导体材料制成的 D．离子风扇的叶片静止时仍具有动能 【变式7-3】家里的LED节能灯由发光二极管组成，发光二极管是由___________（选填“导体”、“绝缘体”、“半导体”）材料制成的。科学家发现，当温度降低到某个临界值时一些金属的电阻会突然消失变为0，这种现象叫作__________现象。 随堂巩固 【随堂巩固】 1．气凝胶是当今世界上密度最小的固体，具有隔热性好、绝缘能力强、坚固耐用等特点。下列物体不适合用气凝胶制作的是（     ） A．飞船返回舱隔热板 B．用电器的外壳 C．输电导线 D．保温杯隔热层 2．图中A、B是用同种材料制成的电阻，它们的长度相等，A的横截面积是B的两倍，将它们串联在电路中，下列关于电阻A、B的阻值、电压和电流的比较，正确的是（     ） A． B． C． D． 3．随着现代科技的发展，国内各大手机厂商都制造出了折叠屏手机，在技术和功能上都实现了前所未有的突破，手机的折叠屏主要由柔性发光二极管制成，其中制成发光二极管核心的材料主要是（　　） A．超导体材料 B．导体材料 C．半导体材料 D．绝缘体材料 4．下列说法正确的是（     ） A．教室里的灯能够同时亮同时灭，灯的连接方式属于串联 B．导体中要想形成电流，导体中必须有自由移动的电荷存在 C．将两根电阻丝并列拧成一根，电阻丝的总电阻变大 D．摩擦后的塑料橡胶棒能吸引碎纸屑，说明纸屑与橡胶棒肯定带异种电荷 5．某同学利用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素，实验中四根金属丝的规格如下表所示。下列说法正确的是（     ） 编号 材料 长度/ 横截面积/ ① 锰铜丝 1.0 0.2 ② 镍铬合金丝 0.5 0.2 ③ 镍铬合金丝 1.0 0.2 ④ 镍铬合金丝 1.0 0.6 A．实验过程中，灯泡越亮，说明接入电路中金属丝的电阻越大 B．选择金属丝①和③可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关 C．选择金属丝②和④可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关 D．选择金属丝①和④可以探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关 6．如下图所示，甲、乙是两把用不同金属制成的钥匙，将它们分别以同样的方式接入图中电路的A、B间，闭合开关，发现甲钥匙接入电路时，灯泡较亮，乙钥匙接入电路时，灯泡较暗。下列说法正确的是（ ） A．甲钥匙的电阻大于乙钥匙的电阻 B．甲钥匙的电阻小于乙钥匙的电阻 C．甲钥匙的电阻等于乙钥匙的电阻 D．无法比较两把钥匙电阻的大小 7．如图所示，对于下列实验中的物理过程，说法不正确的（　　） A．图甲中，试管中水蒸气推动塞子冲出去时，水蒸气的内能增大 B．图乙中，厚玻璃管中的空气被压缩时，机械能转化为内能 C．图丙中，从滑梯滑下，臀部发热，是克服摩擦做功增加臀部的内能 D．图丁中，一开始灯泡不亮，当玻璃芯加热到红炽状态时灯泡发光，实验说明导体和绝缘体在一定条件下可相互转变 8．人体正常生物电流约为________；特高压输电的电压可达________V；某个定值电阻的阻值为________kΩ。 9．如图所示的电路中，AB和CD为长度相等的镍铬合金线，它们横截面积不同。在电路中接入____________（选填“AB”或“CD”）时，闭合开关后，电流表的示数较大。 10．学校为方便学生参加中考，给每位学生发放统一的学习用品，包括：①涂卡备用铅笔芯、②金属圆规、③橡皮、④塑料尺，以上物品属于导体的是________（填序号）；锗、硅这类材料在电子产品中有极其重要的应用，锗、硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，这种材料常常称作____________（选填“半导体”或“超导体”）。 11．如图所示，一条粗细不均匀的导线，，AB段和BC段的电阻分别为和，则____________，将其接入电路，通过AB段和BC段的电流分别为和，则这两处的电流关系____________（均选填“>”、“<”或“=”）。 12．小组自制图甲所示的开门报警器，电路板固定于大门，条带左端插在两节电池之间，右端固定于门框。如图乙所示，大门一旦被打开，灯亮，电铃响。条带在电路中起到了电路元器件_____________的作用，具有优异的_____________（选填“导电”或“绝缘”）性。某次测试发现，把大门打开，电铃响而灯不亮，故障可能是灯L处发生_____________。 13．如图所示，把两端接有金属接线柱的塑料管、电源、开关、小灯泡用导线组装成电路。 (1)闭合开关后，将适量浓度均匀的盐水从注水口慢慢倒入塑料管中时，发现注入的盐水越多，灯越亮，这可以说明盐水电阻变____________（选填“大”或“小”）了。实验证明电阻大小和导体的____________有关。 (2)保持注入的盐水量不变，只将电池增加到3节，闭合开关，观察到灯变亮，盐水电阻值____________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 (3)请你猜想盐水电阻还可能与____________有关。 14．小明在实验室中找到如图甲所示的几根金属丝，并连接了如图乙所示的电路，探究“影响导体电阻大小的因素”。 (1)为避免电路中电流过大损坏电流表，可在图乙电路中____________（填“串”或“并”）联一个小灯泡。 (2)小明将金属丝A和B分别接在M、N之间，目的是探究导体电阻大小与____________的关系；小明将金属丝A和C分别接在M、N之间，目的是探究导体电阻大小与____________的关系。 (3)若把金属丝A接在M、N之间，闭合开关，并用酒精灯加热金属丝A，发现电流表示数减小，这说明导体电阻大小还与____________有关。 (4)为探究导体电阻大小与材料的关系，小明找来一根横截面积为2S的锰铜合金丝D，则合金丝D的长度应为____________。 (5)小明又找到一个如图丙所示的合金金属块接入电路，你认为沿____________（填“AB”“CD”或“EF”）方向接入图乙电路时，电流表示数最大。 15．在“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示。 (1)小明刚把最后一根导线连接好，灯泡就亮了，原因是连接电路时开关未____________，为使结论具有普遍性，、应选择规格____________（选填“相同”或“不相同”）的灯泡。 (2)小明根据图甲连接好电路，闭合开关，电压表示数如图乙所示，为了使实验结果更准确，接下来他应断开开关，____________。如图丙所示是探究“电阻的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验演示板上固定有实验中用到的各种导体，导体情况如表所示。 导体编号 A B C D 长度（m） 1.0 1.0 1.0 0.5 横截面积（） 1.2 1.2 2.4 1.2 材料 镍铬丝 锰铜丝 镍铬丝 镍铬丝 (3)选用导体A和D，可探究导体电阻大小与____________是否有关，把A、D分别接入同一电路，接入D时电流表示数较大，可得出的结论____________。 (4)要探究导体电阻大小与导体材料是否有关，应选用编号为____________（选填导体编号）的两根导体，通过观察____________的示数来比较电阻大小。 (5)电阻的影响因素有多个，因此本实验运用了____________法来探究每一个因素对电阻大小的影响。 2 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 16.3 电阻（知识解读） 【新教材人教版】 题型归纳 【题型1 电阻的概念】 2 【题型2 导体的电阻是导体本身的一种性质】 3 【题型3 探究影响电阻大小的因素实验】 6 【题型4 温度对导体电阻的影响】 10 【题型5 半导体的特点】 14 【题型6 二极管】 16 【题型7 超导现象和超导材料】 17 【随堂巩固】 19 考点1 电阻的概念 电阻 在物理学中，用“电阻”来表示导体对电流的阻碍作用的大小。 符号 通常用“R”表示电阻。 单位及换算关系 在国际单位制中，电阻的单位是“欧姆”，简称“欧”，符号是“Ω”。常用单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）。 换算关系：1MΩ=103kΩ，1kΩ=103Ω。 对电阻的理解 导体的电阻越大，表示导体对电流阻碍作用越强，在电压相同的情况下，通过导体的电流越小 导体的电阻是导体本身的一种性质，即导体的电阻由导体自身的情况决定。不管导体是否接入电路、是否有电流通过，也不管导体两端电压是否改变或怎样改变，导体对电流的阻碍作用（即电阻）都是存在的。无电流通过时，这种阻碍作用仅仅是没有表现出来而已 特别注意：电阻是导体本身的一种性质，与电压、电流无关，与材料、长度、横截面积、温度等四个因素有关，不管这个导体是否连入电路，导体两端的电压是否改变或怎样改变，导体的电阻均不受影响。 【题型1 】 【例1】下列关于电阻的说法正确的是（     ） A．当导体中无电流通过时，导体就无电阻 B．通过导体的电流越小，导体的电阻越大 C．导体两端的电压越大，导体的电阻越大 D．导体的电阻越大，对电流的阻碍作用越大 【答案】D 【详解】ABC．导体电阻是导体本身的固有性质，仅与导体的材料、长度、横截面积、温度有关，与导体两端电压、通过的电流无关，故ABC错误； D．电阻的物理意义是表示导体对电流的阻碍作用大小，导体电阻越大，对电流的阻碍作用越大，故D正确。 故选D。 【变式1-1】电压和电阻的单位分别是（     ） A．欧姆Ω和安培A B．伏特V和欧姆Ω C．伏特V和安培A D．安培A和欧姆Ω 【答案】B 【详解】电压的国际单位为伏特，符号V；电阻的国际单位为欧姆，符号Ω；电流的国际单位为安培，符号A； 故选B。 【变式1-2】某同学利用图中所示电路研究各种导体在电路中的作用。闭合开关，当A、B线头直接连接时，小灯正常发光；当他在A、B之间接入不同电阻丝时，观察到小灯泡不同程度地变暗，电流表示数不同程度地变小。这一现象说明电路中的电阻在不断地变________。 【答案】大 【详解】闭合开关，当A、B线头直接连接时，小灯正常发光；当他在A、B之间接入不同电阻丝时，观察到小灯泡不同程度地变暗，电流表的示数减小，即导体对电流的阻碍作用越大，说明电路中电阻在不断地变大。 【变式1-3】请你换算单位：47kΩ＝__________Ω＝__________MΩ。一般在干燥环境中，人体电阻约为2400Ω＝________MΩ。 【答案】 /0.047 /0.0024 【详解】 一般在干燥环境中，人体电阻约为 【题型2 导体的电阻是导体本身的一种性质】 【例2】关于导体的电阻，下列说法中正确的是（     ） A．加在导体两端的电压越大，导体的电阻越大 B．通过导体的电流为零，导体的电阻也为零 C．通过导体的电流越大，导体电阻越小 D．电阻是导体本身的性质，与电流、电压无关 【答案】D 【详解】ABC．电阻是导体本身的固有属性，大小仅由导体的材料、长度、横截面积、温度决定，与两端电压、通过的电流无关，故ABC错误；故D正确。 故选D。 【变式2-1】不考虑温度对导体电阻的影响，下列4幅图能正确反映某导体的电阻与通过其电流的关系的是（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】因为电阻是导体本身的一种性质，导体的电阻只与材料、长度、横截面积、温度有关，与导体两端的电压和通过的电流无关，所以，通过导体的电流变化时，导体的电阻不变，则R−I图像是一条平行于横轴的直线，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式2-2】一根电阻丝的阻值是200Ω，把它接入电压为220V的电路中时（不考虑温度的影响），其电阻为________Ω；把它拆下电路，其电阻为________Ω；若把它分成等长的四段，则每段电阻为________Ω；若四段拧成一股，则它的电阻是________Ω。 【答案】 200 200 50 12.5 【详解】因电阻是导体的固有属性，与是否接入电路、两端电压无关，故接入220V电路时和拆下电路时电阻均为200Ω。导体材料、横截面积不变时，电阻与长度成正比，等分为四段后每段长度为原长的，每段电阻为 四段拧成一股后，导体材料、长度不变，横截面积为单段的4倍，电阻与横截面积成反比，总电阻为 【变式2-3】导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体的材料、长度、___________和温度有关；一段导体两端电压增大时，它的电阻___________。 【答案】 横截面积 不变 【详解】[1][2]电阻是导体本身的固有性质，影响因素包含材料、长度、横截面积和温度，与导体两端的电压、通过的电流均无关联，所以当导体两端电压增大时，电阻不会随之改变。 考点2 影响电阻大小的因素 1、探究影响导体电阻大小的因素实验 提出问题 导体的电阻大小与哪些因素有关 猜想与假设 （1）路越窄，车辆越难同行—导体越细，可能阻碍作用越强，电阻越大； （2）道路越长，人走得越累—导体越长，可能阻碍作用越强，电阻越大； （3）不同的道路同行效率不同，如高速公路、水泥路、乡间小路—导体的电阻可能与制作导体的材料（铁、铜、银、铝等）有关； （4）物质的很多物理性质都受到温度的影响，如密度—导体的电阻是否也受温度的影响。 设计实验 （1）探究电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积是否有关，涉及的因素较多，应采用控制变量法涉及实验过程。 ①选取材料、粗细相同，而长度不同的镍铬合金丝，分别接入电路中（如图所示），观察电流表示数的变化情况，探究电阻大小与导体长度的关系。 ②选取材料、长度相同而粗细不同的镍铬合金丝，分别接入电路中，观察电流表示数的变化情况，探究电阻大小与导体横截面积的关系。 ③选取粗细、长度相同的铜丝和镍铬合金丝，接入电路中，观察电流表示数变化情况，探究电阻大小与导体材料的关系。 （2）转化法：电阻大小是通过电流表示数的大小比较的。电流表示数大的电阻小，电流表示数小的电阻大，此方法称之为转换法。 （3）将日光灯的灯丝与电流表接入电路中，比较灯丝温度不同时电流表示数的变化情况，探究导体电阻与温度的关系。 进行实验 （1）将图甲中的导线CD和EF分别接入乙图所示的电路，闭合开关，过程的示数。 甲 乙 丙 （2）将图甲中的导线CD与GH分别接入乙图所示的电路，闭合开关，过程的示数。 （3）将图甲中的导线AB与CD分别接入乙图所示的电路，闭合开关，过程的示数。 （4）如图丙所示，把电阻丝接入电路，慢慢地给电阻丝加热，观察电流表示数的变化情况。 分析论证 实验现象 实验结论 ICD<IEF 导体电阻大小跟导体的长度有关，在材料、横截面积相同时，长度越短，电阻越小 ICD<IGH 导体电阻大小跟导体横截面积有关，在材料、长度相同时，横截面积越大，电阻越小 ICD<IAB 导体电阻的大小跟导体的材料有关 给电阻丝加热，电流表示数越来越小 导体的电阻大小跟导体的温度有关 探究归纳 导体的电阻是导体本身的已知性质，它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积。同种材料导体，长度越长、横截面积越小，导体的电阻越大。另外，导体的电阻还受温度的影响。 2、电阻大小与导线长度、横截面积、材料之间的关系 （1）导体长度对电阻的影响：导体长度越长，电阻越大。当电流通过导体时，需克服导体本身的电阻产生的阻力，因此长度增加会导致电流通过的路径变长，从而增大电阻的阻力，使电阻值增加。 （2）导体横截面积对电阻的影响：导体横截面积越大，电阻越小。横截面积增大会减小电流通过的路径阻力，使电流更容易通过导体，因此电阻会减小。 （3）导体材料对电阻的影响：不同材料的导体具有不同的电阻率，电阻率越大，电阻就越大。常见金属导体的电阻率较小，较好地导电，而半导体和绝缘体通常具有较大的电阻率，其导体电阻较高。 （4）温度对电阻的影响：一般情况下，大多数金属导体的电阻随温度的升高而增大，这与杂质的影响以及晶格结构的变化有关。不过，也存在一些特殊材料，如热敏电阻体，在一定温度范围内，其电阻值会随温度升高而减小。 特别注意： （1）本实验应用的两种科学研究方法是控制变量法和转换法。 （2）在设计实验方案和实验步骤时，要注意正确运用控制变量法。 （3）作出猜想时，要注意猜想全面，考虑到影响导体电阻大小的因素有导体的材料、长度、横截面积和温度。 【题型3 探究影响电阻大小的因素实验】 【例3】在“探究影响导体电阻大小的因素”实验时，实验电路如图所示，、、和是四个规格完全相同的小灯泡。同学们作出了如下猜想：导体的电阻可能与①导体的长度有关；②导体的横截面积有关。 编号 材料 长度/m 横截面积/ A 镍铬合金 0.5 0.5 B 镍铬合金 1.0 0.5 C 镍铬合金 0.5 1.0 D 锰铜合金 0.5 0.5 (1)电路中分别接入不同的导体时，通过观察______来比较导体电阻的大小。 (2)为了验证猜想①。实验过程中应该闭合______两个开关。 (3)闭合开关和，观察到灯泡和发光。且比亮。由此得到的结论是：其他条件相同的情况下，______，电阻越大。 (4)实验中发现实验现象不够明显，可以在电路中再增加一个______表。 (5)接下来，又完成了如下实验：将镍铬合金丝A接入电路，闭合开关，然后用大功率吹风机先对镍铬合金丝吹一段时间热风，再改用冷风挡对镍铬合金丝吹冷风。发现两次实验中电表的示数不同，这说明导体的电阻与______有关。 【答案】(1)小灯泡的亮度 (2)和 (3)导体的横截面积越小 (4)电流 (5)温度 【详解】（1）这是转换法的应用，电路中导体电阻越大，电路电流越小，对应串联的小灯泡就越暗，因此可以通过灯泡亮度间接比较导体电阻的大小。 （2）验证猜想①（电阻与长度的关系）需要控制导体的材料、横截面积完全相同，仅长度不同，表格里A、B两根镍铬合金丝符合要求，对应电路里接入A的开关是，接入B的开关是，因此闭合这两个开关。 （3）A和C导体材料、长度都相同，只有横截面积不同，比亮说明C所在电路电流更大、C的电阻更小；A的横截面积更小、电阻更大，因此结论为：其他条件相同时，导体的横截面积越小，电阻越大。 （4）若灯泡亮度差异不明显，说明电流差别很小，串联接入电流表可以精准测量电流大小，更准确地比较出电阻的差异，实验现象更清晰。 （5）对同一根镍铬合金丝吹热风、冷风时，导体的材料、长度、横截面积都没有变化，只有自身温度发生了改变，电表示数不同说明电阻发生了变化，因此证明导体的电阻与温度有关。 【变式3-1】如图所示，是“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置，实验中，把长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入电路，闭合开关，观察电路中电流表的示数和灯泡的亮度，下列说法正确的是（     ） A．实验中，将小灯泡去掉，仍能正常完成实验 B．实验中，小灯泡越暗，表示接入的金属丝电阻越大 C．实验中，可以探究导体电阻大小与导体长度的关系 D．实验中，只用到了控制变量法 【答案】B 【详解】A. 题干要求观察灯泡亮度，去掉小灯泡无法观察；且小灯泡串联在电路中起保护电路作用，去掉后接入电阻较小的铜丝时，电路电流可能过大烧坏电流表，故A错误； B. 灯泡越暗，说明通过灯泡的电流越小，电路电流越小，则电路电阻越大，说明接入的金属丝电阻越大，故B正确； C. 实验中分别接入长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝，控制了长度和横截面积相同，改变了材料，只能探究导体电阻大小与导体材料的关系，故C错误； D. 实验中通过观察电流表示数和灯泡亮度来判断电阻大小，用到了转换法，故D错误。 故选B。 【变式3-2】如图所示，在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中，分别将三根横截面积相同的金属丝接入电路，电源电压不变。若电流表示数越大，表明接入电路中金属丝的电阻越______，该电路可用于研究导体电阻大小与导体的材料和导体的______的关系。（不考虑温度对电阻的影响） 【答案】 小 长度 【详解】电阻对电流有阻碍作用，电阻越大，阻碍作用越大，通过电流越小，电流表示数越大，表明接入电路中的金属丝的电阻越小。 由题可知，三根金属丝横截面积相同，但材料不同（锰铜、镍铬等），长度也可以不同，所以可以用来研究：电阻与长度的关系（需保持材料、横截面积相同，只改长度）、电阻与材料的关系（需保持长度、横截面积相同，只改材料）。 【变式3-3】如图所示是探究“影响导体电阻大小因素”的实验电路，下表给出了可供选择的几种导体，分别用、、、四个字母代表。问： 编号 长度 横截面积 材料 镍铬合金 镍铬合金 镍铬合金 锰铜 (1)实验甲中，通过观察__________可以判断导体的电阻大小。 (2)通过对和__________导体进行实验，可探究电阻的大小与长度的关系。 (3)通过对和__________导体进行实验，可探究电阻的大小与材料的关系。 (4)分别将和两导体接入电路进行实验，发现接入导体时，电流表的示数比接入导体时更大，说明电阻的材料和长度一定时，导体的横截面积越小，导体的电阻越__________（选填“大”或“小”），导体的横截面积越大，导体的电阻越__________（选填“大”或“小”）。 (5)刘老师在课堂上做了一个补充实验，连接的电路如图乙所示，当闭合开关时，小灯泡正常发光，然后用点燃的酒精灯对白炽灯的钨丝加热，可观察到小灯泡的亮度明显变暗，此时通过小灯泡的电流变______（选填“大”或“小”），这个实验说明了电阻还跟______有关。 【答案】(1)电流表的示数 (2)B (3)C (4) 大 小 (5) 小 温度 【详解】（1）在电源电压保持不变时，电路中接入的导体电阻越大，电路的总电阻就越大，电路中的电流就越小。因此实验中可以通过观察电流表的示数（或电流表示数的大小），间接判断导体电阻的大小，这是物理实验中常用的转换法。 （2）根据控制变量法，探究电阻大小与长度的关系时，需要控制导体的材料、横截面积完全相同，仅改变导体的长度。对比表格中的导体参数，A和B的材料均为镍铬合金、横截面积均为，仅长度不同，因此选择A和B导体进行实验。 （3）根据控制变量法，探究电阻大小与材料的关系时，需要控制导体的长度、横截面积完全相同，仅改变导体的材料。对比表格中的导体参数，D和C的长度均为0.6m、横截面积均为，仅材料不同，因此选择D和C导体进行实验。 （4）A和C导体的材料、长度完全相同，仅横截面积不同，A的横截面积更小。接入C导体时电流表示数更大，说明C的电阻更小，由此可得：当导体的材料和长度一定时，导体的横截面积越小，导体的电阻越大。 （5）用酒精灯对白炽灯钨丝加热时，小灯泡亮度明显变暗，说明电路中的电流变小，电路总电阻变大。由于钨丝的长度、材料、横截面积均未发生变化，仅温度升高，因此该实验说明导体的电阻还跟温度有关。 【题型4 】 【例4】小明在实验室里将断了灯丝的废旧白炽灯泡玻璃罩小心去除，接入如图所示电路中。刚刚将开关闭合时，可以观察到发光二极管不发光；不断给旧灯泡的玻璃芯柱加热，在玻璃芯柱温度不断升高而发红的过程后，可以观察到发光二极管 ___（选填“发光”或“不发光”），红炽状态的玻璃变成___________（选填“导体”或“绝缘体”），通过实验可知_______________________________。 【答案】 发光 导体 导体和绝缘体之间没有绝对的界限 【详解】在常温下，玻璃是一种良好的绝缘体，其电阻非常大，几乎不导电。因此，当开关闭合时，电路处于断路状态，几乎没有电流通过，所以发光二极管（LED）不发光； 当用酒精灯持续加热玻璃芯柱时，玻璃的温度不断升高。对于玻璃这类物质，温度升高会使其内部的自由电荷增多，导电能力增强，电阻会显著减小。从绝缘体变成了导体。此时，电路被接通，电流可以顺利通过，因此可以观察到发光二极管发光，这个实验生动地说明了，导体和绝缘体之间没有绝对的界限。在条件改变时，绝缘体可以转变为导体。因此，结论是：导体和绝缘体之间没有绝对的界限 【变式4-1】如图甲所示，闭合开关后小灯泡不亮，用酒精灯灼烧玻璃，随着玻璃温度升高，小灯泡逐渐亮起来，玻璃电阻随温度升高而______；如图乙所示，将灯丝接入电路，闭合开关后小灯泡发光。给灯丝加热，小灯泡立刻变暗，灯丝电阻随温度升高而______（　　） A．变小、变大 B．变大、变大 C．变大、变小 D．变小、变小 【答案】A 【详解】玻璃在常温下是绝缘体，不容易导电，所以灯泡不亮，用酒精灯加热玻璃，温度升高后，玻璃导电性增强，灯泡逐渐亮起来，说明玻璃的电阻随温度的升高而变小；灯丝在常温下电阻较小，灯泡发光，加热灯丝时，灯丝的电阻随温度升高而增大，所以电流变小，灯泡变暗，说明灯丝的电阻随温度的升高而变大，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式4-2】用钨丝和酒精灯组成如图所示的电路。闭合开关，灯泡发光；再用酒精灯对钨丝加热，会发现灯泡变暗。根据实验现象思考，钨丝的温度升高后，钨丝的电阻________（选填“变大”“变小”或“不变”），并在虚线框内画出对应电路图（钨丝用电阻符号表示）________。 【答案】 变大 【详解】根据钨丝加热后灯泡变暗，说明电路中电流变小，因为钨丝和灯泡串联，则说明钨丝加热后与加热前相比阻值变大，即钨丝温度升高后，其电阻变大； 实物电路中，电源、灯泡、开关、钨丝依次首尾相连，所以为串联电路，从电源正极出发，依次画出灯泡、开关、电阻，最后导线回到电源负极，据此作图。 【变式4-3】小明用如下图甲所示的电路探究“影响电阻大小的因素”，图乙是备用的几种导体，其中A、B、C、D代表不同导体，S代表导体的横截面积，请你回答以下问题： (1)图甲实验中通过观察___________比较电阻丝电阻的大小；这种实验方法叫___________（选填“控制变量法”或“转换法”）。 (2)实验过程中，某小组同学更换电阻丝后发现灯泡亮度变化不明显，可串联接入___________（选填“电压表”或“电流表”）完成实验。 (3)将编号为___________的两根电阻丝分别接入电路，可探究导体的电阻大小与横截面积的关系；得出的结论是：当导体材料、长度一定时，导体的横截面积越大，电阻越___________（选填“大”或“小”）。 (4)完成上述实验后，小明进一步进行了如图丙所示的实验，他把M、N与废日光灯管中的钨丝连接，闭合开关S后，用酒精灯给钨丝加热，可以观察到电流表示数变小，可得出结论：导体的电阻大小与导体的 ___________有关。 【答案】(1) 灯泡亮度 转换法 (2)电流表 (3) B、C 小 (4)温度 【详解】（1）甲图电路中没有额外的测量电流的仪表，在电源电压不变时，接入的电阻越大，电路电流越小，灯泡就越暗，因此可以通过灯泡亮度间接反映电阻大小；这种将不易直接观察的电阻大小，转换为容易观察的灯泡亮度的实验方法是转换法。 （2）灯泡亮度变化不明显，说明电路中电流的差异很小，肉眼难以通过灯的亮暗分辨，电流表可以精准测量电流的大小，串联接入电路后就能通过电流数值的差异准确判断电阻大小；而电压表需要并联在被测元件两端，不能串联在电路中，因此选电流表。 （3）探究电阻与横截面积的关系时，要使用控制变量法，保证导体的材料、长度完全相同，仅横截面积不同，图乙中B、C都是镍铬合金、长度一致，横截面积分别为S和2S，符合实验要求；实验结论为：材料、长度一定时，导体横截面积越大，电阻越小。 （4）用酒精灯加热钨丝时，钨丝的材料、长度、横截面积都没有变化，只有温度升高，此时电流表示数变小，说明电路中电阻变大，因此可以得出导体的电阻大小与温度有关。 考点3 半导体与超导体 1、半导体：有一些材料，如硅和锗，导电性能介于导体和绝缘体之间，常常称为半导体。 （1）半导体的导电性能比导体差，比绝缘体好； （2）温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大的影响。 （3）应用：利用半导体材料可以制成光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻、二极管、三极管、集成电路等。 特别注意：在半导体中掺入少量的其他元素，它的导电性能会得到很大改善，从而可以把它们制成： （1）光敏电阻：有无光照电阻值差异很大。 （2）热敏电阻：温度略有变化，电阻值变化很明显。 （3）压敏电阻：电压变化，电阻值明显变化。 2、超导现象：某些物质在温度很低时，电阻就变成了0，这就是超导现象。在温度很低时，电阻为0的材料称为超导材料。超导材料也称为超导体。 （1）超导现象应用与实际的好处：①延长电路元件的使用寿命；②降低电能损耗；③实现电子设备微型化。 （2）超导材料的应用：利用超导材料可制造超导电动机、超导电缆、磁悬浮列车等。目前，超导材料还没有广泛应用于生活实际的主要原因是还没有发现常温下的超导体。 特别注意： （1）人们把处于超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失，被称作零电阻效应。 （2）“超导材料”、“半导体材料”和“纳米材料”是现代社会的热点问题，因此也是中考的热点问题，要熟悉每种材料的特点。 【题型5 】 【例5】某城市路口使用“按钮式红绿灯”，当路上车辆不多时，行人按下按钮，使机动车道的红灯亮起，行人安全通过，红、绿灯都用发光二极管制成，发光二极管具有__________（选填“单向”或“双向”）导电性，二极管是由__________（选填“超导体”或“半导体”）材料制成，按钮相当于电路中的__________（选填“电源”或“开关”）。 【答案】单向 半导体 开关 【详解】二极管是由半导体材料制成，常见的制作材料有硅、锗等半导体物质，具有单向导电性； 行人按下按钮可控制红灯的亮灭，该按钮相当于电路中的开关，起到控制电路通断的作用。 【变式5-1】如图所示是用柠檬做的水果电池。闭合开关后，发光二极管发光，电流表有示数。以下关于电路的理解，说法正确的是（     ） A．该实验电路中没有电源 B．“柠檬电池”将电能转化为化学能 C．将、两金属片上的导线互换后，发光二极管将不会发光 D．若发光二极管处发生断路，电流表仍有示数 【答案】C 【详解】A．电路中有持续电流，则电路中就有电源，故A错误； B．“柠檬电池”将化学能转化为电能，故B错误； C．发光二极管是由半导体材料制成的，具有单向导电性，将、两金属片上的导线互换后，电路中的电流方向发生了变化，所以发光二极管将不会发光，故C正确； D．二极管发生断路，整个电路电流为零，因此电流表无示数，故D错误。 故选C。 【变式5-2】发光二极管，简称LED，将它接入电路如图所示，闭合开关后LED正常发光，以下说法不正确的是（     ） A．LED主要是由半导体材料制成的 B．二极管的左侧是负极 C．若将电源的正负极对调，LED不会发光 D．电路中正电荷的定向移动方向是从左向右移动 【答案】B 【详解】ACD．LED主要由半导体材料制成，二极管具有单向导电性，对调电源正负极后电流方向反向，LED将不发光，物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向，电源外部电流从正极流向负极，即从左向右，故ACD正确； B．图中电源左端为正极，闭合开关后，电流经开关流入LED左侧，LED正常发光说明电流从其正极流入，所以LED左侧为正极，故B错误。 本题选择描述错误的，故选B。 【变式5-3】芯片是一种微型电子电路，能够执行特定的功能，如数据处理、信号放大、存储信息等，其核心材料是___________（选填“半导体”、“超导体”或“绝缘体”）材料，生活中充电宝内置了芯片，当充电宝给手机充电时，充电宝相当于电路中的___________。 【答案】 半导体 电源 【详解】半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，这种特性让芯片可以根据需要调整电流大小，从而实现各种功能，比如存储数据、处理信息等。 充电宝给手机充电时对外提供电能，属于电路中的电源。 【题型6 二极管】 【例6】当电流从较长的接线脚流入时，发光二极管中有电流通过，使其发光；如果电流从较短接线脚流入，发光二极管________（选填“发光”或“不发光”），这说明发光二极管具有________导电性。 【答案】 不发光 单向 【详解】发光二极管的较长接线脚为正极，较短接线脚为负极，只有电流从正极流入时二极管才能导通发光，当电流从较短接线脚流入时，二极管处于断路状态，因此不发光，说明它具有单向导电性。 【变式6-1】关于半导体和超导体，下列说法中正确的是（　　） A．半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间 B．半导体的电阻为零 C．超导体适合做电饭锅的发热体 D．半导体材料不能制成二极管和三极管 【答案】A 【详解】A．半导体的定义就是半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，故A正确； B．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，电阻不为零，故B错误； C．超导体的特性是电阻为零，而电饭锅的发热体电阻较高，因此超导体不能作为电饭锅的发热体，故C错误； D．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，例如硅、锗等材料就是制造二极管和三极管的半导体材料，故D错误。 故选A。 【变式6-2】如图，将完全相同的两组器材按照甲、乙两种不同的方式连接起来，闭合开关后，下列说法中正确的是（     ） A．图甲中电压表示数为零 B．图乙中电压表示数等于电源电压 C．图甲中，灯泡发光，二极管不发光 D．图乙中，二极管和灯泡都发光 【答案】D 【详解】AC．开关闭合后，甲图中二极管正负极接反，相当于断路，灯泡和二极管都不发光；此时电压表测量电源电压，示数接近电源电压，示数不为零，故AC错误； BD．开关闭合后，图乙中发光二极管与灯泡串联。电流从二极管的正极流入，负极流出，电路是通路，二极管和灯泡都发光；此时电压表测量二极管两端的电压，根据串联电路的电压规律可知，此时二极管两端的电压小于电源电压，即电压表示数小于电源电压，故B错误，D正确。 故选D。 【变式6-3】如图是由一个小灯泡、一个发光二极管（LED）、两节干电池、一个开关组成的电路。闭合开关，小灯泡和LED发光。如果把电源的正、负极对调，闭合开关，LED___________（填“能”或“不能”）发光，说明发光二极管具有___________性。 【答案】 不能 单向导电 【详解】[1][2]因为发光二极管具有单向导电性，如果把电源的正、负极对调，闭合开关，LED灯中没有电流通过，因此不能发光。 【题型7 超导现象和超导材料】 【例7】如图所示，甲是发光二极管，具有______，它是利用______（选填“导体”“绝缘体”“半导体”或“超导体”）材料制成的；某些材料在特定温度下，电阻接近于零，这种材料在物理学中称之为______（选填“导体”“绝缘体”“半导体”或“超导体”）；如图乙所示，某手机移动电源（俗称充电宝）通过电源线可以为手机充电，此时充电宝相当于______（选填“用电器”或“电源”）。 【答案】 单向导电性 半导体 超导体 电源 【详解】发光二极管的核心特性是单向导电性，仅允许电流从特定方向通过时才导通发光；发光二极管是利用半导体材料制作的；符合“特定温度下电阻接近零”特性的材料，物理学中定义为超导体；充电宝为手机充电时，向外电路提供电能，在电路中相当于电源。 【变式7-1】全运会的火炬塔采用“电光水雾”系统，用LED灯阵与超声波水雾发生器模拟“火焰”，大幅降低能耗。下列说法正确的是（     ） A．LED灯主要由超导体材料制成 B．水雾是水通过汽化产生的水蒸气 C．LED灯能将电能全部转化为光能 D．水雾消失的过程需要吸收热量 【答案】D 【详解】A．LED灯主要由半导体材料制成，不是超导体材料，故A错误； B．水雾是悬浮在空气中的液态小水滴，水蒸气是肉眼不可见的气态水，因此水雾不是水蒸气，故B错误； C．LED灯发光时，部分电能会转化为内能发热，无法将电能全部转化为光能，故C错误； D．水雾消失是液态小水滴汽化变成水蒸气的过程，汽化需要吸收热量，故D正确。 故选D。 【变式7-2】如图是一种离子风扇，广泛应用于电子制造、医疗等领域。其中的电离器件在高电压下，可以将空气电离形成带电的空气离子，带电空气离子可以消除物体表面的静电。带负电的空气离子具有吸附作用，能够吸附空气中的灰尘、细菌等微粒。下列说法正确的是（     ） A．离子风扇使用过程中创造了电荷 B．空气离子带负电是因为得到了电子 C．离子风扇电路板上的控制芯片主要是用超导体材料制成的 D．离子风扇的叶片静止时仍具有动能 【答案】B 【详解】A．电离过程的实质是电荷的转移，并不能创造电荷，故A错误； B．电子带负电，空气离子得到电子后会带负电，故B正确； C．电路板上的控制芯片主要是用半导体材料制成的，不是超导体材料，故C错误； D．物体由于运动而具有的能叫做动能，叶片静止时速度为0，不具有动能，故D错误。 故选B。 【变式7-3】家里的LED节能灯由发光二极管组成，发光二极管是由___________（选填“导体”、“绝缘体”、“半导体”）材料制成的。科学家发现，当温度降低到某个临界值时一些金属的电阻会突然消失变为0，这种现象叫作__________现象。 【答案】 半导体 超导 【详解】[1]家里的LED节能灯由发光二极管组成，发光二极管是由半导体材料制成的，半导体具有单向导电性。 [2]当温度降低到某个临界值时一些金属的电阻会突然消失变为0，这种现象叫作超导现象，超导现象现在已经应用在核磁共振成像、高能加速器、磁约束核聚变装置等方面。 随堂巩固 【随堂巩固】 1．气凝胶是当今世界上密度最小的固体，具有隔热性好、绝缘能力强、坚固耐用等特点。下列物体不适合用气凝胶制作的是（     ） A．飞船返回舱隔热板 B．用电器的外壳 C．输电导线 D．保温杯隔热层 【答案】C 【详解】AD．气凝胶具有隔热性好的特点，适合用来作为飞船返回舱隔热板或保温杯隔热层，故AD不符合题意； B．气凝胶具有绝缘能力强的特点，适合用来作为用电器的外壳，故B不符合题意； C．气凝胶具有绝缘能力强的特点，不适合用来制作输电导线，故C符合题意。 故选C。 2．图中A、B是用同种材料制成的电阻，它们的长度相等，A的横截面积是B的两倍，将它们串联在电路中，下列关于电阻A、B的阻值、电压和电流的比较，正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AD．同种材料、长度相等的导体，横截面积越大电阻越小。因 ，故 ，故AD错误； BC．串联电路电流处处相等，故 ，故B错误，C正确。 故选C。 3．随着现代科技的发展，国内各大手机厂商都制造出了折叠屏手机，在技术和功能上都实现了前所未有的突破，手机的折叠屏主要由柔性发光二极管制成，其中制成发光二极管核心的材料主要是（　　） A．超导体材料 B．导体材料 C．半导体材料 D．绝缘体材料 【答案】C 【详解】发光二极管的核心制作材料是半导体，半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，具有适合制作二极管的特殊电学特性。故选C。 4．下列说法正确的是（     ） A．教室里的灯能够同时亮同时灭，灯的连接方式属于串联 B．导体中要想形成电流，导体中必须有自由移动的电荷存在 C．将两根电阻丝并列拧成一根，电阻丝的总电阻变大 D．摩擦后的塑料橡胶棒能吸引碎纸屑，说明纸屑与橡胶棒肯定带异种电荷 【答案】B 【详解】A. 教室的灯工作时互不影响，为并联连接，干路开关可控制所有灯同时亮灭，故A错误； B. 电流是电荷定向移动形成的，导体存在自由移动电荷是形成电流的必要前提，故B正确； C. 两根电阻丝并列拧合，材料、长度不变，横截面积增大，温度不变时导体电阻与横截面积成反比，总电阻变小，故C错误； D. 带电体本身就有吸引轻小不带电物体的性质，摩擦后的橡胶棒带电吸引碎纸屑，纸屑有可能不带电，并非一定和橡胶棒带异种电荷，故D错误。 故选B。 5．某同学利用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素，实验中四根金属丝的规格如下表所示。下列说法正确的是（     ） 编号 材料 长度/ 横截面积/ ① 锰铜丝 1.0 0.2 ② 镍铬合金丝 0.5 0.2 ③ 镍铬合金丝 1.0 0.2 ④ 镍铬合金丝 1.0 0.6 A．实验过程中，灯泡越亮，说明接入电路中金属丝的电阻越大 B．选择金属丝①和③可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关 C．选择金属丝②和④可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关 D．选择金属丝①和④可以探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关 【答案】B 【详解】A．由可知，灯泡越亮说明电路中电流越大，电源电压一定时接入电路的电阻越小，故A错误； B．金属丝①和③的长度、横截面积相同，材料不同，符合控制变量法，可探究电阻与材料的关系，故B正确； C．金属丝②和④的长度、横截面积均不同，未控制横截面积相同，无法探究电阻与长度的关系，故C错误； D．金属丝①和④的材料、横截面积均不同，未控制材料相同，无法探究电阻与横截面积的关系，故D错误。 故选B。 6．如下图所示，甲、乙是两把用不同金属制成的钥匙，将它们分别以同样的方式接入图中电路的A、B间，闭合开关，发现甲钥匙接入电路时，灯泡较亮，乙钥匙接入电路时，灯泡较暗。下列说法正确的是（　　） A．甲钥匙的电阻大于乙钥匙的电阻 B．甲钥匙的电阻小于乙钥匙的电阻 C．甲钥匙的电阻等于乙钥匙的电阻 D．无法比较两把钥匙电阻的大小 【答案】B 【详解】电路总电压不变，灯泡亮度由实际功率决定，甲接入时灯泡更亮，说明电路中电流更大。根据欧姆定律，电源电压U不变，电流I越大 ，电路总电阻越小。钥匙的电阻是电路的总电阻，因此甲钥匙的电阻更小，即甲钥匙的电阻小于乙钥匙的电阻，故B说法正确，ACD说法错误。 故选B。 7．如图所示，对于下列实验中的物理过程，说法不正确的（　　） A．图甲中，试管中水蒸气推动塞子冲出去时，水蒸气的内能增大 B．图乙中，厚玻璃管中的空气被压缩时，机械能转化为内能 C．图丙中，从滑梯滑下，臀部发热，是克服摩擦做功增加臀部的内能 D．图丁中，一开始灯泡不亮，当玻璃芯加热到红炽状态时灯泡发光，实验说明导体和绝缘体在一定条件下可相互转变 【答案】A 【详解】A．甲图中，试管内水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，内能转化为塞子的机械能，水蒸气自身内能减小，故A错误，符合题意； B．乙图中，压缩厚玻璃管内的空气时，外力对空气做功，将机械能转化为空气的内能，故B正确，不符合题意； C．丙图中，从滑梯滑下时，臀部克服摩擦做功，机械能转化为内能，臀部内能增加温度升高，故C正确，不符合题意； D．丁图中，常温下玻璃芯是绝缘体，电路不通灯泡不亮；加热到红炽状态后玻璃芯变成导体，电路通路灯泡发光，该实验说明导体和绝缘体在一定条件下可以相互转变，故D正确，不符合题意。 故选 A。 8．人体正常生物电流约为________；特高压输电的电压可达________V；某个定值电阻的阻值为________kΩ。 【答案】 60 1×106 0.02 【详解】由，可得 由，可得 由，可得 9．如图所示的电路中，AB和CD为长度相等的镍铬合金线，它们横截面积不同。在电路中接入____________（选填“AB”或“CD”）时，闭合开关后，电流表的示数较大。 【答案】AB 【详解】电流表示数较大，说明电路电阻较小，因此接入的是横截面积大的导线AB。 10．学校为方便学生参加中考，给每位学生发放统一的学习用品，包括：①涂卡备用铅笔芯、②金属圆规、③橡皮、④塑料尺，以上物品属于导体的是________（填序号）；锗、硅这类材料在电子产品中有极其重要的应用，锗、硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，这种材料常常称作____________（选填“半导体”或“超导体”）。 【答案】 ①② 半导体 【详解】由常见导体和绝缘体的分类可知，铅笔芯（主要成分为石墨）、金属属于导体，橡皮、塑料属于绝缘体。 导电性能介于导体和绝缘体之间的材料为半导体，锗、硅符合该特性。 11．如图所示，一条粗细不均匀的导线，，AB段和BC段的电阻分别为和，则____________，将其接入电路，通过AB段和BC段的电流分别为和，则这两处的电流关系____________（均选填“>”、“<”或“=”）。 【答案】 < = 【详解】因两段导体材料、长度相同，AB段横截面积更大，由影响导体电阻大小的因素可知，材料和长度相同时，导体横截面积越小电阻越大，则有；因两段导体串联接入电路，由串联电路中各处电流相等可得。 12．小组自制图甲所示的开门报警器，电路板固定于大门，条带左端插在两节电池之间，右端固定于门框。如图乙所示，大门一旦被打开，灯亮，电铃响。条带在电路中起到了电路元器件_____________的作用，具有优异的_____________（选填“导电”或“绝缘”）性。某次测试发现，把大门打开，电铃响而灯不亮，故障可能是灯L处发生_____________。 【答案】 开关 绝缘 开路 【详解】条带左端插在两节电池之间，电路中没有电流，大门一旦被打开，条带从两节电池之间拔出，电路中有电流，所以条带控制电路中电流的通断，相当于开关。 条带左端插在两节电池之间，电路中没有电流，所以条带是良好的绝缘体。 把大门打开，电铃响而灯不亮，此时灯与电铃并联，如果灯短路，电铃也被短路，不符合题意；如果灯开路，灯不亮，对另一条支路没有影响，符合题意，所以故障是灯开路。 13．如图所示，把两端接有金属接线柱的塑料管、电源、开关、小灯泡用导线组装成电路。 (1)闭合开关后，将适量浓度均匀的盐水从注水口慢慢倒入塑料管中时，发现注入的盐水越多，灯越亮，这可以说明盐水电阻变____________（选填“大”或“小”）了。实验证明电阻大小和导体的____________有关。 (2)保持注入的盐水量不变，只将电池增加到3节，闭合开关，观察到灯变亮，盐水电阻值____________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 (3)请你猜想盐水电阻还可能与____________有关。 【答案】(1) 小 横截面积 (2)不变 (3)盐水的浓度（或盐水的温度、金属接线柱之间的距离/盐水的长度） 【详解】（1）闭合开关后，注入的盐水越多，灯越亮，说明电路中电流变大。在电源电压不变时，电流变大则电阻变小。 随着注入盐水的量增加，两个金属接线柱之间盐水的横截面积逐渐变大，盐水的材料、长度、温度都没有发生改变，因此该实验可以验证电阻大小和导体的横截面积有关。 （2）导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小只和导体自身的材料、长度、横截面积、温度有关，和导体两端的电压、通过的电流无关，保持注入的盐水量不变，即保证盐水的材料、长度、横截面积都没有发生改变，所以即使增加电池数量提升电源电压，盐水的电阻值不变。 （3）结合常见的导体电阻影响因素，除了已经探究的横截面积之外，还可以猜想盐水电阻还可能与盐水的浓度（或盐水的温度、金属接线柱之间的距离/盐水的长度）有关。 14．小明在实验室中找到如图甲所示的几根金属丝，并连接了如图乙所示的电路，探究“影响导体电阻大小的因素”。 (1)为避免电路中电流过大损坏电流表，可在图乙电路中____________（填“串”或“并”）联一个小灯泡。 (2)小明将金属丝A和B分别接在M、N之间，目的是探究导体电阻大小与____________的关系；小明将金属丝A和C分别接在M、N之间，目的是探究导体电阻大小与____________的关系。 (3)若把金属丝A接在M、N之间，闭合开关，并用酒精灯加热金属丝A，发现电流表示数减小，这说明导体电阻大小还与____________有关。 (4)为探究导体电阻大小与材料的关系，小明找来一根横截面积为2S的锰铜合金丝D，则合金丝D的长度应为____________。 (5)小明又找到一个如图丙所示的合金金属块接入电路，你认为沿____________（填“AB”“CD”或“EF”）方向接入图乙电路时，电流表示数最大。 【答案】(1)串 (2) 长度 横截面积 (3)温度 (4)L (5)CD 【详解】（1）为了保护电路，在电路中串联一个小灯泡，防止电路中电流过大。 （2）金属丝A和B材料和横截面积相同，长度不同，可探究电阻与长度的关系。 金属丝A和C材料和长度相同，横截面积不同，可探究电阻与横截面积的关系。 （3）用酒精灯加热金属丝A，发现电流表示数减小，说明温度变化，电阻也发生了变化，因此导体的电阻大小与温度有关。 （4）根据控制变量法可知，在探究导体电阻大小与材料的关系时，应控制长度、横截面积相同，材料不同，由于锰铜合金丝D的横截面积为2S，所以合金丝D应与C合金丝对比，其长度应为L。 （5）在其他条件一定时，长度越短，横截面积越大，电阻越小，电流越大，因此应该让电流通过的电阻长度最短，横截面积最大，即为CD方向。 15．在“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示。 (1)小明刚把最后一根导线连接好，灯泡就亮了，原因是连接电路时开关未____________，为使结论具有普遍性，、应选择规格____________（选填“相同”或“不相同”）的灯泡。 (2)小明根据图甲连接好电路，闭合开关，电压表示数如图乙所示，为了使实验结果更准确，接下来他应断开开关，____________。如图丙所示是探究“电阻的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验演示板上固定有实验中用到的各种导体，导体情况如表所示。 导体编号 A B C D 长度（m） 1.0 1.0 1.0 0.5 横截面积（） 1.2 1.2 2.4 1.2 材料 镍铬丝 锰铜丝 镍铬丝 镍铬丝 (3)选用导体A和D，可探究导体电阻大小与____________是否有关，把A、D分别接入同一电路，接入D时电流表示数较大，可得出的结论____________。 (4)要探究导体电阻大小与导体材料是否有关，应选用编号为____________（选填导体编号）的两根导体，通过观察____________的示数来比较电阻大小。 (5)电阻的影响因素有多个，因此本实验运用了____________法来探究每一个因素对电阻大小的影响。 【答案】(1) 断开 不相同 (2)换用电压表的小量程进行测量 (3) 长度 当导体的材料和横截面积相同时，导体的长度越短，电阻越小 (4) A、B 电流表 (5)控制变量 【详解】（1）连接电路时如果开关未断开，电路就会接通使用电器直接工作。 为了避免实验偶然性，得到普遍的串联电压规律，要选用规格不相同的灯泡多次实验。 （2）如图乙所示，电压表选用的是大量程，且测量时指针偏转角度很小，被测电压小于3V，因此需重新改接电压表分度值更小的小量程，使测量结果更准确。 （3）导体A和D的材料、横截面积完全一致，只有长度不同，因此是探究电阻和导体长度的关系。 接入D时电流更大，说明D的电阻更小，因此可得结论：当导体的材料和横截面积相同时，导体的长度越短，电阻越小。 （4）探究电阻与材料的关系时，要控制长度、横截面积完全相同，仅材料不同，符合条件的是A、B两根导体。 本实验通过电流表示数大小间接反映电阻大小，属于转换法的应用。 （5）电阻的影响因素有多个，探究单个因素对电阻的影响时，需要控制其他因素保持不变，该实验方法是控制变量法。 2 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $