新版8年级科学(上)第四章 电路探秘 第三节 物质的导电性与电阻

1、第三节 物质的导电性与电阻石墨炸弹因对供电系统的强大破坏力而又被称为断电炸弹，俗称“电力杀手”。经特殊化学处理的石墨具有良好的导电性能，石墨纤维丝没有黏性，却能附在一切物体表面，石墨纤维只要搭落在裸露的高压电力线或电力设施上。就会使之发生短路而烧毁，造成大范围停电。导电性能最好的物质有哪些?最不好的又有哪些?导体对电流有阻碍作用吗?如果有，其大小又与哪些因素有关呢?通过本节知识的学习，你一定会有不小的收获!知识点一 物质的导电能力1检测物质的导电能力(1)可以通过电流表来判断电路中电流的有无或大小（如图4-3-1甲所示）。(2)可以通过用电器的工作情况来判断电路中电流的有无或大小（如图4-3-

2、1乙所示）。2导体和绝缘体(1)导体：容易导电的物质叫导体。常见的导体有金属、石墨、人体、大地和食盐的水溶液等。(2)绝缘体：不容易导电的物质叫绝缘体。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。(3)导体和绝缘体之间没有绝对的界限：导体和绝缘不是绝对的，有些绝缘体在条件改变时可以导电，从而变成导体，并且导体的导电性也会随着条件的改变而改变。玻璃在通常情况下是绝缘体，但当玻璃被烧红时，玻璃也能导电而使二极管发光。干燥的空气是绝缘体，但在夏天打雷闪电时，两云层之间的空气的伞气被高压“击穿”变成导体。纯净的水、蒸馏水是不导电的，但由于普通水中溶有大量其他的物质，故普通的水能够导电

3、：导体的表面若被氧化或腐蚀后，其导电能力会下降，甚至不容易导电。如铝是导体，而铝的表面被氧化时，生成的氧化铝却是绝缘体。因此，某些电路的关键部位必须采取防腐蚀措施，以确保廉洁可靠。3半导体导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质叫半导体，常见的半导体材料有锗和硅。半导体材料主要应用于工业或者IT产品，如制造电脑、电视机收音机等。4金属导电的微观解释(1)物质的构成：大部分物质是由分子构成的，而分子是由原予构成。原子石油原子核和绕核告诉运动的电子所构成的。电子带负电，原子核带正电。(2)导体能够导电的原因：导体内部有大量可以自由移动的电荷。物质的导电能力与它内部存在的自由移动的电荷数量有关，可以自

4、由移动的电荷越多，物质的导电能力就越强。金属导电的原因：金属内部有着大量自由移动的电子，一定条件下这些电子能发生定向移动，故金属能导电。溶液导电的原因：在酸、碱、盐溶液中存在着大量自由移动的电荷，叫正、负离子。一定条件下离子能发生定向移动，故溶液也能导电。(3)绝缘体不能导电的原因：在绝缘体内，也存在着电子，但这些电子几乎被牢牢束缚，不能自由移动，故绝缘体不能导电。食盐的水溶液是 ，它导电靠的是 和 ；金属导电靠的是 ，金属中电流方向跟自由电子的定向移动方向 ；教室内的电线芯用金属来做因为 ，电线芯外包一层橡胶(或塑料)，是因为它们是 。1在通常情况下，下列各细物质全部属于导体的是 ( )A食

5、盐水、锗、玻璃 B汞、碳棒、人体C纯水、铜、塑料 D铁丝、硅、大地2家庭电路的导线通常采用铜丝作为导线芯，外层用另外的材料包裹，原因是 ( )A铜丝是绝缘体，包裹材料是导体B铜丝是导体，包裹材料一是绝缘体C铜丝和包裹材料都是绝缘体D铜丝和包裹材料都是导体3金属导体和绝缘体的区别在于 ( )A金属导体中有电子，绝缘体中没有电子B金属导体中的电子能自由移动，绝缘体中没有电予C金属导体中有自由电子，绝缘体中几乎没有自由电子D金属导体中没有自由电子，绝缘体中有自由电子知识点二 电阻1电阻的描述(1)电阻的概念：电阻表示导体对电流的阻碍作用。国际上用字母R表示导体的电阻。在科学中，用电阻来表示导体对电流

6、的阻碍作用的大小，导体的电阻越大，则对电流的阻碍作用就越大；反之，导体的电阻越小，则对电流的阻碍作用就越小。电阻的产生是导体本身的性质决定的。如在金属导体中，自由电子的定向移动要受到正电荷的阻碍作用；在酸、碱、盐的水溶液中，正、负离子的定向移动要受到相互的阻碍作用。(2)电阻的单位：电阻的单位是欧姆，简称欧，符号“”。常用的单位还有千欧(k)、兆欧(M)。它们之间的转换关系为：1 k=103，1M=103k。2影响导体电阻大小的因素(1)通过控制变量法研究影响电阻的因素：依据控制变量法、研究导体电阻与某一因素的关系时，要控制其他因素都不变。通常采用如图4-3-2所示的电路图进行探究。实验目的实

7、验方法实验结论探究电阻与导线长度的关系用横截面积相同而长度不同的铬镍合金线作为北侧导线进行比较导线越长，电阻越大探究导线电阻与导线粗细的关系用长度和裁量相同而粗细不同的导线接入电路进行比较导线的横截面积越大（越粗），电阻越小探究电阻与导体材料的关系用长度和横截面积相同而材料不同的导线接入电路进行比较不同的材料，导电能力是不同的(2)影响导体电阻大小的因素：导体的电阻与其长度的定量关系：对于材料、粗细相同的导体而言，其电阻与长度成正比，即导线越长，电阻越大。导体的电阻与其横截面积的定量关系：对于材料、长度相同的导体而言，其电阻与横截面积成反比，即导体横截面积越大，电阻越小。导体的电阻与材料的关系

8、：对于长度相同、横截面积(粗细)相同的导体而言，材料不同，电阻的大小不同。金属导体的电阻与温度的关系：温度升高，金属导体的电阻会增大；温度降低，金属导体的电阻会减小。某些材料的温度降低到一定程度时，电阻会突然消失，这种现象叫超导现象。3人体电阻一般来说，人体电阻的平均值是10002000。当然不同的人电阻是不同的，同一个人在不同情况下的电阻也是不同的。当气温高或人体出汗时，人体电阻较小，而在气温低、空气干燥的冬季，皮肤很干燥时，人体电阻较大。【例题】小芳同学在探究“决定导体电阻大小的因素”时，做出了如下猜想：猜想：往温度不变时，导体的电阻导体的材料有关。猜想：在温度不变时，导体的电阻与长度有关

9、。猜想：在温度不变时，导体的电阻跟导体的横截面积有关。供她选择的导体如下图所示：她画出了实验电路图，并按要求正确的连接了电路，请完成下列填空（仅填字母和序号）：(1)要验证猜想，小芳同学应选择的两段导体是 和 。(2)要验证猜想，小芳同学应选择的两段导体是 和 。(3)要验证猜想，小芳同学应选择的两段导体是 和 。(4)这种科学研究方法，通常叫做 。【练习4】物质甲的电阻R甲=300，物质乙的电阻R乙=3k，物质甲、乙的电阻大小比较正确的是 （ ）AR甲R乙BR甲=R乙CR甲R乙D无法比较【练习5】下列关于电阻的说法中，正确的是 ( )A绝缘体有电阻，导体没有电阻B导体的电阻与通过的电流有关，

10、电流越大，电阻越大C通过导体的电流为零时，电阻不为零D只有导体才能用作电工材料【练习6】在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中，小明设计了如图，4-3-3所示的电路。(1)在连接电路时发现还缺少一个元件，他应该在电路中再接入的元件是 。(2)为粗略判断a、b两点间导体电阻的大小，可观察 。(3)另有甲、乙两位同学分别对小明的电路做了如下的改进：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 同学的改进更好一些理由是 。要点 用控制变量法探究决定导体电阻的因素【例题】某科学兴趣小组做“探究导体电阻大小与导体长度关系”实验。他们在如图4-3-4所示电路中的A、B两点间接入待研究的电阻丝，

11、电源电压恒定不变。忽略电阻丝电阻受温度化的影响，待用电阻丝的规格如下表所示。(1)他们应选择序号为 的两根电阻丝来探究。(2)实验中，两次电流表指针均有偏转，但第二次的示数小于第一次的示数，说明第二次接入电阻丝的阻值较 (填“大”或“小”)。(3)上面所采用的试验方法叫做 。(4)从表中所给处的电阻丝的规格看，还可以用这些电阻丝做另一个探究实验，即探究导体电阻大小与导体 的关系，这次你应该选择序号为 的两根电阻丝来做实验。【变式练习】在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时，同学们用了如图4-3-5所示的实验器材，演示板上固定了四条金属电阻丝，a、b、c三条长度均为1 m，d的长度是O.5

12、m；a、b的横截面积相同，材判不同；a、c的材料相同，但c的横截面积大于a；a、d的材料和横截面积都相同。(1)在探究电阻跟横截面积的关系时，可依次把M、N跟 (填字母序号)的两端连接，闭合开关，记下电流表的示数，分析比较这两根金属丝电阻的大小。(2)依次把M、N跟a、d的两端连接，闭合开关，记下电流表示数，分析比较a、d两根金属丝电阻的大小，可探究电阻跟导体 的关系，其具体结论是 。误区一 不能正确理解导体和绝缘体【例题】下列说法正确的是 ( )A绝缘体在任何情况下都不能导电B绝缘体的电荷几乎被束缚在原子核周围不能自由移动，所以不容易导电C酸、碱、盐溶液能导电，是因为溶液存在大量可以移动的正

13、、负离子，但由于正、负离子的移动方向相反，所以在溶液中电流方向不定D蒸馏水、石墨、盐块都是良好的导体误区二 不能正确理解影响电阻大小的因素【例题】一根铝导线的电阻式R，要使连入电路的导线电阻变大，可采取的办法是( )A将这跟铝导线拉长后介入电路B将这根导线对折后介入电路C减小通过导线的电流D用长度、横截面积相同的铜导代替这根铝导线接入电路【考题解析】(2012·广西桂林)小明用如图1-3-6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小灯泡越亮，表示电阻越大B利用此装置只能探究电阻大小和横截面积

14、的关系C利用此装置能探究导体电阻大小和横截面积、长度的关系D为了准确比较两条合金丝的电阻，可在电路中串联一个电压表。(2012·黑龙江哈尔滨)某同学利用如图4-3-7所示的电路，探究“导体电阻的大小与其横截面积的关系”，图中甲、乙、丙是镍铬合金丝，甲、乙长度相同，乙、丙粗细相同。实验中，根据 判断接人M、N两点间电阻的大小。选用的电阻丝是 。(20l2·北京)下列文具中，通常情况下属于绝缘体的是 ( )A铅笔芯 B橡皮 C金属小刀 D不锈钢尺2(20l2·山东泰安)下列关于导体的说法中，正确的是( )A一根金属丝被均匀拉长后，它的电阻将变大B导体中没有电流通过时，

15、导体就没有电阻C保险丝都是用半导体材料制成的D粗导线的电阻一定比细导线的电阻大3(2012·江苏南京)如图4-3-8所示为“探究影响导体电阻大小因素"的实验电路，A、B之间接导体。(1)本实验通过 比较导体电阻的大小。(2)小明发现手边只有一根较长的金属丝，他可以探究导体的电阻是否与和 有关。【课堂练习】1楠楠同学在中考备考中，准备有：透明塑料笔袋 金属刀片 塑料三角板 铅笔芯 橡皮擦等物品。上述五种物品中，属于绝缘体的有A B C D2下列说法正确的是 （ ）A短导线的电阻比长导线的电阻小B粗导线的电阻比细导线的电阻小C铜导线的电阻比铁导线的电阻小D两种材料长度相等，粗导

16、线的电阻比细导线的电阻小3下列关于导体和绝缘体的说法中正确的是 （ ）A导体能够导电是因为导体内有大量的电荷存在B绝缘体不能够导电，是因为绝缘体内没有电荷存在C导体在任何情况下都可以导电，绝缘体和任何情况下都不会导电D有些绝缘体在一定的条件下可能变为导体4为比较不同物质的导电性，同学们设计了如4-3-9所示的电路图，依次将待测物质接入图中“待测物质"之间，在相同的条件下检测其导电性能。实验测得的电流和灯泡发光情况记录见下表，则下列物质中导电能力最强的是5在如图4-3-10所示的实验中，用横截面积相同而长度不同的两条镍铬合金线AB和CD，分别将它们接入电路，结果较长的镍铬合金线中电流较

17、小，由此可见导体的电阻 （ ）A与导体的材料有关系B与导体的长度有关系C与导体的横截面积有关系D与温度有关系6如图4-3-11所示，把M、N跟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，可以观察到电流表的示数 ，这是由于温度升高，钨丝的电阻 。(填“变大”“变小"或“不变”)7导体的电阻是导体 的一种性质。它的大小决定于导体的 、 ，还跟 .有关。有一根电阻丝在使用的过程中被拉长了一点，则它的电阻将 (填“变大"“变小”或“不变”)，把两根导线并在一起作一根导线使用，电阻将 ；灯泡使用时间长了，钨丝会升华变细，它的电阻将 。8光敏电阻的阻值随着光照的强弱而改变

18、。“光强"是表示光的强弱程度的物理量，照射光越强，光强越大，光强符号是用E表示，国际单位为坎德拉(cd)。实验测得光敏电阻的阻值R与光强E间的关系如图4-3-12所示，由图可知 （ ）A光敏电阻的阻值随光强的增强而变大B光敏电阻的阻值随光强的增强而变小C光敏电阻的阻值随光强的增强先变大后变小D光敏电阻的阻值随光强的增强先变小后变大9小义在探究“电阻的大小与什么因素有关”的活动中，发现实验器材中电阻丝只有一根，其他器材足够，如果要他完成下列的实验探究活动，期中不可能完成的是 （ ）A探究导体电阻与长度的关系B探究导体电阻与横截面积的关系C探究导体电阻与材料的关系D探究导体电阻与温度的关系10在探究“导体的电阻和哪些因素有关的实验中”：(1)甲同学的猜想是：电阻可能与导体的材料有关；乙同学的猜想是：电阻可能与导体的温度有关；内同学的猜想是：电阻可能与导体的横截面积有关；根据你掌握的电学知识，你认为：电阻还与 有关。(2)现有金属材料甲和金属材料乙制成的各种不同规格的金属丝，规格如下表。选用金属丝A和B进行实验，可以探究 (填“甲”“乙"或“丙”)同学的猜想