【同步解读】3.2物质的导电性 -2025-2026学年浙教版八年级上册科学(学案 含解析)

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【同步解读】3.2物质的导电性 -2025-2026学年浙教版八年级上册科学(学案 含解析)

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浙教版八上科学第三章 电路探秘
3.2物质的导电性
认识物质的导电性,并能根据导电性将物质分为导体、绝缘体和半导体。
通过实验探究,知道常见的金属、人体、大地、酸碱盐溶液是导体,而橡胶、玻璃、塑料等是绝缘体。
理解导体导电和绝缘体不易导电的微观本质在于内部是否存在大量自由电荷。
了解导体的电阻概念及其与导电性的关系。
知道绝缘体在一定条件下可能转化为导体,树立安全用电意识。初步了解半导体的特性及其在现代科技中的应用。
知识点一 物质的导电能力
1、导体、绝缘体的含义
(1)导体:容易导电的物质叫做导体。常见的导体有各种金属、石墨(碳)、人体、大地、酸碱盐的水溶液等。
(2)绝缘体:不容易导电的物质叫做绝缘体。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。
注: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、导体和绝缘体之间没有绝对的界限
它们之间没有明显的界限。导体和绝缘体不是绝对的,有些绝缘体在条件改变时可能会变成导体。例如,常温下玻璃是绝缘体,当烧到红炽状态时可以导电,干木头在潮湿的情况下可以导电,空气在闪电作用下可以导电,纯水地维V在掺有杂质的情况下也可以导电等。导体的表面被氧化或腐蚀后,导电能力下降,甚至不导电,所以电路的关键部位必须采取防腐蚀措施。
3、导体容易导电和绝缘体不容易导电的原因
有些物质是由分子构成的,分子是由原子构成的,原子又是由原子核和绕核高速运动的电子构成的。电子带负电,原子核带正电。
金属是由原子构成的,在金属导体中存在着大量可自由移动的电子;在酸碱、盐的水溶液中存在着可自由移动的电荷,称为正、负离子;在绝缘体中,几乎没有能自由移动的电子。
由此可见,导体容易导电,是因为导体中有大量的可自由移动的电荷,绝缘体不容易导电,是因为绝缘体中几乎没有能自由移动的电子。
4、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。
知识点二 电阻与影响电阻大小的因素
电阻
电阻是导体对电流的阻碍作用。导体对电流的阻碍作用越强,电阻就越大。绝缘体的电阻非常大,导电能力弱。
电阻的符号:—□—
电阻用字母R表示,电阻的单位:欧姆(欧),符号:Ω
1兆欧(MΩ)=103千欧(KΩ)A=106欧(Ω)
2、探究导体的电阻与长度的关系
设计思路:探究导体的电阻与长度的关系时,要控制导体的材料和横截面积相同,选用不同长度的导体接入之间,观察灯的亮度以及电流表的示数。
现象分析:当接入导体甲(1米)时,灯的亮度较暗,电流表的示数较小,说明甲的电阻较大;当接入导体乙(0.5米)时,灯的亮度较亮,电流表的示数较大,说明乙的电阻较小。由此说明导体的电阻大小与长度有关。探究结论:材料、横截面积相同的导体,长度越长,电阻越大。
3、探究导体的电阻与横截面积的关系
设计思路:探究导体的电阻与横截面积的关系时,要控制导体的材料和长度相同,选用横截面积不同的导体接入,观察灯的亮度以及电流表的示数。
现象分析:当接入较细的导体甲(0.5毫米2)时,灯的亮度较暗,电流表的示数较小,说明甲的电阻较大;当接入较粗的导体乙(1毫米2)时,灯的亮度较亮,电流表的示数较大,说明乙的电阻较小。由此说明导体的电阻大小与横截面积有关。
探究结论:材料、长度相同的导体,横截面积越小,电阻越大。
4、探究导体的电阻与材料的关系
设计思路:探究导体的电阻与材料的关系时,要控制导体的横截面积和长度相同,选用不同材料的导体接入,观察灯的亮度以及电流表的示数。
现象分析:当接入甲材料(镍铬合金)制成的导体时,灯的亮度较暗,电流表的示数较小,说明甲的电阻较大;当接入乙材料(铜)制成的导体时,灯的亮度较亮,电流表的示数较大,说明乙的电阻较小。由此说明导体的电阻大小与材料有关。
探究结论:横截面积、长度相同,而材料不同的导体,导体电阻的大小不同。
5、探究导体的电阻与温度的关系
设计思路:探究导体电阻与温度的关系时,应控制导体的材料、横截面积和长度相同。通过改变同一导体的温度,利用电流表的示数来比较电阻的大小。
实验步骤:按图示连接电路,闭合开关,记录电流表的示数;给金属导体AB加热半分钟,再闭合开关,记录电流表的示数,观察灯的亮度。分析与论证:加热前,电流表的示数较大,灯的亮度较亮;加热后,电流表的示数变小,灯的亮度变暗,说明金属导体的电阻与温度有关。
实验结论:导体的电阻大小与温度有关。
知识点三 变阻器
1、原理:靠改变接入电路的电阻丝的有效长度来改变电阻大小。
2、作用:调节滑动变阻器滑片可以逐渐改变连入电路的电阻,从而逐渐改变电路中的电流。
3、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。
结构示意图和符号:滑动变阻器的结构示意图和电路图中的符号如图所示。
滑动变阻器的连接方式
①滑动变阻器接入电路的接线柱必须“一上一下”;
②有效电阻的长度取决于下面接入电路的接线柱到滑片P的距离,滑片P到下面接线柱的长度越长,电阻越大,滑片P到下面接线柱的长度越短,电阻越小,可简记为“近小远大”。
4、使用滑动变阻器应注意以下四点
(1)要了解所使用滑动变阻器的阻值范围和允许通过的最大电流。如一个变阻器上标有“50欧 1安”字样,表示此滑动变阻器的最大阻值是50欧,允许通过的最大电流是1安。使用时要根据需要对滑动变阻器进行选择,不能使通过的电流超过最大电流值。
(2)滑动变阻器接入电路的两个接线柱必须是“一上一下”。 不能同时使用上面两个接线柱( R = 0),也不能同时使用下面两个接线柱( R为定值,即最大阻值),这样就起不到改变电路的电阻的作用。
(3)为了保护电路,在通电前应将滑片置于阻值最大处,即离所选下接线柱最远的一端。
(4)滑动变阻器要与被控制的用电器串联。
5、旋钮型变阻器的工作原理
通过改变接入电路的电阻丝的有效长度来改变电阻的大小。连接实际电路时,要注意是哪两个接线柱接入了电路,旋钮触片是顺时针旋转还是逆时针旋转,然后判断电阻的变化。
题型一 导体绝缘体半导体
【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
【解答】解:
A、两根用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷是相同的,它们相互靠近是相互排斥,所以能探究同种电荷间的相互作用,故A正确;
B、不容易导电的物体叫绝缘体,例如:橡胶、陶瓷、塑料;石墨容易导电,是导体,故B错误;
C、摩擦起电只是电荷(电子)发生了转移,并不会创造电荷,故C错误;
D、电阻是导体本身的一种性质,与电压和电流的大小无关,故D错误。
故选: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
【解答】解:在研究物质结构时引入的“原子”;在研究机械运动时,引入的“参照物”;在研究物体的导电性时,引入的“绝缘体”。原子、参照物、绝缘体是对客观事实的定义或命名;而在研究磁现象时,引入的“磁感线”;为了使问题简单明了,根据磁场性质假想为简单易懂、看得见的一条条有方向的线模型,但实际上并不存在。
故选: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
【解答】解:A、固体、液体和气体之间相互摩擦都可能产生静电,故A错误;
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,故B正确;
C、静电释放按钮上面手触摸的部位是导体,故C错误;
D、静电释放时电子运动的方向与电流的方向相反,故D错误。
故选:B。
题型二 影响电阻大小的因素
【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
【解答】解:A、将这根铝导线对折后接入电路,长度变短、横截面积变大,电阻变小,可以使连入电路的导线电阻变小;
B、将这根铝导线拉长,长度变长、横截面积变小,电阻变大,可以使连入电路的导线电阻变大;
C、导体的电阻是导体的阻碍电流的性质,与导体两端的电压和通过的电流无关;
D、用长度、横截面积相同的银导线代替这根铜导线接入电路,电阻变小。
故选: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
【解答】解:A、小灯泡越亮,说明电路中的电流越大,表示接入的合金丝电阻越小,这用到了转换法,故A错误;
B、其他条件相同时铜丝的电阻很小,如果把镍铬合金丝换成导电能力非常好的铜丝进行实验,电路中电流变化不大,灯泡的亮度变化不明显,即实验效果不明显,故B错误;
C、由题意可知,两段金属丝的长度、材料相同,横截面积不同,可以探究导体电阻大小和横截面积的关系;把其中一根金属丝接入电路中,通过改变夹子的位置能改变金属丝接入电路中的长度,故可以探究导体电阻大小和长度的关系,这用到了控制变量法,故C正确;
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流表,根据电流的大小来判断电阻的大小,故D错误。
故选: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 。
【解答】解:(1)探究电阻的大小与导体横截面积的关系,需控制材料、长度相同,改变横截面积,故选B、D两电阻丝;
(2)B、C两电阻丝材料和横截面积相同,长度不同,故可探究电阻的大小与导体长度的关系。
故答案为:(1)B、D;(2)电阻的大小与导体长度的关系。
题型三 变阻器及工作原理
【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
【解答】解:滑动变阻器的滑片P向左移动过程中,电路中的电流变小,说明滑动变阻器接入电路的电阻变大,故可判断滑片的右边的电阻丝接入电路,由电路图可知,必须选下方B,上方任意选一个,故C正确。
故选: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
【解答】解:当旋钮滑片逆时针转动时,电路中电流变大,说明电阻变小,故接入的长度变小,因而选择滑片左侧的电阻丝接入电路,故M连接O、N连接E。
故选:C。
【例3】如图虚线框内是光敏变阻器的结构图,AB为阻值均匀的薄膜电阻,EF为一条导电电极(相当于导线),在AB、EF之间是光导电层(无激光照射时为绝缘体;有激光照射时被照射处的光导电层导电,在该点处将薄膜电阻和导电电极接通),①、②、③为接线柱。
(1)光敏变阻器的结构中,起到滑动变阻器滑片作用结构是 。
(2)请将光敏变阻器正确串联到如图的电路中,要求开关闭合后,当激光束水平左移时灯泡变暗。
【解答】解:(1)由题意可知,光敏变阻器的结构中,起到滑动变阻器滑片作用结构是光导电层;
(2)光敏变阻器接入电路时应选择一上一下两个接线柱接入电路,开关闭合后,当激光束水平向左移动时灯泡变暗,由欧姆定律可知光束水平向左移动移动,光敏电阻接入电路的电阻变大,所以应选择②③接入电路,如图:

故答案为:(1)光导电层;(2)见解答。
一、选择题
1.在收音机等电器中,有一种叫电位器的变阻器。电位器的内部构造如图所示,图中A、B、C三个焊接点相当于变阻器的三个接线柱。使用电位器时,下列说法中,正确的是(  )
A.将A、C接入电路,旋动滑片,可以改变通过电位器的电流
B.将A、B接入电路,当滑片顺时针旋动时,电位器接入电阻变小
C.将B、C接入电路,当滑片顺时针旋动时,电位器接入电阻变小
D.将B、C接入电路,当滑片顺时针旋动时,电位器接入电阻变大
【答案】C
【解析】【分析】 电位器是一个滑动变阻器, 根据接线柱的选择情况确定接入电阻丝的长度变化,进而确定接入的阻值变化。
【解答】A.将A 和C 接入电路,电位器相当于定值电阻,移动滑片,电阻不变,电源电压不变,无法改变通过电位器的电流,故A错误;
B.将A 和B 接入电路,当滑片顺时针旋动时,电位器接入电路的电阻增大,电源电压不变,电流变小,故B错误;
CD.将B、C接入电路,当滑片顺时针旋动时,电位器接入电路的电阻变小,故C正确、D错误。
故选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
【解析】【分析】容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;
导体和绝缘体之间没有绝对的界限,在一定的条件下绝缘体可以变成导体。
【解答】 A.甲图实验说明灯丝是导体,它的电阻会随温度的升高而增大,故A错误符合题意;
B.乙图实验说明玻璃是绝缘体,加热后变成了导体,故B正确不合题意;
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,故C正确不合题意;
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,故D正确不合题意。
故选A。
3.在音量可调的音响中有一种旋钮式变阻器。其内部构造如图所示,图中 A、B、C三个焊接点是变阻器的三个接线柱。现需要将其接入电路,要求旋钮触片顺时针旋转时,接入电路的电阻变大,则需要将哪两个接点接入电路
A.A和B B.A和C
C.C和B D.C和AB中的任一个
【答案】B
【解析】【分析】根据电阻变化确定接入的长度变化即可
【解答】 旋钮触片顺时针旋转时,接入电路的电阻变大, 即接入电阻丝的长度变大。由于AP之间长度变大而BP之间长度变小,因此应该连接A和C。
故选B。
4.如图所示,图乙为滑动变阻器的结构示意图,当滑动变阻器的滑片 P 向左移动时,图甲中电流表的示数变小,则滑动变阻器串联接入电路的接线柱是(  )
A.C和D B.A 和B C.C和 B D.A 和 D
【答案】C
【解析】【分析】滑动变阻器一上一下接进电路,通过改变连入电路中的有效长度来改变连入电路的阻值,连入电路的有效长度越长,说明连入电路的阻值越大。
【解答】滑动变阻器的滑片 P 向左移动时,电路中的电流变小,说明滑动变阻器接入电路中的电阻变大,故可判断滑片右边的电阻丝接入电路,说明变阻器下方右侧的接线柱B 接入电路,上方任意选一个接线柱接入电路,故C正确。
故答案为:C。
5.根据电路图连接实物图是一项重要的实验技能。某款真空包装机的简化电路图如图所示。下列选项中滑动变阻器的连接方式与电路图相对应的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】【分析】滑动变阻器一上一下接进电路,通过改变连入电路中的有效长度来改变连入电路的阻值,连入电路的有效长度越长,说明连入电路的阻值越大。
【解答】C、根据题中电路图可知,滑动变阻器的滑片向左移动时接入电路的电阻变大,说明变阻器下方右侧接线柱接入电路,上方任意选择一个接线柱接入电路即可,故C正确;
ABD、移动 A、D选项中滑动变阻器的滑片不能改变变阻器接入电路的电阻,将B选项中变阻器的滑片向左移动时变阻器接入电路的电阻变小,故ABD错误。
故答案为:C。
6.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
【解析】【分析】滑动变阻器一上一下接进电路,通过改变连入电路中的有效长度来改变连入电路的阻值,连入电路的有效长度越长,说明连入电路的阻值越大。
【解答】由题图可知,该滑动变阻器滑片下面的电阻丝连入电路,滑片上移,说明浮标下移,即油面降低,此时变阻器接入电路中的电阻丝的长度变长,变阻器接入电路的电阻变大,电路中电流减小。
故答案为:A。
7.根据电路图连接实物图是一项重要的实验技能。下列选项中滑动变阻器的连接方式与电路图相对应的是 (  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】【分析】滑动变阻器一上一下接进电路,通过改变连入电路中的有效长度来改变连入电路的阻值,连入电路的有效长度越长,说明连入电路的阻值越大。
【解答】根据电路图可知,滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大;又因滑动变阻器采用“一上一下”的接法,所以滑动变阻器下方的左侧接线柱接入电路,上方的任意一个接线柱接入电路。
故答案为:C。
8.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
【解析】【分析】滑动变阻器一上一下接进电路,通过改变连入电路中的有效长度来改变连入电路的阻值,连入电路的有效长度越长,说明连入电路的阻值越大。由欧姆定律可知,电路中总电阻越大,电流越小,即电流表示数越小。
【解答】A、由图可知,P甲移到 a 端P乙移到c端,甲滑动变阻器接入电路的电阻为零,乙滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路没有短路,故A不符合题意;
BC、由图可知,P甲移到b端,P乙移到d端,甲滑动变阻器接入电路的电阻最大,乙滑动变阻器接入电路的电阻为零,电路没有短路,此时电路的总电阻不是最大,所以电流表的示数不是最小,故BC不符合题意;
D、由图可知,P甲移到 b 端,P乙移到c端,甲、乙两个滑动变阻器接入电路的电阻均最大,电路总电阻最大,电流表的示数最小,故D符合题意。
故答案为:D。
9.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
【解析】【分析】(1)若乙内是纯净水,电阻较大,单刀双掷开关S从1拨到2时,电路的总电阻变大,电流变小;
(2)若乙内是矿泉水,单刀双掷开关S从1拨到2时,电路的总电阻不变,电流不变。
【解答】AB、若电流表示数不变,即电流不变,因为电源电压不变,所以总电阻不变,说明乙内装满待测的“矿泉水”与甲内装满已知矿泉水电阻相同,说明乙内是矿泉水,故A错误,B正确;
C、若电流表示数变大,即电流变大,因为电源电压不变,所以总电阻变小,说明乙内装满待测的“矿泉水”比甲内装满已知矿泉水电阻小,说明乙内是矿泉水,故C错误;
D、若电流表示数变小,即电流变小,因为电源电压不变,所以总电阻变大,说明乙内装满待测的“矿泉水”比甲内装满已知矿泉水电阻大,说明乙内是纯净水,故D错误。
故答案为:B。
10.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
【解析】【分析】(1)金属的电阻随温度的变化:一般情况下,金属的电阻随温度的升高而增大。
(2)导体和绝缘体的转化:导体和绝缘体没有绝对的界限,在一定条件下可以相互转化,例如玻璃在常温下是绝缘体,加热到红热状态时会变成导体。
【解答】A、用酒精灯加热金属丝时,金属丝的温度升高,电阻增大,根据欧姆定律,电路中的电流会减小,电流表示数减小,灯泡变暗,故该选项错误。
B、玻璃芯在常温下是绝缘体,加热到红热状态时变成了导体,灯泡发光,这说明导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化,故该选项正确。
C、图甲中,灯泡和金属丝是串联在电路中的,根据串联电路的电流特点,通过它们的电流大小是相同的,故该选项错误。
D、不加时,图甲电路中,金属丝是导体,闭合开关后有电流;图乙电路中,玻璃芯是绝缘体,闭合开关后没有电流,故该选项错误。故答案为:B。
11.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
【解析】【分析】(1)导体的导电原理:金属导体依靠自由电子导电,但像酸碱盐的水溶液等导体,是依靠自由移动的离子导电的。
(2)绝缘体的导电情况:绝缘体内部是有电荷的,只是几乎没有可以自由移动的电荷,所以不容易导电。
【解答】A、不是所有导体都依靠自由电子导电,例如酸碱盐的水溶液是依靠自由移动的离子导电的,故该选项错误。
B、绝缘体不易导电的原因是其内部几乎没有可以自由移动的电荷,而不是没有电荷,故该选项错误。
C、半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,是制作集成电路的主要材料,故该选项正确。
D、超导体需要在极低温度下才能表现出超导特性,日常生活中还没有实现用超导体进行远程输电,故该选项错误。
故答案为:C。
12.金属导体能导电是因为导体内有 (  )
A.可以自由移动的正电荷 B.较多可以自由移动的电子
C.可以自由移动的原子核 D.较少的自由电子
【答案】B
【解析】【分析】物质是由原子组成,原子由原子核和核外电子构成。在金属导体中,原子的外层电子受到原子核的束缚力较小,这些电子可以在金属内部自由移动,当导体两端有电压时,自由电子在电场力作用下定向移动形成电流 。
【解答】A、金属导体中,正电荷(质子)被固定在原子核内,不能自由移动,所以该选项错误。
B、金属导体中存在较多可以自由移动的电子,在电压作用下,自由电子定向移动形成电流,使得金属导体能够导电,该选项正确。
C、原子核质量较大,且被束缚在原子的中心位置,不能自由移动,所以该选项错误。
D、金属导体能导电是因为存在较多的自由电子,而不是较少的自由电子,所以该选项错误。
故答案为:B。
13.下列学习用品中,属于绝缘体的是 (  )
①橡皮擦 ②钢尺 ③中性笔的塑料笔身
④铅笔芯 ⑤练习本
A.①③④ B.①③⑤ C.②④ D.①④⑤
【答案】B
【解析】【分析】导体是容易导电的物体,常见的导体有金属、人体、大地、石墨、酸碱盐的水溶液等;绝缘体是不容易导电的物体,常见的绝缘体有橡胶、塑料、玻璃、陶瓷、干燥的木材等。
【解答】A、①橡皮擦是橡胶制品,属于绝缘体;③中性笔的塑料笔身是塑料制品,属于绝缘体;但④铅笔芯主要成分是石墨,属于导体,该选项错误。
B、①橡皮擦是绝缘体,③中性笔的塑料笔身是绝缘体,⑤练习本主要是纸张,属于绝缘体,该选项正确。
C、②钢尺是金属制品,属于导体;④铅笔芯属于导体,该选项错误。
D、①橡皮擦是绝缘体,②钢尺是导体,③中性笔的塑料笔身是绝缘体,该选项错误。
故答案为:B。
14.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
【解析】【分析】导体是容易导电的物体,常见的导体有金属、人体、大地、石墨、酸碱盐的水溶液等;绝缘体是不容易导电的物体,常见的绝缘体有塑料、玻璃、橡胶、陶瓷、油等。
【解答】A、铜是金属,属于导体;人体属于导体;湿木头因含有水分,能导电,属于导体;但塑料属于绝缘体,该选项错误。
B、水银、锡都是金属,属于导体;而玻璃、橡胶都属于绝缘体,该选项错误。
C、铁是金属,属于导体;石墨属于导体;大地属于导体;食盐水是酸碱盐的水溶液,属于导体,该选项正确。
D、铝是金属,属于导体;石墨属于导体;但陶瓷、油都属于绝缘体,该选项错误。
故答案为:C。
15.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,灯泡L发光,钨丝不发光,向钨丝吹气时,灯泡L变亮,用酒精灯给钨丝加热,灯泡L逐渐变暗直至熄灭,由实验可知 (  )
A.钨丝的电阻随温度的升高而减小
B.向钨丝吹气时,钨丝的电阻变小
C.给钨丝加热时,电路中的电流变大
D.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灯泡L的电流
【答案】B
【解析】【分析】导体的电阻与温度有关,其他因素相同时,温度越高,电阻越大。
【解答】AC、用酒精灯对白炽灯的钨丝加热,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,故AC不符合题意。
BD、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,故B符合题意,D不符合题意;
故答案为:B。
16.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
【解析】【分析】 (1)电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小,这用到了转换法;
(2)影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度和横截面积,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变。
【解答】 A、该实验中,通过观察电流表的示数可以判断导体的电阻的大小,运用了转换法,故A正确;
B、探究电阻的大小是否跟导线的横截面积有关时,应该控制导体的材料、长度相同,而横截面积不同,由图可知应选择电阻线①和②,故B正确;
C、导线多是用铜做的,很少用铁来做导线,说明导体的电阻与导体的材料有关;而②和③电阻线的材料相同,横截面积相同,长度不同,不能得出电阻与材料的关系,也就不能解释“导线多是用铜做的,很少用铁来做导线”,故C错误;
D、线路板上的电阻线都是镍铬合金,不能改变材料,所以不能探究电阻的大小是否跟导线的材料有关,故D正确。
故答案为:C。
17.小李闭合开关后,亮着的白炽灯突然熄灭,检查后发现灯丝断了,小李重新把灯丝搭接起来(如图所示)继续使用,发现灯泡更亮了,则此时灯丝的 (  )
A.电阻增大,电流减小 B.电阻减小,电流增大
C.电阻和电流都增大 D.电阻和电流都减小
【答案】B
【解析】【分析】(1)导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。在材料和温度相同时,长度越短、横截面积越大,电阻越小。
(2)根据欧姆定律 ,当电压 U 不变时,电阻 R 减小,电流 I 会增大。
【解答】A、灯丝搭接后,长度变短,横截面积变大,电阻减小,不是增大;根据欧姆定律,电压不变,电阻减小,电流应增大,不是减小,故该选项错误。
B、灯丝搭接后,长度变短、横截面积变大,电阻减小;电源电压不变,由欧姆定律 可知,电阻减小,电流增大,故该选项正确。
C、灯丝搭接后电阻是减小的,不是增大,故该选项错误。
D、灯丝搭接后电流是增大的,不是减小,故该选项错误。
故答案为:B。
18.有一块长方体铁块,如图所示,分别沿不同方向接入电路,则 (  )
A.沿AB 方向接入电路时电阻最大
B.沿CD 方向接入电路时电阻最大
C.沿 EF 方向接入电路时电阻最大
D.沿各个方向接入电路时电阻一样大
【答案】A
【解析】【分析】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、横截面积和温度有关。在材料和温度相同时,长度越长、横截面积越小,电阻越大;反之,电阻越小。
【解答】A、沿 AB 方向接入电路时,铁块的长度最长,横截面积最小,根据电阻与长度、横截面积的关系,此时电阻最大,故该选项正确。
B、沿 CD 方向接入电路时,铁块的长度较短,横截面积较大,电阻较小,故该选项错误。
C、沿 EF 方向接入电路时,铁块的长度和横截面积情况使得电阻不是最大的,故该选项错误。
D、由于沿不同方向接入电路时,铁块的长度和横截面积不同,所以电阻不一样大,故该选项错误。
故答案为:A。
19.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
【解析】【分析】滑片向左或向右滑动时,灯泡亮度不变,则电路中的电流不发生变化,根据欧姆定律判断电路中电阻的变化,从而确定滑动变阻器接入电路的接线柱。
【解答】滑片向左或向右滑动时,灯泡亮度不变,则电路中的电流不发生变化,根据欧姆定律可知,电路中的电阻不变,因此需保持滑动变阻器接入电路中的阻值不变,由图可知开关S接B或C效果一样,变阻器接入的阻值都为一个滑动变阻器的最大阻值。
故答案为:D。
20.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
【解析】【分析】(1)滑动变阻器铭牌上标有的电阻值表示滑动变阻器的最大电阻,电流值表示滑动变阻器允许通过的最大电流。
(2)滑动变阻器通过改变其接入电路中电阻线的长度来改变接入电路电阻的。
【解答】滑动变阻器铭牌上标有“20Ω 2A”表示滑动变阻器的最大电阻是20Ω,允许通过的最大电流是2A,故①错误;②④正确;
滑动变阻器通过改变其接入电路中电阻线的长度来改变接入电路电阻的,故③错误。
故答案为:D。
21.一根锰铜合金导线的电阻为 R,要使这根导线连入电路的电阻变小,可采用的方法是 (  )
A.减小导线两端的电压 B.增大导线中的电流
C.将导线对折后连入电路 D.将导线拉长后连入电路
【答案】C
【解析】【分析】导体的电阻是导体的属性,与电压和电流无关,与导体的材料、横截面积和长度有关,材料一定时长度越长、横截面积越小,电阻越大。
【解答】A、电阻与电压大小无关,故A错误;
B、电阻与电流大小无关,故B错误;
C、导线对折,长度变小,横截面积变大,可知电阻将变小,故C正确;
D、将导线拉长,长度变大,横截面积变小,可知电阻将变大,故D错误
故答案为:C。
22.中国科技馆内进行“模拟避雷针”的实验展示。当参观者按下“有避雷针”按钮时,从高压发生器尖端涌出的白色闪电,会径直劈向建筑物模型顶部的避雷针,模拟云层带正电,建筑物不会受到任何影响,示意图如右图所示。下列说法不正确的是
A.制作避雷针的材料为导体
B.云层之间的相互作用以及空气对流让云层带电方式属于摩擦起电
C.衣物之间的摩擦产生的静电放电现象,其原理与雷电类似
D.图中闪电发生时,与避雷针和大地相连的金属线中的电流方向是从大地到避雷针
【答案】D
【解析】【分析】 A.容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体。
B.摩擦起电是电子由一个物体转移到另一个物体的结果。
C.雷电是大气中一种剧烈的放电现象。
D.物理学上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
【解答】 A.制作避雷针的材料为导体,故A正确不符合题意;
B.云层之间的相互作用以及空气对流让云层带电方式属于摩擦起电,故B正确不符合题意;
C.衣物之间的摩擦产生的静电放电现象,其原理与雷电类似,故C正确不符合题意;
D.图中闪电发生时,与避雷针和大地相连的金属线中的电流方向是从避雷针到大地,因为云层带的是正电荷,故D错误符合题意。
故选D。
23.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
【解析】【分析】滑动变阻器连入电路的有效长度越长,连入电路的阻值越大。
【解答】A、由图可知,两种滑动变阻器都通过改变滑片的位置改变连入电路的有效长度,来改变连入电路的阻值大小,故A正确;
B、将AC连入电路,滑片向右移,连入电路的电阻丝长度变长,电阻将变大,故B错误;
C、连接旋钮式变阻器AC两个接线柱,旋钮触片尾连入电路,转动触片,电阻的阻值不会发生改变,故C错误;
D、旋钮触片和滑片不能用陶瓷制作,陶瓷是绝缘体,不能导电,故D正确。
故答案为:A。
24.在如图所示的电路中,金属板M 与N 之间夹着一滴水银,当两块金属板互相靠近时,电路中电流表的读数将 (  )
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法判断
【答案】A
【解析】【分析】(1)导体电阻的大小与材料、长度、横截面积、温度有关,在材料和温度相同时,横截面积越小、长度越短,导体的电阻越小;
(2)由电路图可知,电阻R与水银的电阻串联,电流表测电路中的电流;根据两金属板互相靠近一些时可知其电阻的变化、电路总电阻的变化,根据欧姆定律可知电流表示数的变化。
【解答】 当两金属板互相靠近一些时,水银的材料和温度不变,横截面积变大、长度变短,其电阻变小,电路中的总电阻变小;由可知,当电压不变,电路中的总电阻变小时,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故A正确。
故答案为:A。
25.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
【解析】【分析】滑动变阻器一上一下接进电路,通过改变连入电路中的有效长度来改变连入电路的阻值,连入电路的有效长度越长,说明连入电路的阻值越大。
【解答】AB、若要使灯泡逐渐变亮,通过灯泡的电流应变大,变阻器接入电路的电阻应变小;M、N分别连接X、Y,顺时针转动旋钮触片,变阻器接入电路的电阻变大,逆时针转动旋钮触片,变阻器接入电路的电阻变小,故A 错误,B正确;
C、M、N分别连接X、Z,顺时针转动旋钮触片,变阻器接入电路的电阻不变,故C错误;
D、M、N分别连接Y、Z,逆时针转动旋钮触片,变阻器接入电路的电阻变大,故D错误。
故答案为:B。
26.一个滑动变阻器铭牌上标有“20Ω 1 A”的字样,它的意思是指变阻器的(  )
A.电阻最小值是20Ω,允许通过的最大电流是1 A
B.电阻最小值是20Ω,允许通过的最小电流是1 A
C.电阻最大值是20Ω,允许通过的最小电流是1 A
D.电阻变化范围是0~20Ω,允许通过的最大电流是1 A
【答案】D
【解析】【分析】铭牌上标注的是滑动变阻器能连入电路的电阻范围,电流指的是最大电流,电路中电流小于最大电流时,可以连入该滑动变阻器,若电流大于该电流,会导致滑动变阻器损坏。
【解答】铭牌上标有“20Ω 1 A”的字样,“20Ω 1 A”的含义是滑动变阻器接入电路的电阻范围是0~20Ω,即接入电路电阻的最大值为20Ω,允许通过的最大电流是1A。
故答案为:D。
27.下列用电器中,不需要变阻器的是(  )
A.调光台灯 B.调速电风扇
C.调温电熨斗 D.教室中的日光灯
【答案】D
【解析】【分析】滑动变阻器通过改变连入电路的有效长度来改变连入电路的阻值,从而改变电路中电流大小,起到改变灯亮度的目的。
【解答】调光台灯、调速电风扇、调温电熨斗都是通过改变变阻器接入电路电阻的大小,使电路中的电流发生改变,从而实现改变亮度、转速、温度的功能;教室中的日光灯工作时亮度不变,故不需要变阻器。
故答案为:D。
28.物质的导电性往往因物质种类的不同而不同,下列关于物质导电性的说法中正确的是(  )
A.橡胶不容易导电,是因为橡胶中没有电子
B.金属容易导电,是因为金属内部有大量能自由移动的电子
C.玻璃一定是绝缘体
D.凡是金属都是导体,非金属都是绝缘体
【答案】B
【解析】【分析】导体电阻较小,导电能力强,绝缘体电阻大,导电能力弱,但并不是因为绝缘体内没有电子,而是其内部的电子不能定向移动。
【解答】A、橡胶不容易导电是因为橡胶中几乎没有可自由移动的电子,故A错误;
B、金属导体中存在着大量可自由移动的电子,所以容易导电,故B正确;
C、导体与绝缘体之间没有绝对的界限,在一定条件下,有些绝缘体可以成为导体,玻璃加热至红热状态时会变为导体,故C错误;
D、有些非金属也是导体,比如石墨,故D错误。
故答案为:B。
29.从图中的长方形金属薄板 abcd中剪出一金属条,让电流沿着金属条的“长”方向流过,下列哪种剪法得到的金属条的电阻最大 (  )
A.剪出 abfe B.剪出 efcd
C.保留整块金属薄板 D.剪出阴影部分的细金属条
【答案】D
【解析】【分析】导体的电阻与导体的材料、横截面积、长度及温度有关,其它条件相同时,导体的长度越长,电阻越大。
【解答】要想得到的金属条电阻最大,需要使金属条最长、最细,对题目中所提供的四种剪法进行比较,发现D选项中的剪法剪裁出的金属条最长、最细,即此种剪法得到的金属条电阻最大,故D符合题意。
故答案为:D。
30.一段导线均匀拉长为原来的3倍,则导线的电阻将(  )
A.是原导线电阻的6倍 B.是原导线电阻的
C.是原导线电阻的9倍 D.是原导线电阻的
【答案】C
【解析】【分析】导体的电阻是导体的属性,与导体的材料、长度、横截面积等因素有关,长度越长、横截面积越小,导体的电阻越大。
【解答】当导线的长度变为原来的3倍时,其材料和体积均不变,横截面积变为原来的;其他条件不变时,导线的电阻与其长度成正比,与其横截面积成反比,所以此时导线的电阻变为原来的9倍。
故答案为:C。
31.下列关于电阻的说法中正确的是(  )
A.绝缘体中几乎不存在电子,所以它的电阻非常大,不容易导电
B.导体容易导电说明它对电流没有任何阻碍作用
C.导体的电阻随电流的增大而减小
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,不管有没有电流通过,导体的电阻都存在
【答案】D
【解析】【分析】绝缘体不易导电不是因为没有电子,而是电子不能自由移动,金属易导电,属于导体,是因为金属内有自由移动的电子,在通电时会定向移动,形成电流。
【解答】A、绝缘体中有电子,但大多数都不能自由移动,所以它的电阻非常大,不容易导电,故A错误;
B、导体容易导电是因为导体内存在大量可自由移动的电荷,通常情况下导体对电流有阻碍作用,故B错误;
CD、导体的电阻是导体本身的一种特性,跟电流的大小、有无无关,故C错误,D正确。
故答案为:D。
32.如图所示为某均匀金属薄板,现测得接线柱A、B之间的电阻为R,如果将该均匀金属薄板均分成9块,并挖去其中的一小块,则此时A、B之间的电阻变为(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】【分析】串联电路总电阻等于各用电器电阻之和,并联电路。
【解答】
如图将电阻看作三个相同的电阻串联而成,分别将123看作一个电阻,456看作一个电阻,789看作一个电阻,由串联电路的规律可知,每个电阻的阻值为,每个电阻由三个相同的块并联而成,设每块电阻的阻值为,由并联电路的电阻规律可知,,解得。则当挖去其中一块后,剩余8块电阻的关系为:其中竖着两排是三块并联,并联后的电阻为,另一排为2块电阻并联,并联后电阻为,再串联在一起,由串联电路的电阻规律可知,总电阻为。
故答案为:B。
33.下列各组物质中,全部属于导体的一组是(  )
A.塑料、陶瓷、油、纯水 B.塑料、大地、石墨、玻璃
C.橡胶、人体、铜、干木棒 D.人体、铜、石墨、硫酸铜溶液
【答案】D
【解析】【分析】(1)导体:容易导电的物体,像金属(如铜 )、人体、石墨、酸碱盐的水溶液(如硫酸铜溶液 )等 。
(2)绝缘体:不容易导电的物体,例如塑料、陶瓷、油、纯水、玻璃、橡胶、干木棒等 。
【解答】A、塑料、陶瓷、油、纯水都属于绝缘体,不是导体,故该选项错误。
B、塑料、玻璃是绝缘体,大地、石墨是导体,并非全部是导体,故该选项错误。
C、橡胶、干木棒是绝缘体,人体、铜是导体,不是全部为导体,故该选项错误。
D、人体、铜、石墨、硫酸铜溶液都容易导电,属于导体,故该选项正确。
故答案为:D 。
34.如图甲为调光台灯,图乙为一简单调光台灯的电路图,将电路图的 M、N两点之间接入一个滑动变阻器,使得滑片P向右移动时,灯泡的亮度减小,则下列方法中正确的是(  )
A.A接M, B接N B.C接M, D接N
C.A接M, D接N D.B接M, C接N
【答案】D
【解析】【分析】 滑动变阻器有四个接线柱,选择一上一下接线柱接入电路,滑动变阻器接入电路的部分取决于接入的下面接线柱。根据向左移动滑片时,连入电路的电阻丝的长度的变化确定电路电流的变化即可。
【解答】 滑片P向右移动时,灯泡的亮度减小,即此时通过小灯泡的电流变小,说明变阻器接入电路的电阻变大,所以应该是变阻器滑片左边的电阻丝接入电路,故必须选择C接线柱,再选择A或B接线柱即可,故D正确。
故选D。
二、填空题
35.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(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
【解析】【分析】(1)容易导电的物体是导体;不容易导电的物体是绝缘体;
(2)旋钮滑片逆时针转动,车速仪示数变大,连入电路电阻变小,据此分析。
【解答】(1)变阻器上旋钮滑片的材料是导体;
(2)由题意可知,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,电路中的电流变大,根据欧姆定律,电路的总电阻变小,则变阻器连入电路的电阻变小,如果接线柱M接O点,则接线柱N应该接E点。
36.如图所示的两导体是由同种材料组成的,且长度相等,如图接入电路中, 则 R1   R2, I1   I2(选填“>”、“<”或“=” ) 。
【答案】<;=
【解析】【分析】 因两电阻串联,则由串联电路的电流规律可知两导体中的电流关系;再根据电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关的知识进行分析即可判断。
【解答】 因两电阻串联,故通过两部分导体的电流相等,即I1=I2。
同时R1和R2是由同种材料制成的长度相同,横截面积R1大于R2,所以R1<R2。
37. 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
【解析】【分析】(1)滑动变阻器一上一下接进电路,通过改变连入电路中的有效长度来改变连入电路的阻值,连入电路的有效长度越长,说明连入电路的阻值越大。由欧姆定律可知,总电阻越大,电路中电流越小。
(2)电路为串联电路,总电阻等于各用电器电阻之和,由欧姆定律可知,电源电压一定时时,电阻越大,电路中电流越小。
【解答】(1)当金属片受到的压力增大时,金属片下移,R'接入电路中的电阻丝变长,即变阻器接入电路的电阻变大,则电路中的电流变小,电流表的示数变小。
(2)将电流表中的电流刻度换成相应的力的刻度,120 N 的力比 100 N的力大,金属片受到的压力为 120 N 时 R'接入电路的电阻比金属片受到的压力为 100 N 时R'接入电路的电阻大,则金属片受到的压力为120 N 时电流表的示数比金属片受到的压力为100 N 时小,故120 N 的刻度应在100 N 刻度的左边。
38.已知导体的电阻(R)与它的材料(ρ)、长度(l)、横截面积(S)的定量关系可以表示为 R
(1)将长 10 m、电阻为10 Ω的两根铜导线接成 20 m长的导线,接长后导线的电阻为   。
(2)将横截面积为 1 mm2、电阻均为1 Ω的两根镍铬合金线合并成横截面积为 2 mm2的导线,合并后导线的电阻为   。
(3)有电阻均为10Ω的相同导线若干,现要得到电阻值为15 Ω的导线,应____(填字母)。
A.把两根导线接长后使用
B.把两根导线合并后使用
C.一根导线取一半长度,与另一根接长后使用
D.一根导线取一半长度,与另一根合并后使用
【答案】(1)20Ω
(2)0.5Ω
(3)C
【解析】【分析】(1)根据 R 分析电阻值的大小;
(3)根据串联和并联电路的电阻关系分析。
【解答】 (1)将长10米、电阻为10欧的两根铜导线接成20米长的导线,横截面积不变,材料不变,长度变为原来的2倍,根据 R 可知,电阻变为原来的2倍,为20Ω;
(2)根据公式R 可知,材料和长度一定,导体电阻和横截面积成反比,所以横截面积为1mm2、电阻均为1Ω的镍铬合金线两根,合并成横截面积为2mm2的导线,合并后电阻为0.5Ω。
(3)A、把两根相同导线接长后使用,材料、横截面积不变,长度变大,电阻变为原来的2倍,为20Ω,故A错误;
B、把两根相同导线合并后使用,材料、长度不变,横截面积变为原来的2倍,电阻变为原来的一半,为5Ω,故B错误;
C、一根取半与另一根接长后使用,一半的电阻为5Ω,然后与10Ω的串联,所以总电阻为15Ω,故C正确;
D、两根合并后电阻为5Ω,与另一根接长后使用,总电阻为5Ω+10Ω=15Ω,故D正确;
故答案为:CD。
39.如图所示为小明设计的风力测试仪。O为转动轴,P为金属球,OP 为金属杆,AB 是电阻丝。无风时,OP 下垂并与电阻丝的B端接触;有风时,金属球 P 受风力的作用,使OP 绕O 点偏转,电路中接有一个电流表,测风力时闭合开关S即可。通过分析可知:金属杆OP 和电阻丝AB 组合在一起相当于一个   ,若电流表示数增大,则表示风力在   。电路中电阻R0的作用是   。
【答案】滑动变阻器;增大;保护电路,防止风力过大导致电路中的总电阻过小,损坏电流表
【解析】【分析】(1)滑动变阻器的工作原理是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻。
(2)根据欧姆定律 ,在电源电压不变时,电流与电阻成反比。
(3)在电路中,定值电阻可以起到保护电路的作用,防止电路中电流过大损坏元件。
【解答】(1)金属杆 OP 和电阻丝 AB 组合在一起,当风力变化时,OP 绕 O
点偏转,改变了接入电路中电阻丝的长度,从而改变电阻,相当于一个滑动变阻器。
(2)由欧姆定律 ,电源电压 U 不变,若电流表示数增大,说明电路中的总电阻 R 减小。因为金属杆 OP 和电阻丝 AB 相当于滑动变阻器,所以是接入电路的电阻减小,这是由于风力增大,使 OP 偏转角度变大,接入的电阻丝长度变短导致的,故表示风力在增大。
(3)电路中电阻R0 是定值电阻,其作用是保护电路,防止风力过大时,滑动变阻器接入电阻过小,导致电路中总电阻过小,电流过大,损坏电流表。
40.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
【解析】【分析】插入式电阻箱的原理:是利用铜塞插入或拔出改变连入电路中电阻丝的长度来变阻的,即当铜塞插入时,电阻被短路,当铜塞被拨出时,电阻接入电路。
【解答】(1)当铜塞全部拔出时,变阻器接入电路的电阻最大,最大电阻值为:R=5Ω+5Ω+2Ω+2Ω+1Ω=15Ω;
(2)图示状态下,有5Ω、2Ω的两个铜塞拔出,下面的电阻丝连入电路,A、B接线柱间的电阻为R'=5Ω+2Ω=7Ω。
41.如图所示的圆环是由粗细均匀的同种金属丝制成的。A、B、C三点将圆环分成三等份(每等份电阻均为R),若将A、B两点连入电路,则连入电路的电阻值为   。
【答案】2/3
【解析】【分析】并联电路总电阻等于用电器电阻的倒数之和的倒数,据此计算圆环接入电路的阻值。
【解答】粗细均匀的金属丝组成一圆环,A、B、C三点将圆环分成三等分,且每份电阻均为R,所以 AB 段的电阻 ACB段的电阻 若将A、B两点连入电路,则两段金属丝并联, 即 解得 。
42.取口香糖锡纸,中间剪掉一些(如图甲所示),将锡纸条带锡的两端分别按在电池的正、负极上,很快发现锡纸条开始冒烟、着火,如图乙所示。实验中的锡纸是   体,锡纸条上 ab= bc= cd,则   .段的电阻最大,此时通过锡纸条的电流Iab   (填“=”“>”或“<”) Icd。
【答案】导;bc;=
【解析】【分析】导体的电阻大小与导体的材料、横截面积、长度及温度有关,导体材料、温度一定时,长度越长,横截面积越小的导体电阻越大。
串联电路电流处处相等,即经过所有电阻的电流均相同。
【解答】锡是金属,容易导电,是导体;由题图甲可知,锡纸条上相同长度的 ab 段、bc 段和 cd段,bc 段的横截面积较小,在材料和长度相同时,横截面积越小、电阻越大,所以bc段的电阻最大;由题图甲、图乙可知,ab、bc、cd 三段串联,串联电路中的电流处处相等,则此时通过锡纸条的电流
43.在电工学中常用物理量“电导”(符号为G)来表示导体的导电能力,导电能力强。则电导G的值大;导电能力弱,则电导G的值小,对于同一导体,其电导G和电阻R的关系为。现有甲、乙两个导体,已知导体甲的电导为,导体乙的电导为,则导体甲和导体乙串联时的总电导   。
【答案】
【解析】【分析】 (1)电导与电阻的关系:电导G和电阻R的关系为,即电阻是电导的倒数,这是电学中描述导体导电特性的基本关系。
(2)串联电路电阻特点:在串联电路中,总电阻等于各串联电阻之和,即 ,这是分析串联电路电阻情况的重要依据。
【解答】由于电导和电阻是互为倒数关系,所以电阻 ,则导体甲的电阻为;导体乙电阻为,根据串联电阻的规律:在串联电路中,串联总电阻等于各串联电阻之和,即,这样求出R串的表达式以后,再将它倒过来就可以了,已知导体甲的电阻为、导体乙电阻为
根据串联电路电阻关系可得
解得
三、实验与探究题
44.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
【解析】【分析】 1)电路的组成包括:电源、开关、用电器和导线;
(2)利用控制变量的思维来分析电阻大小的影响因素,确定选择的序号;
(3)根据电阻是阻碍电流大小的因素,而与其串联的灯泡通过灯泡的明暗程度可以反映电流的大小进行分析;
(4)电路的总电阻越大,电路中的电流会越小,电路以及电路中的各元件越安全。
【解答】(1)基本电路由电源、导线、开关和用电器构成,根据图片可知,电路缺少开关,应该接入开关;
(2)为了探究导体电阻与材料的关系,即让两根电阻丝的长度、横截面积相同,但材料不同,故选择B、C两根电阻丝。
(3)电阻的大小是不便直接观察的,所以可以通过串联的灯泡的亮度来反映,即在电压一定时,灯泡越亮,表明电流越大、电阻越小,即通过观察灯泡的亮度来比较电阻丝阻值的大小。
(4)将灯泡更换为电流表,当a、b间的电阻过小时,电路中的电流会过大,电流表可能会被烧坏;在原电路中串联一个电流表,灯泡可以起到保护电路的作用,因此乙同学的改进更好。
45.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
【解析】【分析】(1)电流表读数时,要先确定量程,连接的是小量程,则读取下面的示数,连接的是大量程,则读取上面的示数。
(2)由控制变量法可知,要探究电阻大小与横截面积的关系时,应控制除横截面积以外的因素相同,结合表中数据进行分析。
(3)实验采用了转换法,用更易观察的电流大小来反映不易观察的电阻大小。
(4)根据图像进行分析,可知该物质的电阻当温度下降到-268.95℃时,电阻变成了0,称为超导材料。
【解答】(1)根据图乙知道,电流表选择0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.32A。
(2)为了研究导体电阻大小与横截面积的关系,即应该选择导体材料、长度相同,但横截面积不同的电阻丝,故选2和3进行对比。
(3)电阻的大小很难观察,因此实验中通过观察电流表的示数大小来比较电阻的大小,这是转化法的应用。
(4)根据图丙图像知道,该金属降温过程中,电阻随温度降低而减小,在-268.95℃时,电阻变成了0。
若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造输电线,以减少能量损耗。
(1)根据图乙知道,电流表选择0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.32A。
(2)为了研究导体电阻大小与横截面积的关系,即应该选择导体材料、长度相同,但横截面积不同的电阻丝,故选2和3进行对比。
(3)电阻的大小很难观察,因此实验中通过观察电流表的示数大小来比较电阻的大小,这是转化法的应用。
(4)[1]根据图丙图像知道,该金属降温过程中,电阻随温度降低而减小,在-268.95℃时,电阻变成了0。
[2]若常温下某种新材料的电阻为零,该新材料可用于制造输电线,以减少能量损耗。
01 学习目标
02 思维导图
03 基础知识
04 经典例题
05 强化提升
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浙教版八上科学第三章 电路探秘
3.2物质的导电性
认识物质的导电性,并能根据导电性将物质分为导体、绝缘体和半导体。
通过实验探究,知道常见的金属、人体、大地、酸碱盐溶液是导体,而橡胶、玻璃、塑料等是绝缘体。
理解导体导电和绝缘体不易导电的微观本质在于内部是否存在大量自由电荷。
了解导体的电阻概念及其与导电性的关系。
知道绝缘体在一定条件下可能转化为导体,树立安全用电意识。初步了解半导体的特性及其在现代科技中的应用。
知识点一 物质的导电能力
1、导体、绝缘体的含义
(1)导体:容易导电的物质叫做导体。常见的导体有各种金属、石墨(碳)、人体、大地、酸碱盐的水溶液等。
(2)绝缘体:不容易导电的物质叫做绝缘体。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。
注: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、导体和绝缘体之间没有绝对的界限
它们之间没有明显的界限。导体和绝缘体不是绝对的,有些绝缘体在条件改变时可能会变成导体。例如,常温下玻璃是 ,当烧到红炽状态时可以导电,干木头在 的情况下可以导电,空气在闪电作用下可以导电,纯水地维V在掺有杂质的情况下也可以导电等。导体的表面被氧化或腐蚀后,导电能力下降,甚至不导电,所以电路的关键部位必须采取防腐蚀措施。
3、导体容易导电和绝缘体不容易导电的原因
有些物质是由分子构成的,分子是由原子构成的,原子又是由原子核和绕核高速运动的电子构成的。电子带负电,原子核带正电。
金属是由原子构成的,在金属导体中存在着大量可自由移动的 ;在酸碱、盐的水溶液中存在着可自由移动的 ,称为正、负离子;在绝缘体中,几乎没有能自由移动的电子。
由此可见,导体容易导电,是因为 ,绝缘体不容易导电,是因为绝缘体中几乎没有能自由移动的电子。
4、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 和 ,半导体主要应用于 。
知识点二 电阻与影响电阻大小的因素
电阻
电阻是导体对电流的阻碍作用。导体对电流的阻碍作用越强,电阻就越大。绝缘体的电阻非常大,导电能力弱。
电阻的符号:—□—
电阻用字母R表示,电阻的单位:欧姆(欧),符号:Ω
1兆欧(MΩ)= 千欧(KΩ)A= 欧(Ω)
2、探究导体的电阻与长度的关系
设计思路:探究导体的电阻与长度的关系时,要控制导体的材料和横截面积相同,选用不同长度的导体接入之间,观察灯的亮度以及电流表的示数。
现象分析:当接入导体甲(1米)时,灯的亮度较暗,电流表的示数较小,说明甲的电阻较大;当接入导体乙(0.5米)时,灯的亮度较亮,电流表的示数较大,说明乙的电阻较小。由此说明导体的电阻大小与长度有关。探究结论: 。
3、探究导体的电阻与横截面积的关系
设计思路:探究导体的电阻与横截面积的关系时,要控制导体的材料和长度相同,选用横截面积不同的导体接入,观察灯的亮度以及电流表的示数。
现象分析:当接入较细的导体甲(0.5毫米2)时,灯的亮度较暗,电流表的示数较小,说明甲的电阻较大;当接入较粗的导体乙(1毫米2)时,灯的亮度较亮,电流表的示数较大,说明乙的电阻较小。由此说明导体的电阻大小与横截面积有关。
探究结论: 。
4、探究导体的电阻与材料的关系
设计思路:探究导体的电阻与材料的关系时,要控制导体的横截面积和长度相同,选用不同材料的导体接入,观察灯的亮度以及电流表的示数。
现象分析:当接入甲材料(镍铬合金)制成的导体时,灯的亮度较暗,电流表的示数较小,说明甲的电阻较大;当接入乙材料(铜)制成的导体时,灯的亮度较亮,电流表的示数较大,说明乙的电阻较小。由此说明导体的电阻大小与材料有关。
探究结论: 。
5、探究导体的电阻与温度的关系
设计思路:探究导体电阻与温度的关系时,应控制导体的材料、横截面积和长度相同。通过改变同一导体的温度,利用电流表的示数来比较电阻的大小。
实验步骤:按图示连接电路,闭合开关,记录电流表的示数;给金属导体AB加热半分钟,再闭合开关,记录电流表的示数,观察灯的亮度。分析与论证:加热前,电流表的示数较大,灯的亮度较亮;加热后,电流表的示数变小,灯的亮度变暗,说明金属导体的电阻与温度有关。
实验结论: 。
知识点三 变阻器
1、原理:靠改变接入电路的电阻丝的 来改变电阻大小。
2、作用:调节滑动变阻器滑片可以逐渐改变连入电路的电阻,从而逐渐改变电路中的电流。
3、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。
结构示意图和符号:滑动变阻器的结构示意图和电路图中的符号如图所示。
滑动变阻器的连接方式
①滑动变阻器接入电路的接线柱必须“ ”;
②有效电阻的长度取决于下面接入电路的接线柱到滑片P的距离,滑片P到下面接线柱的长度越长,电阻越大,滑片P到下面接线柱的长度越短,电阻越小,可简记为“近小远大”。
4、使用滑动变阻器应注意以下四点
(1)要了解所使用滑动变阻器的阻值范围和允许通过的最大电流。如一个变阻器上标有“50欧 1安”字样,表示此滑动变阻器的 ,允许通过的 。使用时要根据需要对滑动变阻器进行选择,不能使通过的电流超过最大电流值。
(2)滑动变阻器接入电路的两个接线柱必须是“一上一下”。 不能同时使用上面两个接线柱( R = 0),也不能同时使用下面两个接线柱( R为定值,即最大阻值),这样就起不到改变电路的电阻的作用。
(3)为了保护电路,在通电前应将滑片置于 ,即离所选下接线柱最 的一端。
(4)滑动变阻器要与被控制的用电器 联。
5、旋钮型变阻器的工作原理
通过改变接入电路的电阻丝的有效长度来改变电阻的大小。连接实际电路时,要注意是哪两个接线柱接入了电路,旋钮触片是顺时针旋转还是逆时针旋转,然后判断电阻的变化。
题型一 导体绝缘体半导体
【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
题型二 影响电阻大小的因素
【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 。
题型三 变阻器及工作原理
【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】如图虚线框内是光敏变阻器的结构图,AB为阻值均匀的薄膜电阻,EF为一条导电电极(相当于导线),在AB、EF之间是光导电层(无激光照射时为绝缘体;有激光照射时被照射处的光导电层导电,在该点处将薄膜电阻和导电电极接通),①、②、③为接线柱。
(1)光敏变阻器的结构中,起到滑动变阻器滑片作用结构是 。
(2)请将光敏变阻器正确串联到如图的电路中,要求开关闭合后,当激光束水平左移时灯泡变暗。
一、选择题
1.在收音机等电器中,有一种叫电位器的变阻器。电位器的内部构造如图所示,图中A、B、C三个焊接点相当于变阻器的三个接线柱。使用电位器时,下列说法中,正确的是(  )
A.将A、C接入电路,旋动滑片,可以改变通过电位器的电流
B.将A、B接入电路,当滑片顺时针旋动时,电位器接入电阻变小
C.将B、C接入电路,当滑片顺时针旋动时,电位器接入电阻变小
D.将B、C接入电路,当滑片顺时针旋动时,电位器接入电阻变大
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.在音量可调的音响中有一种旋钮式变阻器。其内部构造如图所示,图中 A、B、C三个焊接点是变阻器的三个接线柱。现需要将其接入电路,要求旋钮触片顺时针旋转时,接入电路的电阻变大,则需要将哪两个接点接入电路
A.A和B B.A和C
C.C和B D.C和AB中的任一个
4.如图所示,图乙为滑动变阻器的结构示意图,当滑动变阻器的滑片 P 向左移动时,图甲中电流表的示数变小,则滑动变阻器串联接入电路的接线柱是(  )
A.C和D B.A 和B C.C和 B D.A 和 D
5.根据电路图连接实物图是一项重要的实验技能。某款真空包装机的简化电路图如图所示。下列选项中滑动变阻器的连接方式与电路图相对应的是(  )
A. B.
C. D.
6.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
7.根据电路图连接实物图是一项重要的实验技能。下列选项中滑动变阻器的连接方式与电路图相对应的是 (  )
A. B.
C. D.
8.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
9.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
10.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
11.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
12.金属导体能导电是因为导体内有 (  )
A.可以自由移动的正电荷 B.较多可以自由移动的电子
C.可以自由移动的原子核 D.较少的自由电子
13.下列学习用品中,属于绝缘体的是 (  )
①橡皮擦 ②钢尺 ③中性笔的塑料笔身
④铅笔芯 ⑤练习本
A.①③④ B.①③⑤ C.②④ D.①④⑤
14.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
15.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,灯泡L发光,钨丝不发光,向钨丝吹气时,灯泡L变亮,用酒精灯给钨丝加热,灯泡L逐渐变暗直至熄灭,由实验可知 (  )
A.钨丝的电阻随温度的升高而减小
B.向钨丝吹气时,钨丝的电阻变小
C.给钨丝加热时,电路中的电流变大
D.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灯泡L的电流
16.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
17.小李闭合开关后,亮着的白炽灯突然熄灭,检查后发现灯丝断了,小李重新把灯丝搭接起来(如图所示)继续使用,发现灯泡更亮了,则此时灯丝的 (  )
A.电阻增大,电流减小 B.电阻减小,电流增大
C.电阻和电流都增大 D.电阻和电流都减小
18.有一块长方体铁块,如图所示,分别沿不同方向接入电路,则 (  )
A.沿AB 方向接入电路时电阻最大
B.沿CD 方向接入电路时电阻最大
C.沿 EF 方向接入电路时电阻最大
D.沿各个方向接入电路时电阻一样大
19.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
20.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
21.一根锰铜合金导线的电阻为 R,要使这根导线连入电路的电阻变小,可采用的方法是 (  )
A.减小导线两端的电压 B.增大导线中的电流
C.将导线对折后连入电路 D.将导线拉长后连入电路
22.中国科技馆内进行“模拟避雷针”的实验展示。当参观者按下“有避雷针”按钮时,从高压发生器尖端涌出的白色闪电,会径直劈向建筑物模型顶部的避雷针,模拟云层带正电,建筑物不会受到任何影响,示意图如右图所示。下列说法不正确的是
A.制作避雷针的材料为导体
B.云层之间的相互作用以及空气对流让云层带电方式属于摩擦起电
C.衣物之间的摩擦产生的静电放电现象,其原理与雷电类似
D.图中闪电发生时,与避雷针和大地相连的金属线中的电流方向是从大地到避雷针
23.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
24.在如图所示的电路中,金属板M 与N 之间夹着一滴水银,当两块金属板互相靠近时,电路中电流表的读数将 (  )
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法判断
25.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
26.一个滑动变阻器铭牌上标有“20Ω 1 A”的字样,它的意思是指变阻器的(  )
A.电阻最小值是20Ω,允许通过的最大电流是1 A
B.电阻最小值是20Ω,允许通过的最小电流是1 A
C.电阻最大值是20Ω,允许通过的最小电流是1 A
D.电阻变化范围是0~20Ω,允许通过的最大电流是1 A
27.下列用电器中,不需要变阻器的是(  )
A.调光台灯 B.调速电风扇
C.调温电熨斗 D.教室中的日光灯
28.物质的导电性往往因物质种类的不同而不同,下列关于物质导电性的说法中正确的是(  )
A.橡胶不容易导电,是因为橡胶中没有电子
B.金属容易导电,是因为金属内部有大量能自由移动的电子
C.玻璃一定是绝缘体
D.凡是金属都是导体,非金属都是绝缘体
29.从图中的长方形金属薄板 abcd中剪出一金属条,让电流沿着金属条的“长”方向流过,下列哪种剪法得到的金属条的电阻最大 (  )
A.剪出 abfe B.剪出 efcd
C.保留整块金属薄板 D.剪出阴影部分的细金属条
30.一段导线均匀拉长为原来的3倍,则导线的电阻将(  )
A.是原导线电阻的6倍 B.是原导线电阻的
C.是原导线电阻的9倍 D.是原导线电阻的
31.下列关于电阻的说法中正确的是(  )
A.绝缘体中几乎不存在电子,所以它的电阻非常大,不容易导电
B.导体容易导电说明它对电流没有任何阻碍作用
C.导体的电阻随电流的增大而减小
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,不管有没有电流通过,导体的电阻都存在
32.如图所示为某均匀金属薄板,现测得接线柱A、B之间的电阻为R,如果将该均匀金属薄板均分成9块,并挖去其中的一小块,则此时A、B之间的电阻变为(  )
A. B. C. D.
33.下列各组物质中,全部属于导体的一组是(  )
A.塑料、陶瓷、油、纯水 B.塑料、大地、石墨、玻璃
C.橡胶、人体、铜、干木棒 D.人体、铜、石墨、硫酸铜溶液
34.如图甲为调光台灯,图乙为一简单调光台灯的电路图,将电路图的 M、N两点之间接入一个滑动变阻器,使得滑片P向右移动时,灯泡的亮度减小,则下列方法中正确的是(  )
A.A接M, B接N B.C接M, D接N
C.A接M, D接N D.B接M, C接N
二、填空题
35.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(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”)。
36.如图所示的两导体是由同种材料组成的,且长度相等,如图接入电路中, 则 R1   R2, I1   I2(选填“>”、“<”或“=” ) 。
37. 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。
38.已知导体的电阻(R)与它的材料(ρ)、长度(l)、横截面积(S)的定量关系可以表示为 R
(1)将长 10 m、电阻为10 Ω的两根铜导线接成 20 m长的导线,接长后导线的电阻为   。
(2)将横截面积为 1 mm2、电阻均为1 Ω的两根镍铬合金线合并成横截面积为 2 mm2的导线,合并后导线的电阻为   。
(3)有电阻均为10Ω的相同导线若干,现要得到电阻值为15 Ω的导线,应____(填字母)。
A.把两根导线接长后使用
B.把两根导线合并后使用
C.一根导线取一半长度,与另一根接长后使用
D.一根导线取一半长度,与另一根合并后使用
39.如图所示为小明设计的风力测试仪。O为转动轴,P为金属球,OP 为金属杆,AB 是电阻丝。无风时,OP 下垂并与电阻丝的B端接触;有风时,金属球 P 受风力的作用,使OP 绕O 点偏转,电路中接有一个电流表,测风力时闭合开关S即可。通过分析可知:金属杆OP 和电阻丝AB 组合在一起相当于一个   ,若电流表示数增大,则表示风力在   。电路中电阻R0的作用是   。
40.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。
41.如图所示的圆环是由粗细均匀的同种金属丝制成的。A、B、C三点将圆环分成三等份(每等份电阻均为R),若将A、B两点连入电路,则连入电路的电阻值为   。
42.取口香糖锡纸,中间剪掉一些(如图甲所示),将锡纸条带锡的两端分别按在电池的正、负极上,很快发现锡纸条开始冒烟、着火,如图乙所示。实验中的锡纸是   体,锡纸条上 ab= bc= cd,则   .段的电阻最大,此时通过锡纸条的电流Iab   (填“=”“>”或“<”) Icd。
43.在电工学中常用物理量“电导”(符号为G)来表示导体的导电能力,导电能力强。则电导G的值大;导电能力弱,则电导G的值小,对于同一导体,其电导G和电阻R的关系为。现有甲、乙两个导体,已知导体甲的电导为,导体乙的电导为,则导体甲和导体乙串联时的总电导   。
三、实验与探究题
44.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 。
45.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。
01 学习目标
02 思维导图
03 基础知识
04 经典例题
05 强化提升
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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