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第2节 物质的导电性
考点一、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(如图乙所示)。
注意：若小灯泡发光则说明电路中有电流通过(也可以用电流表检测，电流表有示数，说明有电流通过，但要注意，用电流表检测时要串联小灯泡，避免电路中出现电源短路的情况)。
2.导体和绝缘体
(1)导体：容易导电的物质叫作导体。常见的导体有各种金属、石墨、人体、大地、盐类的水溶液等。
(2)绝缘体：不容易导电的物质叫作绝缘体。常见的绝缘体有橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、干木材、植物油和干燥的空气等。
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，玻璃在通常情况下是绝缘体，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，导电能力会下降，甚至不导电，所以电路的关键部位必须采取防腐蚀措施。
4.半导体
导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质叫作半导体。常见的半导体材料是单晶硅和化合物半导体(砷化镓、氮化镓、碳化硅)等，半导体主要应用于电子工业或信息技术产品。二极管、三极管都是由半导体材料制成的。
5.导体容易导电的原因：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，即可以自由移动的电荷越多，物质的导电能力就越强。
(1)金属导电的原因：金属内部存在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。
(2)溶液导电的原因：在酸、碱、盐的溶液中存在着大量自由移动的电荷，叫正、负离子。一定条件下这些离子能发生定向移动，故溶液也能导电。
6.绝缘体不容易导电的原因：在绝缘体内，也存在着电子，但这些电子几乎被原子核牢牢束缚，不能自由移动，故绝缘体不容易导电。
典例1：一般情况下，下列物体：①玻璃，②塑料，③食盐水，④大地，⑤石墨。其中属于导体的是：　 　，属于绝缘体的是：　 　。（填序号）
变式1：如图，小嘉同学在测试物质导电能力的实验中，将下列物体分别接入电路的AB之间。闭合开关，能观察到灯泡发光的是（　　）
A．一元硬币 B．塑料尺 C．玻璃片 D．纯净水
变式2：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
变式3：请阅读《从沙子到芯片》，回答以下问题：一部智能手机中的芯片少则十数片，多则上百片，而一辆智能汽车需要的芯片数量在一千多片。芯片虽然看起来只有指甲大小，但其性能很强大，以华为Mate60搭载的麒麟9000S为例，其AI（人工智能）算力约为15TOPS（每秒15万亿次运算）。
芯片的制造过程极其复杂。芯片的“地基”是硅晶圆，硅是一类既可以传导电流，又可以阻断电流的物质。将沙子通过一定的技术制成硅晶圆后，通过光刻和蚀刻技术在硅晶圆上留下了一个个“电路凹槽”。然后通过离子注入的方法，将硼或磷注入到凹槽下面的硅中，赋予硅晶体管的特性。接着填充铜将晶体管们连接起来形成集成电路，并用屏障层（二氧化硅）将其隔开，这样就完成了一层“房子”的建造，而一片芯片中包含许多这样的结构，宛若一个超大的“城市”，再通过切割和封装，芯片就这样诞生了。
（1） 据硅既可以传导电流，又可以阻断电流的特性，可以推测硅是　 　（选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）
（2） 铜相当于电路中的____
A．电源 B．开关 C．导线 D．用电器
（3）屏障层的应用可以防止电路　 　（选填“短路”或“断路”）
考点二、电阻
1.概念：电阻表示导体对电流的阻碍作用，用字母R表示。
(1)在科学中，用电阻来表示导体对电流的阻碍作用的大小，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。对于同一电路，在电压不变的情况下，导体对电流的阻碍作用(电阻)越大，电路中的电流越小。
(2)电阻的产生是由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。绝缘体的电阻非常大，电流不容易通过；导体的电阻非常小，电流很容易通过。
(3)导体的电阻由导体自身情况决定，不管这个导体是否连入电路，是否有电流通过，导体的电阻总是存在的。无电流通过时，导体对电流的阻碍作用仅仅是没有体现出来而已。
2.单位
在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是Ω。
常用的单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ),它们的换算关系：MΩ=10 kΩ,1kQ=10 Ω。
3.探究实践：影响导体电阻大小的因素
①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。
②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。
③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。
④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。
典例1：小乐利用如图所示的实验装置，探究电阻的大小与哪些因素有关。图中A为锰铜合金线，B，C，D为镍铬合金线，S表示横截面积。在探究电阻的大小与导体横截面积的关系时，小乐应选择其中　 　两根合金线分别进行实验。若实验中只用锰铜合金线，可以探究导体电阻跟　 　的关系(选填”长度”“横截面积”或”材料”)。实验会发现B和C两根合金线的电阻大小关系是RB　 　RC(选填”大于”或”小于”)。
变式1：镍铬合金做成的电阻丝，长1m，横截面积1mm2，其电阻值为1Ω，若长4m、横截面积0.5mm2，其电阻值为　 　Ω。
变式2：（2024八上·临海期末）下图是小明自制的简易调光灯，闭合开关后，回形针向左移动的过程中灯泡亮度会　 　（选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。但小明发现灯泡亮度变化不明显，他应该调换更　 　 （选填“粗”或“细”）的铅笔芯来做实验，接着加热铅笔芯，发现灯泡亮度逐渐变亮。这一现象说明，温度越高，铅笔芯的电阻越　 　。
变式3：小乐做“探究导体电阻大小与导体长度的关系”实验时，电源电压恒定，待用电阻丝的规格如表（忽略电阻丝电阻随温度变化的影响）。在如图所示电路的A、B两点间接入待用电阻丝。
序号 材料 长度 横截面积
1 炭钢合金丝 L S
2 镍铬合金丝 2L S
3 镍铬合金丝 L 2S
4 镍铬合金丝 2L 2S
（1）小乐应选择序号为　 　的两根电阻丝来研究。
（2）小乐还可利用表中材料做另一个探究实验：探究导体电阻大小与导体　 　的关系，应该选择序号为　 　的两根电阻丝来做实验。
考点三、变阻器
（一）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。
（二）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。
（三）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”。
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。
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。
拓展
滑动变阻器的电阻丝一般是由熔点高、电阻率大的镍铬合金丝制成的，受温度影响小，阻值稳定。在长度和粗细都相同的情况下，镍铬合金丝的电阻大，这样在移动滑片改变相同的长度时，镍铬合金丝的阻值会有明显的变化，达到明显改变电阻的目的。
典例1：如图甲是插入式电阻箱的结构示意图，它的最大电阻值是_______Ω，图中A、B两个接线柱之间的电阻值是_______Ω；乙图中电阻箱的示数是_______Ω，它与滑动变阻器相比，最大好处是________
变式1：如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置示意图，R'是一种特制的滑动变阻器，AOB是一根可绕O点转动的金属导体，从油量表(即电流表)指针所指刻度知道油面高度，则工作过程是（　　）
A．油面升高，R'变大，油量表示数变小
B．油面降低，R'变大，油量表示数变大
C．油面升高，R'变小，油量表示数变大
D．油面降低，R'变小，油量表示数变大
变式2：如图为某台灯用于调节亮度的电位器结构图，A、B、C是它的三个接线柱，A、C分别与弧形电阻片的两端相连，B与金属滑片P相连，转动旋钮，滑片在弧形电阻片上同向滑动即可调节灯泡亮度，下列分析正确的是（　　）
A．电位器与灯泡并联
B．若只将A、C接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮
C．若只将A、B接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮
D．若只将B、C接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮
变式3：如图所示，滑动变阻器有A、B、C、D四个接线柱，按要求回答下列问题
（1）使用接线柱A和D时，要使变阻器连入电路的电阻减小，滑片应向 　 　端移动。
（2）如果滑片向右滑动，电路中的电流变大，则应使用接线柱　 　和　 或　 和　 　。
（3）当使用接线柱　 　和　 　时，连人电路的电阻最大，且无论怎样移动滑片P，电路中的总电阻也不会改变。
（4）把　 　和　 　接人电路时，其电阻为零。
（5）当使用接线柱B和D时，在电路未接通时，滑片P应移至 　 　端。(A/B)
1.如右图所示的两导体是由同种材料组成的，且长度相等，则( )
A.R1>R2 I1=I2 B.R1>R2 I1>I2 C.R12.有一段均匀导线的电阻是4欧，把它对折后作为一根导线使用，这时它的电阻可能是（ ）
A.1欧 B.2欧 C.4欧 D.16欧
3．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．
4．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
5．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
6．如图所示是收音机上常见的控制音量的旋钮型变阻器，它是通过改变接入电路的导体___________来改变电阻的。若要使音量变小，则应将滑片b向___________（选填“a”或“c”）方向转动。
7．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为变阻器的三个接线柱。
（1）变阻器上旋钮滑片的材料应选用　 　。(填“导体”或“绝缘体”)
（2）车速仪可由电路中的电流表改装而成。驾驶员踩下“油门”，旋钮滑片逆时针转动，此时车速仪的示数变大，那么接入 MN的两个接线柱是　 　。
8.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中。(规格不同的导体有若干)
（1）小明设计了如图甲所示电路，指明该方案存在的不足：________。
（2）小红设计了如图乙所示的电路，当她将一段导体接入a、b两点间并闭合开关后发现灯不亮，经检查电路无断路、短路故障，你认为灯不亮的原因是________。
（3）小丽设计了如图丙所示电路，该电路中灯泡的作用有哪些？
①________________________________；
②________________________________。
9.如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R2为滑动变阻器，金属滑片连在杠杆的一端，

（1）若油量表是由电流表改装而成，现将它串在图方位置，则当油面升高时，油量表的示数将_______。
（2）R，在电路中的作用是________。
10.探究报告：用变阻器改变灯泡的亮度。
⑴观察：实验室中有一滑动变阻器，铭牌上标有”20Ω2A”字样，其含义是　 　。
⑵设计实验：①要使变阻器能够控制灯泡的亮度，变阻器应该与灯泡串联还是并联？　 　；②要能控制电路中电流的大小，应该使用图示变阻器的哪两个接线柱？　 　；③连接实物时，滑片P应移到　 　，其目的是　 　。④请将你设计的实验电路图画在下面的方框内，用笔画线代替导线连接图中的实物。　 　。
⑶进行实验。
⑷如果你还想知道电路中电流值的改变情况，需在电路中再　 　联一个电流表。
11．如图所示的电路中，有几根导线尚未连接，请用笔画线代替导线将电路连接完整，要求：
⑴两灯泡并联；
⑵电流表测通过灯L1的电流；
⑶闭合开关后，向A端移动滑动变阻器的滑片P时两灯均变暗。
12．在“探究影响电阻大小的因素”的实验中，某实验小组的同学们利用如图所示的电路，分别对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验验证。实验中使用4根电阻丝，其规格、材料如表所示。
编号 材料 长度/m 横截面积 电流的大小/A
A 锰铜合金 0.5 0.8 0.40
B 镍铬合金 0.5 0.8 0.32
C 镍铬合金 0.5 0.4 0.16
D 镍铬合金 1.0 0.4 0.08
（1）小红和小亮对图中的电路设计提出了自己的观点。小红认为电流表是多余的，因为可以根据灯泡的亮度变化准确判断导体电阻的大小，小亮认为灯泡和电流表同时使用更好，因为灯泡可以保护电路从而防止损坏电流表。你赞同　 　(填“小红”或“小亮”)的观点。
（2）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　 　。
（3）分别将　 　(填编号)两根电阻丝接入电路，可初步探究得出的结论是当导体的材料、长度相同时，导体的横截面积越小，导体的电阻越大。
（4）分别将C、D两根电阻丝接入电路，可初步探究得出的结论是　 　。
（5）长度与粗细相同的锰铜合金线和镍铬合金线，更适合做滑动变阻器电阻的是　 　合金线。
（6）该实验中涉及的主要研究方法，和下列实验的研究方法相同的是____(填字母)。
A．研究压力作用效果与压力、受力面积的关系
B．用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向
C．用水流的形成来类比电流的形成
D．用刻度尺测出100 张相同的纸的厚度，除以100得到一张纸的厚度
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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第2节 物质的导电性
考点一、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(如图乙所示)。
注意：若小灯泡发光则说明电路中有电流通过(也可以用电流表检测，电流表有示数，说明有电流通过，但要注意，用电流表检测时要串联小灯泡，避免电路中出现电源短路的情况)。
2.导体和绝缘体
(1)导体：容易导电的物质叫作导体。常见的导体有各种金属、石墨、人体、大地、盐类的水溶液等。
(2)绝缘体：不容易导电的物质叫作绝缘体。常见的绝缘体有橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、干木材、植物油和干燥的空气等。
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，玻璃在通常情况下是绝缘体，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，导电能力会下降，甚至不导电，所以电路的关键部位必须采取防腐蚀措施。
4.半导体
导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质叫作半导体。常见的半导体材料是单晶硅和化合物半导体(砷化镓、氮化镓、碳化硅)等，半导体主要应用于电子工业或信息技术产品。二极管、三极管都是由半导体材料制成的。
5.导体容易导电的原因：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，即可以自由移动的电荷越多，物质的导电能力就越强。
(1)金属导电的原因：金属内部存在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。
(2)溶液导电的原因：在酸、碱、盐的溶液中存在着大量自由移动的电荷，叫正、负离子。一定条件下这些离子能发生定向移动，故溶液也能导电。
6.绝缘体不容易导电的原因：在绝缘体内，也存在着电子，但这些电子几乎被原子核牢牢束缚，不能自由移动，故绝缘体不容易导电。
典例1：一般情况下，下列物体：①玻璃，②塑料，③食盐水，④大地，⑤石墨。其中属于导体的是：　 　，属于绝缘体的是：　 　。（填序号）
【答案】③④⑤；①②
【解析】容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体。
【解答】根据题意可知，属于导体的是食盐水、大地和石墨，故选③④⑤；
属于绝缘体的是玻璃、塑料，故选①②。
变式1：如图，小嘉同学在测试物质导电能力的实验中，将下列物体分别接入电路的AB之间。闭合开关，能观察到灯泡发光的是（　　）
A．一元硬币 B．塑料尺 C．玻璃片 D．纯净水
【答案】A
【解析】容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体。
【解答】要观察到灯泡发光，应将导体接入电路的AB之间。由选项可知，硬币是导体，塑料尺、玻璃片、纯净水通常情况下是绝缘体。A正确，BCD错误。故答案为：A。
变式2：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】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。
变式3：请阅读《从沙子到芯片》，回答以下问题：一部智能手机中的芯片少则十数片，多则上百片，而一辆智能汽车需要的芯片数量在一千多片。芯片虽然看起来只有指甲大小，但其性能很强大，以华为Mate60搭载的麒麟9000S为例，其AI（人工智能）算力约为15TOPS（每秒15万亿次运算）。
芯片的制造过程极其复杂。芯片的“地基”是硅晶圆，硅是一类既可以传导电流，又可以阻断电流的物质。将沙子通过一定的技术制成硅晶圆后，通过光刻和蚀刻技术在硅晶圆上留下了一个个“电路凹槽”。然后通过离子注入的方法，将硼或磷注入到凹槽下面的硅中，赋予硅晶体管的特性。接着填充铜将晶体管们连接起来形成集成电路，并用屏障层（二氧化硅）将其隔开，这样就完成了一层“房子”的建造，而一片芯片中包含许多这样的结构，宛若一个超大的“城市”，再通过切割和封装，芯片就这样诞生了。
（1） 据硅既可以传导电流，又可以阻断电流的特性，可以推测硅是　 　（选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）
（2） 铜相当于电路中的____
A．电源 B．开关 C．导线 D．用电器
（3）屏障层的应用可以防止电路　 　（选填“短路”或“断路”）
【答案】（1）半导体 （2）C （3）短路
【解析】（1）容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体；
（2）电源提供电能，导线输送电能，用电器消耗电能，开关控制电路通断；
（3）根据“ 充铜将晶体管们连接起来形成集成电路，并用屏障层（二氧化硅）将其隔开 ”分析屏障层的作用。
【解答】（1） 硅既可以传导电流，又可以阻断电流的特性，可以推测硅是半导体。
（2）根据“ 铜将晶体管们连接起来形成集成电路 ”可知，铜将电器元件连接起来输送电能，相当于电路中的导线，故选C。
（3）根据“屏障层（二氧化硅）将其隔开 ”可知，屏障层的应用可以防止电路短路。
考点二、电阻
1.概念：电阻表示导体对电流的阻碍作用，用字母R表示。
(1)在科学中，用电阻来表示导体对电流的阻碍作用的大小，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。对于同一电路，在电压不变的情况下，导体对电流的阻碍作用(电阻)越大，电路中的电流越小。
(2)电阻的产生是由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。绝缘体的电阻非常大，电流不容易通过；导体的电阻非常小，电流很容易通过。
(3)导体的电阻由导体自身情况决定，不管这个导体是否连入电路，是否有电流通过，导体的电阻总是存在的。无电流通过时，导体对电流的阻碍作用仅仅是没有体现出来而已。
2.单位
在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是Ω。
常用的单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ),它们的换算关系：MΩ=10 kΩ,1kQ=10 Ω。
3.探究实践：影响导体电阻大小的因素
①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。
②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。
③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。
④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。
典例1：小乐利用如图所示的实验装置，探究电阻的大小与哪些因素有关。图中A为锰铜合金线，B，C，D为镍铬合金线，S表示横截面积。在探究电阻的大小与导体横截面积的关系时，小乐应选择其中　 　两根合金线分别进行实验。若实验中只用锰铜合金线，可以探究导体电阻跟　 　的关系(选填”长度”“横截面积”或”材料”)。实验会发现B和C两根合金线的电阻大小关系是RB　 　RC(选填”大于”或”小于”)。
【答案】BC；长度；大于
【解析】影响电阻大小的因素有：导体的材料、长度、横截面积和温度；探究电阻与其中一个因素的关系时，要保持其他因素不变，在其他条件相同时，导体的横截面积越小，电阻越大。
【解答】要研究电阻的大小与导体横截面积的关系，需保持导体的长度、材料和温度不变，导体的横截面积不同，所以应选择B和C两根导线；实验中只用导线A，则导线的材料、横截面积相同，长度不同，可以研究导体电阻跟长度的关系；在其他条件相同时，导体的横截面积越小，电阻越大。C的横截面积大于B，故RB>Rc。
变式1：镍铬合金做成的电阻丝，长1m，横截面积1mm2，其电阻值为1Ω，若长4m、横截面积0.5mm2，其电阻值为　 　Ω。
【答案】8
【解析】 导体对电流的阻碍作用就叫该导体的电阻。电阻在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种性质。导体的电阻通常用字母R表示，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号为Ω。电阻的影响因素：1、长度：当材料和横截面积相同时，导体的长度越长，电阻越大。2、横截面积：当材料和长度相同时，导体的横截面积越小，电阻越大。3、材料：当长度和横截面积相同时，不同材料的导体电阻不同。4、温度：对大多数导体来说，温度越高，电阻越大，如金属等；对少数导体来说，温度越高，电阻越小，如碳；
【解答】镍铬合金做成的电阻丝，长1m，横截面积1mm2，其电阻值为1Ω，若长4m、横截面积0.5mm2，长度越长，横截面积越小，电阻越大，所以其电阻值为8Ω。
故答案为：8
变式2：（2024八上·临海期末）下图是小明自制的简易调光灯，闭合开关后，回形针向左移动的过程中灯泡亮度会　 　（选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。但小明发现灯泡亮度变化不明显，他应该调换更　 　 （选填“粗”或“细”）的铅笔芯来做实验，接着加热铅笔芯，发现灯泡亮度逐渐变亮。这一现象说明，温度越高，铅笔芯的电阻越　 　。
【答案】变亮；细；小
【解析】影响电阻大小的因素是材料、长度和横截面积；灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，通过灯泡的电流越大，功率越大；根据夹子移动的方向判定电阻的变化，根据欧姆定律判定电流的变化，从而判定出灯泡亮度的变化；导体的电阻与导体的温度有关，金属导体的电阻随温度的升高而增大，而非金属导体的电阻随温度升高而减小，据以上分析解答。
【解答】闭合开关，回形针向左移动的过程中，铅笔芯接入电路中的长度变短，电阻减小，根据欧姆定律可知，电流变大，灯泡变亮；小明发现回形针在移动的过程中灯泡亮度变化不明显，说明电流的变化比较小，根可知，即铅笔芯电阻变化较小，故应选用电阻较大的铅笔芯，即换用更细的铅笔芯；加热铅笔芯，会发现灯泡逐渐亮起来（即电流增大，铅笔芯的电阻减小），这一现象说明铅笔芯的电阻随温度升高而减小。
故答案为：变亮；细；小。
变式3：小乐做“探究导体电阻大小与导体长度的关系”实验时，电源电压恒定，待用电阻丝的规格如表（忽略电阻丝电阻随温度变化的影响）。在如图所示电路的A、B两点间接入待用电阻丝。
序号 材料 长度 横截面积
1 炭钢合金丝 L S
2 镍铬合金丝 2L S
3 镍铬合金丝 L 2S
4 镍铬合金丝 2L 2S
（1）小乐应选择序号为　 　的两根电阻丝来研究。
（2）小乐还可利用表中材料做另一个探究实验：探究导体电阻大小与导体　 　的关系，应该选择序号为　 　的两根电阻丝来做实验。
【答案】（1）3与4 （2）横截面积；2与4
【解析】 （1）要探究导体电阻大小与导体长度的关系，应该选择除了长度以外其余的因素都相同的两根电阻丝；
（2）电阻大小决定于导体的材料、长度和横截面积。要探究电阻与材料关系，必须保证两根电阻丝的长度和横截面积都相同；要探究电阻与横截面积的关系，必须保证两根电阻丝的材料和长度都相同。
【解答】 （1）要探究导体电阻大小与导体长度的关系，根据控制变量法的思路，应该选择材料和横截面积都相同的两根电阻丝。从表格中可知，序号3和序号4的材料、横截面积都相同，而长度不同，所以应选择序号3与序号4的两根电阻丝来研究；
（2）从表中所给电阻丝的规格看，不能探究电阻与材料的关系，因为要探究电阻与材料的关系，必须保证两根电阻丝的长度和横截面积都相同，而表格中序号2、3、4没有一个和序号1的长度、横截面积都相同；从表中所给电阻丝的规格看，可以探究电阻与横截面积的关系，要探究电阻与横截面积的关系，必须保证两根电阻丝的材料和长度都相同，序号2和4的材料、长度都相同，只有横截面积不同。
考点三、变阻器
（一）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。
（二）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。
（三）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”。
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。
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。
拓展
滑动变阻器的电阻丝一般是由熔点高、电阻率大的镍铬合金丝制成的，受温度影响小，阻值稳定。在长度和粗细都相同的情况下，镍铬合金丝的电阻大，这样在移动滑片改变相同的长度时，镍铬合金丝的阻值会有明显的变化，达到明显改变电阻的目的。
典例1：如图甲是插入式电阻箱的结构示意图，它的最大电阻值是_______Ω，图中A、B两个接线柱之间的电阻值是_______Ω；乙图中电阻箱的示数是_______Ω，它与滑动变阻器相比，最大好处是________
【答案】15；7；4705；能直接读出连入的电阻值
【解析】（1）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，即把铜塞插进去，铜塞处的电阻丝就会短路，电流不从电阻丝走了；（2）电阻箱的读数方法：分别读出旋钮对应的读数，用数字乘以底下的倍数，最后将四个数据相加；根据滑动变阻器和电阻箱的变阻特点分析回答．
【解答】（1）当5个铜塞都拔出时，此时5根电阻丝串联，总电阻最大，它们的总电阻R=5Ω+5Ω+2Ω+2Ω+1Ω=15Ω；
当铜塞插入时，则该铜塞处的电阻丝就会短路，这部分电阻不连入．由图可知，A、B两个接线柱之间的电阻是5Ω+2Ω=7Ω．（2）由图可知，电阻箱接入电路的阻值：R=4×1000Ω+7×100Ω+0×10Ω+5×1Ω=4705Ω；和滑动变阻器比较，滑动变阻器能连续改变电阻，电阻箱跳跃式改变电阻，但电阻箱的最大好处是能直接读出连入的电阻值．
变式1：如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置示意图，R'是一种特制的滑动变阻器，AOB是一根可绕O点转动的金属导体，从油量表(即电流表)指针所指刻度知道油面高度，则工作过程是（　　）
A．油面升高，R'变大，油量表示数变小
B．油面降低，R'变大，油量表示数变大
C．油面升高，R'变小，油量表示数变大
D．油面降低，R'变小，油量表示数变大
【答案】C
【解析】首先根据油箱内液面的变化分析浮标的升降，再确定滑片OB的转动方向，从而确定变阻器的阻值变化，最后根据“电流和电阻的反比关系”确定油量表的示数变化。
【解答】根据图片可知，油量表串联在电路中，肯定是电流表。定值电阻和变阻器R’串联。
当油面上升时，浮标向上运动，滑片OB向下运动，变阻器R'的阻值变小，根据R总=R+R'可知，总电阻变小，那么油量表的示数变大，故A错误，C正确；
当油面下降时，浮标向下运动，滑片OB向上运动，变阻器R'的阻值变大，根据R总=R+R'可知，总电阻变大，那么油量表的示数变小，故B、D错误。故选C。
变式2：如图为某台灯用于调节亮度的电位器结构图，A、B、C是它的三个接线柱，A、C分别与弧形电阻片的两端相连，B与金属滑片P相连，转动旋钮，滑片在弧形电阻片上同向滑动即可调节灯泡亮度，下列分析正确的是（　　）
A．电位器与灯泡并联
B．若只将A、C接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮
C．若只将A、B接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮
D．若只将B、C接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮
【答案】C
【解析】 电位器可以看成一个滑动变阻器；使用滑动变阻器时，连入电路的电阻丝长度越长，连入电路的电阻越大，根据图片分析判断即可。
【解答】 A.由“滑片在弧形电阻片上同向滑动即可调节灯泡亮度”可知，电位器的作用与滑动变阻器的作用相同，所以它的使用方法也应与滑动变阻器相同，应与灯泡串联在电路中，故A错误；
B.若只将A、C接入电路，连入电路的是全部的弧形电阻片，顺时针转动旋并不会改变接入电路的电阻片长度，所以灯泡保持不变，故B错误；
C.若只将A、B接入电路，连入电路的是A到滑片的部分，顺时针转动旋钮时，A到滑片部分的长度变短，则接入电路的电阻变小，灯泡变亮，故C正确；
D.若只将B、C接入电路，连入电路的是B到滑片的部分，顺时针转动旋钮时，B到滑片部分的长度变长，则接入电路的电阻变大，灯泡变暗，故D错误。故选C。
变式3：如图所示，滑动变阻器有A、B、C、D四个接线柱，按要求回答下列问题
（1）使用接线柱A和D时，要使变阻器连入电路的电阻减小，滑片应向 　 　端移动。
（2）如果滑片向右滑动，电路中的电流变大，则应使用接线柱　 　和　 或　 和　 　。
（3）当使用接线柱　 　和　 　时，连人电路的电阻最大，且无论怎样移动滑片P，电路中的总电阻也不会改变。
（4）把　 　和　 　接人电路时，其电阻为零。
（5）当使用接线柱B和D时，在电路未接通时，滑片P应移至 　 　端。(A/B)
【答案】（1）左 （2）B；D；B；C （3）A；B （4）C；D （5）A
【解析】（1）电阻变小，肯定接入的部分变短，根据变阻器接入的部分确定滑片的移动方向；
（2）（3）（4）（5）在使用变阻器时，必须“一上一下”，接入电路的部分由下面的接线柱决定，据此对变阻器的接线柱的选择情况进行分析即可。
【解答】（1）使用接线柱A和D时，由于下面选择的接线柱时A，因此接入电路的是AP段。要使变阻器连入电路的电阻减小，那么接入的部分AP必须变短，因此滑片应向左端移动；
（2）如果滑片向右滑动，电路中的电流变大，那么接入的电阻变小，即接入的部分变短，因此变阻器使用的应该是PB段，即上面的接线柱任选，下面必须选择B，也就是B和D或B和C；
（3）无论怎样移动滑片P，电路中的总电阻也不会改变，那么应该是下面的电阻丝全部接入了，即选择接线柱A和B；
（4）如果变阻器接入的电阻为零，那么肯定是将上面的金属杆接入电路了，即接C和D；
（5）当使用接线柱B和D时，变阻器使用的是PB段，因此当滑片在A端时阻值最大，因此在电路未接通时，滑片P应该移动至A端。
1.如右图所示的两导体是由同种材料组成的，且长度相等，则( )
A.R1>R2 I1=I2 B.R1>R2 I1>I2 C.R1【答案】D
【解析】（1）电阻与长度成正比，与横截面积成反比；（2）在串联电路中，各处电流都相等。
【解答】根据图片可知，两段导体由同种材料组成，且长度相等，因为R1的横截面积大于R2的横截面积，所以R12.有一段均匀导线的电阻是4欧，把它对折后作为一根导线使用，这时它的电阻可能是（ ）
A.1欧 B.2欧 C.4欧 D.16欧
【答案】A
【解析】导体的电阻与长度成正比，与横截面积成反比，据此分析对折后的电阻和原来电阻的关系。
这根导线对折后，长度变为原来的一半，那么电阻也会变为原来的一半，即：；
将它们对折并联后，横截面积变为原来的2倍，那么电阻又变成原来的一半，即：
3．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】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。
4．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】（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。
5．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】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。
6．如图所示是收音机上常见的控制音量的旋钮型变阻器，它是通过改变接入电路的导体___________来改变电阻的。若要使音量变小，则应将滑片b向___________（选填“a”或“c”）方向转动。
【答案】长度 c
【解析】[1]收音机上调节音量的旋钮实际上是一个滑动变阻器，它是通过滑片的移动来改变了连入电路中电阻丝长度的；
[2]从电流流向看，接入电阻为ab，当滑片b向c方向转动时，ab长度增加，接入电路中的电阻变大，电流变小，收音机音量变小。
7．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为变阻器的三个接线柱。
（1）变阻器上旋钮滑片的材料应选用　 　。(填“导体”或“绝缘体”)
（2）车速仪可由电路中的电流表改装而成。驾驶员踩下“油门”，旋钮滑片逆时针转动，此时车速仪的示数变大，那么接入 MN的两个接线柱是　 　。
【答案】（1）导体 （2）E、O
【解析】（1）由滑动变阻器的工作原理可知，滑片应选择导体，通过改变滑片的位置调整滑动变阻器连入电路的阻值。
（2）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】(1)变阻器上旋钮滑片的材料应选用导体。
(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，电路的总电阻变小，则变阻器连入电路的电阻变小，应接入MN的两个接线柱是E、O。
8.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中。(规格不同的导体有若干)
（1）小明设计了如图甲所示电路，指明该方案存在的不足：________。
（2）小红设计了如图乙所示的电路，当她将一段导体接入a、b两点间并闭合开关后发现灯不亮，经检查电路无断路、短路故障，你认为灯不亮的原因是________。
（3）小丽设计了如图丙所示电路，该电路中灯泡的作用有哪些？
①________________________________；
②________________________________。
【答案】（1）ab间电阻小时，会导致电路中电流过大，烧坏电路中的元件
（2）ab间电阻太大
（3）保护电路；粗略反映电路中电流变化
【解析】（1）在甲电路中，除了电阻丝没有其他保护电阻，一旦电阻丝的阻值太小，就会导致通过电流表的电流太大，可能会烧毁电器元件；
（2）如果接入的电阻丝的电阻太大，那么通过灯泡的电流就会很小。而灯泡是依靠电流的热效应工作的，电流太小，就不能使灯泡发光。
（3）通过灯泡的电流大，那么灯泡亮度大；通过灯泡的电流小，那么灯泡亮度小，因此通过灯泡的亮度变化可以感知电流大小变化，进而对电阻的大小进行判断；灯泡本身有一定的电阻，因此可以防止电路中电流过大，对电路造成破坏。
【解答】（1）小明设计了如图甲所示电路，指明该方案存在的不足：ab间电阻小时，会导致电路中电流过大，烧坏电路中的元件。
（2）小红设计了如图乙所示的电路，当她将一段导体接入a、b两点间并闭合开关后发现灯不亮，经检查电路无断路、短路故障，我认为灯不亮的原因是：ab间电阻太大。
（3）小丽设计了如图丙所示电路，该电路中灯泡的作用：①保护电路； ②粗略反映电路中电流变化
9.如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R2为滑动变阻器，金属滑片连在杠杆的一端，

（1）若油量表是由电流表改装而成，现将它串在图方位置，则当油面升高时，油量表的示数将_______。
（2）R，在电路中的作用是________。
【答案】（1）变大 （2）保护电路
【解析】（1）当油面升高时，首先判断滑片的移动方向，进而确定变阻器的阻值变化，然后根据变阻器的阻值变化确定电流表的示数变化；
（2）当油箱加满时，滑片到达最下面，此时变阻器的阻值为零。如果没有R'，那么整个电路会发生短路，从而烧毁电源，因此它有保护电路的作用；
【解答】（1）根据图片可知，变阻器和定值电阻R'串联。当油面上升时，浮标上浮，而滑片下移，变阻器的阻值变小，因此油量表的示数将增大；
（2）R'在电路中的作用是保护电路。
10.探究报告：用变阻器改变灯泡的亮度。
⑴观察：实验室中有一滑动变阻器，铭牌上标有”20Ω2A”字样，其含义是　 　。
⑵设计实验：①要使变阻器能够控制灯泡的亮度，变阻器应该与灯泡串联还是并联？　 　；②要能控制电路中电流的大小，应该使用图示变阻器的哪两个接线柱？　 　；③连接实物时，滑片P应移到　 　，其目的是　 　。④请将你设计的实验电路图画在下面的方框内，用笔画线代替导线连接图中的实物。　 　。
⑶进行实验。
⑷如果你还想知道电路中电流值的改变情况，需在电路中再　 　联一个电流表。
【答案】表示滑动变阻：器的最大阻值是20欧，允许通过的最大电流是2安；串；AC或BC；阻值最大处；防止电路中电流过大，保护电路；；串
【解析】（1）变阻器铭牌上的电阻为它的最大阻值，电流值为允许通过的最大电流；
（2）①用电器相互影响为串联，不相互影响为并联；
②根据变阻器接线“一上一下”的原则分析；
③在闭合开关前，为了避免电流过大而烧坏用电器，要求滑片调到阻值最大的位置。
④确定电器元件的串并联关系，注意变阻器的接线方向。
（4）电流表必须与被测的用电器串联。
【解答】（1）铭牌上标有”20Ω2A”字样，其含义是： 滑动变阻器的最大阻值是20欧，允许通过的最大电流是2安 。
（2）①要使变阻器能够控制灯泡的亮度，即变阻器影响灯泡的亮度，那么变阻器应该与灯泡串联；
②根据变阻器接线“一上一下”的原则可知，应该使用AC或BC；
③连接实物时，滑片P应移到阻值最大处 ，其目的是防止电路中电流过大，保护电路。
④根据图片可知，所有的都是串联，电流从正极出发，依次连接灯泡、变阻器和开关，然后流回负极，变阻器接线可以选择CA，如下图所示：
（4）如果还想知道电路中电流值的改变情况，需在电路中再串联一个电流表。
11．如图所示的电路中，有几根导线尚未连接，请用笔画线代替导线将电路连接完整，要求：
⑴两灯泡并联；
⑵电流表测通过灯L1的电流；
⑶闭合开关后，向A端移动滑动变阻器的滑片P时两灯均变暗。
【答案】解：如图所示
【解析】根据题目的要求，确定电路的串并联关系，以及变阻器的接线情况，然后对已知的实物图进行补充即可。
【解答】根据题意可知，两个灯泡并联，电流表只测灯泡L1的电流，即它与L1串联在同一支路上。闭合开关后，向A端移动滑动变阻器的滑片P时两灯均变暗，说明变阻器应该在干路上；两灯变暗，说明电阻变大，因此应该将变阻器右下角的B接入电路，上面的接线柱任选，如下图所示：
12．在“探究影响电阻大小的因素”的实验中，某实验小组的同学们利用如图所示的电路，分别对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验验证。实验中使用4根电阻丝，其规格、材料如表所示。
编号 材料 长度/m 横截面积 电流的大小/A
A 锰铜合金 0.5 0.8 0.40
B 镍铬合金 0.5 0.8 0.32
C 镍铬合金 0.5 0.4 0.16
D 镍铬合金 1.0 0.4 0.08
（1）小红和小亮对图中的电路设计提出了自己的观点。小红认为电流表是多余的，因为可以根据灯泡的亮度变化准确判断导体电阻的大小，小亮认为灯泡和电流表同时使用更好，因为灯泡可以保护电路从而防止损坏电流表。你赞同　 　(填“小红”或“小亮”)的观点。
（2）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　 　。
（3）分别将　 　(填编号)两根电阻丝接入电路，可初步探究得出的结论是当导体的材料、长度相同时，导体的横截面积越小，导体的电阻越大。
（4）分别将C、D两根电阻丝接入电路，可初步探究得出的结论是　 　。
（5）长度与粗细相同的锰铜合金线和镍铬合金线，更适合做滑动变阻器电阻的是　 　合金线。
（6）该实验中涉及的主要研究方法，和下列实验的研究方法相同的是____(填字母)。
A．研究压力作用效果与压力、受力面积的关系
B．用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向
C．用水流的形成来类比电流的形成
D．用刻度尺测出100 张相同的纸的厚度，除以100得到一张纸的厚度
【答案】（1）小亮
（2）转换法
（3）B、C
（4）当导体的材料、横截面积相同时，导体的长度越长，导体的电阻越大
（5）镍铬
（6）A
【解析】（1）在探究影响电阻大小的因素实验中，灯泡可保护电路，防止电流过大损坏电流表，而仅通过灯泡亮度判断电阻大小不够准确，电流表能更精确测量电流从而反映电阻大小。
（2）转换法是指将不易直接观察或测量的物理量，通过其他容易观察或测量的物理量来体现。这里通过观察电流表的示数大小来比较电阻的大小，运用了转换法。
（3）要探究导体的电阻与横截面积的关系，需控制导体的材料、长度相同，改变横截面积。
（4）要探究导体的电阻与长度的关系，需控制导体的材料、横截面积相同，改变长度。
（5）滑动变阻器的电阻丝需要电阻较大的材料，在长度与粗细相同的情况下，镍铬合金的电阻比锰铜合金大。
（6）本实验主要运用了控制变量法，控制变量法是指在研究多个因素关系时，控制其他因素不变，只改变其中一个因素，研究该因素对事物的影响。
【解答】（1）小亮的观点正确。因为灯泡可以起到保护电路的作用，防止电路中电流过大损坏电流表，而仅通过灯泡亮度来判断电阻大小，当电阻变化较小时，灯泡亮度变化不明显，不够准确，电流表能更精确地反映电流大小，进而比较电阻大小。
（2）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转换法，即将电阻的大小转换为电流的大小来进行观察和比较。
（3）要探究当导体的材料、长度相同时，导体的横截面积越小，导体的电阻越大，应选择材料、长度相同，横截面积不同的电阻丝，即 B、C 两根电阻丝。
（4）C、D 两根电阻丝材料相同、横截面积相同，长度不同，分别将它们接入电路，可初步探究得出的结论是当导体的材料、横截面积相同时，导体的长度越长，导体的电阻越大。
（5）长度与粗细相同的锰铜合金线和镍铬合金线，镍铬合金的电阻更大，更适合做滑动变阻器电阻，因为滑动变阻器需要通过改变电阻丝的长度来明显改变电阻。
（6）该实验中涉及的主要研究方法是控制变量法。
A 选项研究压力作用效果与压力、受力面积的关系，运用了控制变量法；
B 选项用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向，运用了模型法；
C 选项用水流的形成来类比电流的形成，运用了类比法；
D 选项用刻度尺测出 100 张相同的纸的厚度，除以 100 得到一张纸的厚度，运用了累积法。
所以和该实验研究方法相同的是 A。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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