資源簡介

4．3 物質的導電性與電阻(1)
學習指要
一、知識要點
1．導體：容易導電的物質，如金屬、石墨、人體、大地和食鹽溶液等。
2. 絕緣體：不容易導電的物質，如橡膠、玻璃、陶瓷、塑料、干木頭、油和干燥的空氣等。
3. 半導體：導電能力介于導體與絕緣體之間的一類物質，常見的半導體材料是硅和鍺。
4．金屬導體導電的原因：金屬導體內部有大量的自由電子。
5. 電阻：是指導體對電流的阻礙作用的大小，符號用R表示。它的單位是歐姆，簡稱“歐”，
符號是Ω，其他單位還有千歐(kΩ和兆歐(MΩ)。1兆歐=1000千歐，l千歐=1000歐。
二、重要提示
1．導體容易導電是由于導體中有大量能自由移動的電荷。絕緣體中的電荷幾乎都被束縛住，
不能自由移動，所以不容易導電。但導體和絕緣體沒有一定的界限，當如潮濕、高壓、高
溫、狀態等條件發生改變時，絕緣體也會變成導體。
2．物體根據導電能力的大小，可分為導體、半導體和絕緣體，但它們是漸變的，沒有明顯
界限。
科學廣場
世界上第一根絕緣導線的產生
人類最初認為電是一種看不見的能流動的液體，并千方百計設法將電從一處引流到另一
處。第一次實現“引流”的是英國學者斯蒂芬·格雷，他通過長期反復的試驗，于l729年用
實驗第一次實現了電荷的傳導。在這個實驗中，他使長270米的金屬線的一端跟摩擦起電的
玻璃棒相接觸，結果發現跟金屬線另一端相接觸的橡皮球因帶上電荷而吸住鄰近的羽毛。后
來格雷繼續研究，第一個將容易導電的物體命名為導體，不易導電的物體命名為絕緣體，并
將絕緣材料包繞在金屬裸導線的外面，制成了世界上第一根絕緣導線。
解題指導
【例l】關于導體和絕緣體，下列說法正確的是 ( )
A．導體里有多余的電子，絕緣體里沒有
B．導體里有大量能夠自由移動的電荷，所以易導電
C．絕緣體里沒有電荷，所以不易導電
D．絕緣體在任何情況下都不能導電
【解析】導體容易導電是因為有大量能夠自由移動的電荷，并不是有多余的電子。有多余電
子的物體帶電，導體和絕緣體是中性的，沒有多余的正電荷或負電荷，且帶電與導電是不同
的。絕緣體不容易導電是因為沒有自由移動的電荷，而導體容易導電是因為存在大量能夠自
由移動的電荷。
【答案】B
【例2】下列說法正確的是 ( )
半導體具有良好的導電性能
超導體是一種電阻很大的材料
C．納米技術是大尺度范圍內的科學技術
D．超導材料用于輸送電力可以降低電能損耗
【解析】 半導體的導電能力介于導體和絕緣體之間。超導體是一種當溫度降低到一定程度
時，電阻突然變為0的材料。納米是一個長度單位，納米的數量級是10-9米，它是一種小尺度
范圍內的科學技術。超導體的電阻為0，可用于輸送電力，降低電能損耗。
【答案】D
同步訓練 A組
高壓輸電網中的鐵架與導線之間必須用絕緣材料連接，由于長期暴露在室外，要求這種材料的性質相當穩定。下列最適合用作這種材料的是 ( )
A. 鋁合金 B. 橡膠
C．干木材 D．陶瓷
2．金屬導體能導電，是因為金屬內部 ( ) (第l題)
A．有大量的自由電子
B．有大量的原子核
C．有大量帶正電的質子
D．有大量的空隙
3．物質的物理屬性有許多種，制作下列物品利用了物質導電性的是 ( )
A．用水銀制作的溫度計
B. 用鋼絲制作的彈簧
C．用銅絲制作的導線
D．用鋁合金制作的門窗
4．在研究物質的導電性時，采用如圖所示的實驗電路。用酒精燈對著取自白熾燈的玻璃芯
柱加熱，燈泡L會慢慢亮起來。以下敘述正確的是( )
(第4題)
A．玻璃芯柱和燈泡l。是并聯的
B．電壓表的示數將逐漸變大
C．通過燈泡的電流要比通過玻璃芯柱的電流大
D．加熱過程中，玻璃芯柱的電阻隨溫度升高而增大
5．人體、玻璃、橡膠和碳棒這四個物體中，屬于導體的是 ( )
A．玻璃和橡膠 B．人體和碳棒
C．只有人體 D．碳棒和橡膠
6．現有六種物品：銅條、玻璃棒、鉛筆芯、水銀、塑料棒、陶瓷片。小明將它們分成兩類，
如下表所示，你認為小明是按物質的哪種特性對它們進行分類的 ( )
第一類
第二類
銅條鉛筆芯水銀
玻璃棒塑料棒陶瓷片
A．密度 B．磁性
C. 硬度 D．導電性
7．硅、鍺等半導體材料的導電能力比銅、鐵等金屬的導電能力_____(填“強”或“弱”)。
某些物質在溫度很低時，電阻變為_____，這就是超導現象。如果能制造出常溫下的超導
體，它可以在_______(填序號)情景得到應用。
①用作電吹風的電熱絲 ②用作白熾燈的燈絲 用作輸電線纜
8．在“探究影響導體電阻大小的因素”實驗中，小明設計了如圖所示的電路。
(1)在連接電路時發現還缺少一個元件，他應該在電路中再接入的元件是______。
(第8題)
(2)為粗略判斷a、b兩點間導體電阻的大小，可觀察_______。
(3)另有甲、乙兩位同學分別對小明的電路作了如下的改進：甲把燈泡更換為電流表；乙
在原電路中串聯接入電流表。你認為_______同學的改進更好一些，理由是___________。
9．小明通過學習得知：一般情況下，水的質量一定時，加入食鹽的質量越
多，溶液的濃度就越高。他想探究食鹽水溶液的導電性能與什么因素有
關。
小明的猜想是：
a．食鹽水溶液的導電性能與溶液的濃度有關。
b．食鹽水溶液的導電性能與金屬片之間的距離有關。
c．食鹽水溶液的導電性能與溶液的溫度有關。
小明利用水、食鹽、燒杯、小勺子、電源、刻度尺、小燈泡、金屬片、 (第9題)
酒精燈等器材，設計了如圖所示的裝置，進行了探究實驗。他記錄的實驗表格如下：
實驗
次數
加入食
鹽量
兩金屬片AB
間距離／厘米
燈泡
亮度
1
勺
2
微亮
2
勺
2
較亮
3
勺
l
較亮
4
勺
1
很亮
(1)比較實驗次數l和2可驗證猜想______(填“a”“b”或“C”)。
(2)這個實驗用到了控制變量法，我們所學的實驗中，很多也用到了控制變量法，請舉一例：
________________________________________________________________________
(3)在實驗過程中，小明認為用電流表代替小燈泡也能進行實驗，你認為_____(填“可行”
或“不可行”)，理由是____________
(4)利用現有的裝置和器材，請你對猜想c進行探究驗證。
①實驗步驟：用酒精燈加熱食鹽水溶液，觀察小燈泡的亮度變化。
②你怎樣對該實驗結果進行分析判斷?
(5)請你提出一個新的猜想：溶液的導電性能可能還與_______________________________
_____________________________有關。
同步訓練 B組
10．當溫度降低到一定程度時，某些物質的電阻會變為零，這種物質叫超導體。當電流通過
超導體時不發熱，故超導體的應用具有十分誘人的前景。假如科學家已研制出室溫下就
能使用的超導體，你準備將它用來制作 ( )
A．家用保險絲 B．白熾燈泡的燈絲
C．電爐的電熱絲 D．輸電導線
11．閱讀表格，回答問題。
金屬
全球年產量
／(104噸)
密度／(103千克／米3)
熔點/℃
導熱
性能
導電
性能
市場價格／
(元／噸)(大約)
鋁
15000
2.7
660
4
4
16000
銅
8000
8.9
1083
2
2
17700
金
2
19.3
1063
3
3
88000000
鐵
301430
7.9
1540
8
7
2200
鉛
3000
11.3
327
9
9
4900
銀
8
10.5
96l
1
1
1365000
(注：表中導熱性能從1到9表示導熱性由強到弱；導電性能從1到9表示導電性由強到弱)
(1)導電性能最好的兩種金屬是____________。
(2)在你認為導電性能好的金屬中，哪種更適宜作導線?為什么?
12．科學課中，老師曾講過“水果電池”，這激發了某同學對蘋果導電性能的探究：
(1)你認為蘋果的導電性能可能與蘋果的哪些因素有關?
你的猜想是：______________________________________________________________
_________________________________。
(2)下表是該同學在一定電壓下研究蘋果的形狀、甜度和通過的電流的實驗數據：
蘋果l一般刮
蘋果2較甜
蘋果3很甜
完整
100微安
200微安
300微安
削了皮
100微安
200微安
300微安
切掉一部分
100微安
200微安
300微安
根據上述表格信息，把能得出的探究結論寫出兩條填在橫線上。
結論一：___________________________________________________________ ；
結論二：____________________________________________________________ 。
答案：
1．D 2．A 3．C 4．B 5．B 6．D 7．弱 0 ③ 8．(1)開關
(2)燈泡的亮度 (3)乙燈泡能保護電路 9．(1)a (2)探究壓力的作用效果與哪些因
素有關等 (3)可行 電流表能測出電路中的電流大小，可反映出溶液的導電性能 (4)如
果小燈泡亮度發生變化，說明溶液的導電性能與溶液的溫度有關，否則無關。 (5)金屬片
插入溶液中的深度(或金屬片與溶液的接觸面積等) 10．D ll．(1)銀和銅 (2)
銅。因為導電性好，價格便宜。 l2．(1)可能與蘋果的甜度有關(或可能與蘋果的形狀有
關等) (2)蘋果的導電性能與它的甜度有關蘋果的導電性能與它的形狀無關

4．3 物質的導電性與電阻(2)
學習指要
一、知識要點
1．導體的電阻是導體本身的一種性質。
2．導體的電阻大小決定于導體的長度、橫截面積和材料，還跟溫度有關。
二、重要提示
1．不同的材料，導電能力不同。導電能力是材料的一種特性。
2．不同人的電阻是不同的。一般來說，人體的電阻平均值是l000～2000歐。
3．控制變量法：當有幾個因素同時影響一個量的變化時，常常采用控制變量法來研究各個
因素對這個量的影響程度。影響導體電阻的因素有材料、長度和粗細，因此要研究導體
電阻與它們之間的關系必須先控制兩個量不變，然后讓另一個量發生變化來測量導體電
阻的變化情況。
科學廣場
形形色色的電阻
熱敏電阻
熱敏電阻(如圖4．3—1所示)是近年才發展起來的利用新型半導體的感溫元件，它是電阻值對溫度極為敏感的一種電阻器，也叫半導體熱敏電阻器。這種電阻器具有一系列特殊的電學性能，其中最基本的特性是其阻值隨溫度的變化有著極為顯著的變化。目前，它已滲透到日常生活、工業技術、軍事科學、通信、宇航等各個領域，發展前景極其廣闊。
光敏電阻 圖4.3-1
光敏電阻(如圖4．3—2所示)又 稱光導管。光敏電阻是利用半
導體的光電效應制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻
器，入射光增強，電阻減小；入射光減弱，電阻增大。光敏電阻屬
于半導體光敏器件，除具有靈敏度高、反應速度快等特點外，在高
溫、多濕的惡劣環境下，它還能保持高度的穩定性和可靠性，可廣
泛應用于照相機、太陽能庭院燈、草坪燈、驗鈔機、石英鐘、迷你
小夜燈、光聲控開關、路燈自動開關以及各種光控玩具、光控燈飾
等光自動開關控制領域。 圖4.3-2
氣敏電阻
氣敏電阻(如圖4．3—3所示)是一種對氣體敏感的半導體元件，
它是利用氣體的吸附使半導體本身的電阻值發生變化這一機理來
進行工作的。氣敏電阻根據加熱的方式可分為直熱式和旁熱式兩
種，直熱式消耗功率大，穩定性較差，故應用逐漸減少。旁熱式性
能穩定，消耗功率小，具有防爆結構，因此安全可靠，應用面較廣
氣敏電阻被廣泛應用于石油、天然氣、煤礦等易燃易爆場所，作為
可燃氣體泄漏檢測及報警裝置。 圖4.3-3
濕敏電阻
濕敏電阻(如圖4．3—4所示)是一種對環境濕度敏感的元件，
它的電阻值能隨著環境濕度的變化而變化。濕敏電阻廣泛應用于洗
衣機、空調、錄音機、微波爐等家用電器，在工業、農業等方面作
為濕度檢測和濕度控制器件。
圖4.3-4

解題指導
【例l】(1)在探究“導體的電阻跟哪些因素有關”的問題時，老師引導同學們作了如下的猜
想：
猜想示例：導體的電阻可能跟導體的橫截面積有關。請你獨立猜想：導體的電阻可能跟____有關；導體的電阻還可能跟______有關。
(2)圖4．3—5是他們進行實驗探究時的器材，實驗板上固定了四根金屬導線，“a、b、c三
根的長度均為1米，d的長度為0．5米；a、b的橫截面積相同，材料不同；a、c的材料相
同，但c的橫截面積大于a；a、d的材料和橫截面積都相同。
圖4．3--5
在探究電阻跟橫截面積的關系時，可依次把M、N跟_______兩端連接，閉合開關，記下
電流表示數，分析比較這兩根金屬絲電阻的大小。
(3)依次把M、N跟a、d的兩端連接，閉合開關，記下電流表示數，分析比較a、d兩根金屬
絲的電阻大小，可探究電阻跟_______的關系，結論是_________________________。
【解析】本題是采用控制變量法來探究電阻大小的決定因素。在溫度一定的條件下，電阻的
大小取決于導體的材料、長度、橫截面積，所以電阻反映了導體本身的一種性質，與這個導
體是否連入電路、導體兩端是否有電壓、是否有電流通過等因素無關。要探究導體的電阻跟
橫截面積的關系，應控制材料、長度相同，改變導體的橫截面積，故(2)應選a、c兩根導線；
要探究導體的電阻與導體長度的關系，應控制材料、橫截面積相同，改變導體的長度，故(3)
選a、d兩根導線正是為了探究電阻跟長度的關系，得出的結論是：在導體的材料、橫截面積
相同的情況下，導體的長度越長，電阻越大。
【答案】(1)長度 材料 (2)a、c (3)長度 導體的材料、橫截面積相同時，長度越
長，電阻越大
【例2】在“探究導體的電阻跟哪些因素有關”的實驗中：
甲同學的猜想是：①電阻可能與導體的材料有關。
乙同學的猜想是：②電阻可能與導體的溫度有關。
丙同學的猜想是：③電阻可能與導體的橫截面積有關。
根據掌握的電學知識，你認為：④電阻還與有關。
現有金屬材料甲和金屬材料乙制成的各種不同規格的金屬絲，規格如下表。選用導線A
和B進行實驗，可以探究 ___________(填“甲”“乙”或“丙”)同學的猜想。要想探
究甲同學的猜想應該選用_________(填字母)兩根導線進行實驗。
金屬絲代號
材料
長度／米
橫截面積／毫米2
A
金屬甲
1
0.2
B
金屬甲
1
0.1
C
金屬乙
1
0.1
D
金屬乙
0.5
0.1
【解析】影響電阻大小的因素有材料、長度、橫截面積和溫度。有四個因素影響導體電阻的
大小，探究時采用控制變量法。選用A、B兩種金屬絲進行實驗，材料都是金屬甲，長度相等，
即控制的是材料和長度相等，保證橫截面積不同，探究的是導體的電阻大小與橫截面積的關
系。同樣，探究甲同學的猜想要保證材料不同，控制導體的長度和橫截面積相同，從表格中
看，應選用B、C兩根導線進行實驗。
【答案】(1)長度 (2)丙B、C
同步訓練 A組
1．兩條長度相同的錳銅絲，若甲的橫截面積比乙大，則電阻的大小關系是 ( )
A．甲大 B．乙大
C．一樣大 D．不能確定
2．鉛筆芯是石墨和黏土混合制成的。不同類型的鉛筆的筆芯
軟硬程度不同，其中6H的鉛筆芯最硬，6B的鉛筆最軟，HB
的鉛筆芯軟硬居中。鉛筆芯是導體，那么鉛筆芯的電阻大
小與其軟硬度是否有關呢?小明用如圖所示的裝置探究這
個問題。他先后將6B、HB和6H的鉛筆芯分別接入電路A、B
兩點間，通過觀察______，比較出三者電阻的大小。用此
方法比較電阻大小的依據是______________。他選取的這 （第2題）
三支鉛筆芯應滿足的條件是____________ 。
3．普通白熾燈泡的燈絲斷了一截，搭接上后仍能使用，燈絲的電阻 ( )
A．和原來一樣 B．變大
C．變小 D．無法判斷
4．小明用如圖所示的電路，探究影響金屬絲電阻大小的因素，他手
邊除了有電路中的器材
外，還有一根金屬絲，則 ( )
A．只能探究電阻與金屬絲長度的關系
B．只能探究電阻與金屬絲橫截面積的關系
C．電阻與金屬絲長度、橫截面積的關系都能探究
D．電阻與金屬絲長度、橫截面積的關系都不能探究 (第4題)
5．甲、乙、丙為三根錳銅合金線，甲、乙粗細相同，但甲較長；乙、丙長度相同，但丙較
粗，則三根合金線的電阻相比較 ( )
A．甲最大 B．乙最大
C．丙最大 D．一樣大
6．比較如圖甲、乙所示的兩個實驗，閉合開關，分別用酒精燈加熱金屬絲和廢舊燈泡尾端
玻璃柱(其內嵌有相互不接觸的兩根金屬絲)，觀察現象，請回答：
(第6題)
(1)圖甲中電流表的示數_______________ 。
(2)圖乙中小燈泡的亮度_________(填“變暗”“變亮”或“不變”)。
7．電阻觸摸屏在筆記本電腦及手機等設備上已普遍使用，當手指在觸
摸屏表面施以一定的壓力時，觸摸屏通過分別識別觸摸點的水平與豎
直位置，從而確定觸摸的位置。
其工作原理利用了在材料、橫截面積一定時，導體的長度越長，
導體的電阻就越________的規律。
以豎直方向為例，觸摸屏相當于一根電阻絲，觸摸時，觸摸點P
將電阻絲分為上下兩部分，設上部分電阻為R1，下部分電阻為R2， (第7題)
結構可等效為如圖所示電路，電源電壓不變。當觸摸點在豎直方向移動時，若測得R2
兩端電壓增大，則可知R2阻值_______，觸摸點P到屏下端的距離________。(填“增大”
“減小”或“不變”)。
8．如圖所示是四根高壓輸電線上的一個裝置，它的作用是將四根導線
并聯起來了。利用這個裝置把四根導線固定起來．相當于增大了導
線的________，從而減小了輸電導線的______，這樣就能大大減少
輸電線上電能的損失。
(第8題)
同步訓練 B組
9．光敏電阻的阻值隨著光照的強弱而改變。“光強”是表示光的強弱程
度的科學量，照射光越強，光強越大，光強符號用E表示，國際單位
為坎德拉。實驗測得光敏電阻的阻值R與光強E間的關系如圖所示，
由圖可知 ( )
A．光敏電阻的阻值隨光強的增強而變大
B．光敏電阻的阻值隨光強的增強而變小
C．光敏電阻的阻值隨光強的增強先變大后變小
D．光敏電阻的阻值隨光強的增強先變小后變大 (第9題)
10．小剛為探究“導體電阻與溫度的關系”，選用不同型號的鉛筆芯進行
了如下實驗：
步驟一：將H型鉛筆芯接入電路，閉合開關，測量并記錄通過它的電流；
步驟二：用酒精燈給鉛筆芯加熱，每隔20秒測量并記錄通過它的電流；
步驟三：分別將HB型、28型鉛筆芯接入電路，重復以上實驗過程。 (第10題)
下表是記錄的實驗數據：
(1)實驗中，小剛是通過_________的變化來判斷鉛筆芯電阻的改變的。
(2)分析表中數據，可以看出：__________________________________________________
_________________________________________________________________。
答案：
1．B 2．電流表示數相同電壓下，電流越小電阻越大長度和橫截面積均相同 3．C
4．C 5．A 6．(1)變小 (2)變亮 7．(1)大 (2)增大增大 8．橫截
面積電阻 9．B l0．(1)電流 (2)導體電阻隨溫度的升高而減小(或導體電阻隨溫度
的降低而增大)

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