第3章

電路探秘第2節(jié)

物質(zhì)的導(dǎo)電性八上科學(xué)

ZJ1.知道常見的導(dǎo)體和絕緣體，了解半導(dǎo)體材料及其應(yīng)用，理解電阻的概念。2.能用轉(zhuǎn)化思想設(shè)計簡單的實驗檢測物質(zhì)的導(dǎo)電能力，能利用控制變量法設(shè)計實驗進(jìn)行探究導(dǎo)體電阻與其長度、橫截面積和材料的關(guān)系，提升科學(xué)思維。3.了解滑動變阻器的結(jié)構(gòu)和功能，理解滑動變阻器的工作原理，能正確連接和使用滑動變阻器。1.教材第114頁探索活動：檢測物質(zhì)的導(dǎo)電能力實驗?zāi)康臋z測哪些物質(zhì)容易導(dǎo)電，哪些不容易導(dǎo)電實驗材料硬幣、塑料直尺、玻璃片、鉛筆芯（碳棒）、食鹽水、粉筆、純凈水等實驗方法轉(zhuǎn)換法（物質(zhì)的導(dǎo)電能力無法直接測量，用燈泡的亮暗程度或電流表的示數(shù)大小來反映）實驗電路圖__________________________________________________________________________________________________________________________實驗步驟按實驗電路圖連接電路，將各種待測物質(zhì)分別接入電路實驗現(xiàn)象分析觀察燈泡的亮暗程度，燈泡越亮，說明物質(zhì)的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，反之越弱當(dāng)物質(zhì)的導(dǎo)電能力相差不大時，小燈泡的亮暗程度變化不明顯，可以用電流表的示數(shù)大小來反映物質(zhì)導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱，電流表示數(shù)越大，說明物質(zhì)的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，反之越弱實驗結(jié)果易導(dǎo)電物質(zhì)有硬幣、鉛筆芯（碳棒）、食鹽水；不易導(dǎo)電物質(zhì)有塑料直尺、玻璃片、粉筆、純凈水2.導(dǎo)體和絕緣體（1）導(dǎo)體和絕緣體的概念導(dǎo)體絕緣體概念容易導(dǎo)電的物質(zhì)不容易導(dǎo)電的物質(zhì)（“容易”和“不容易”不能理解為“能”和“不能”）實例金屬、石墨（碳）、人體、大地、鹽類的水溶液等橡膠、玻璃、陶瓷、塑料、

干木材、油和干燥的空氣等

①絕緣體變?yōu)閷?dǎo)體的實例：玻璃在通常情況下是絕緣體，但被燒紅時會導(dǎo)電，干木頭在潮濕的情況下可以導(dǎo)電，空氣在閃電作用下可以導(dǎo)電，純水在摻有雜質(zhì)的情況下可以導(dǎo)電等。②導(dǎo)體的表面被氧化或腐蝕后，導(dǎo)電能力會下降，甚至不導(dǎo)電。因此，電路的關(guān)鍵部位必須采取防腐蝕措施。例如，人造衛(wèi)星電路的接觸點表面一般都會鍍上金，以防止腐蝕，確保電路導(dǎo)電的可靠性。（3）導(dǎo)體容易導(dǎo)電和絕緣體不容易導(dǎo)電的原因物質(zhì)是由分子構(gòu)成的，而分子由原子構(gòu)成，原子又是由原子核和繞核高速運(yùn)動的電子構(gòu)成的。電子帶負(fù)電,原子核帶正電。導(dǎo)體容易導(dǎo)電的原因?qū)w中有大量可自由移動的電荷絕緣體不容易導(dǎo)電的原因絕緣體中幾乎沒有能自由移動的電荷（絕緣體中也含有電荷，如帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子，只是可自由移動的電荷非常少）金屬導(dǎo)電的原因：金屬內(nèi)部原子核的位置是相對固定的，但存在著大量可自由移動的電子。自由電子能從一個地方移動到另一個地方，產(chǎn)生了電荷的流動，所以金屬能導(dǎo)電。玻璃被燒紅時會導(dǎo)電的原因：高溫下玻璃軟化后內(nèi)部會形成帶電的離子，因此玻璃在高溫下導(dǎo)電是離子導(dǎo)電。

教材第115頁在導(dǎo)線中用來作為芯線的材料是一些導(dǎo)電能力很強(qiáng)的金屬，而塑料和橡膠是絕緣體，用它們包裹導(dǎo)線可以防止導(dǎo)線漏電和人體觸電。3.半導(dǎo)體

AA.鐵釘

B.木筷

C.橡皮擦

D.塑料管

為了描述物體導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱，我們引入電阻的概念。1.概念：電阻表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用。（1）導(dǎo)體對電流的阻礙作用越強(qiáng)，其電阻值就越大。（2）絕緣體的電阻非常大，電流不容易通過；導(dǎo)體的電阻非常小，電流很容易通過。

拓展培優(yōu)從電流的形成理解導(dǎo)體的電阻導(dǎo)體一方面由于內(nèi)部有大量可自由移動的電荷而具備導(dǎo)電能力，另一方面又由于自身結(jié)構(gòu)及電荷間的相互作用而對電流產(chǎn)生一定的阻礙作用。由此可知，導(dǎo)體具有兩面性——既能導(dǎo)電，又對電流有一定的阻礙作用。從這個意義上來說，導(dǎo)體和絕緣體的區(qū)別實際上就是電阻大小的不同。典例2

下列關(guān)于電阻的說法中，正確的是(

)CA.絕緣體有電阻，導(dǎo)體沒有電阻B.導(dǎo)體的電阻與通過的電流有關(guān)，電流越大，電阻越大C.通過導(dǎo)體的電流為零時，電阻不為零D.只有導(dǎo)體才能用作電工材料解析：導(dǎo)體對電流的阻礙作用叫電阻，任何物體都有電阻，只是絕緣體的電阻非常大，故A錯誤；電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，與通過的電流大小無關(guān)，故B錯誤，C正確；導(dǎo)體和絕緣體的用途不同，好的導(dǎo)體和絕緣體都可用作電工材料，如電工手套就是用絕緣材料制成的，故D錯誤。4.教材第117頁探究實踐：影響導(dǎo)體電阻大小的因素提出問題影響導(dǎo)體電阻大小的因素有哪些猜想與假設(shè)（1）路越窄,車輛越難行——導(dǎo)體越細(xì),可能阻礙作用越強(qiáng),電阻越大;（2）道路越長,人越走越累——導(dǎo)體越長,可能阻礙作用越強(qiáng),電阻越大;（3）不同的道路通行效率不同,如柏油路、水泥路、鄉(xiāng)間小路——導(dǎo)體的電阻可能與制作導(dǎo)體的材料（鐵、銅、銀、鋁等）有關(guān)設(shè)計實驗___________________________________________________（1）探究電阻的大小與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積是否有關(guān)時,涉及的因素比較多,應(yīng)采用控制變量法；（2）導(dǎo)體電阻的大小無法直接測量，可利用轉(zhuǎn)換法，用燈泡的亮暗程度或電流表的示數(shù)大小來反映。實驗電路如圖所示實驗過程（1）探究導(dǎo)體的電阻與長度的關(guān)系控制導(dǎo)體的材料和橫截面積相同，選用不同長度的導(dǎo)體接入同一電路（待測導(dǎo)線處）,觀察燈泡的亮暗程度以及電流表的示數(shù)大小，將實驗現(xiàn)象記錄在表中。_______________________________________________________________________________________________________________________________________實驗過程（2）探究導(dǎo)體的電阻與橫截面積的關(guān)系控制導(dǎo)體的材料和長度相同,選用不同橫截面積的導(dǎo)體接入同一電路（待測導(dǎo)線處）,觀察燈的亮暗程度以及電流表的示數(shù)大小，將實驗現(xiàn)象記錄在表中。_________________________________________________________________________________________________________________________________________實驗過程（3）探究導(dǎo)體的電阻與材料的關(guān)系控制導(dǎo)體的橫截面積和長度相同,選用不同材料的導(dǎo)體接入同一電路（待測導(dǎo)線處）,觀察燈泡的亮暗程度以及電流表的示數(shù)大小，將實驗現(xiàn)象記錄在表中。______________________________________________________________________________________________________________________________________實驗現(xiàn)象分析當(dāng)接入較長的導(dǎo)體甲時,燈泡的亮度較暗,電流表的示數(shù)較小,說明甲的電阻較大；當(dāng)接入較短的導(dǎo)體乙時，當(dāng)接入較細(xì)的導(dǎo)體丙時,燈泡的亮度較暗,電流表的示數(shù)較小,說明丙的電阻較大;當(dāng)接入較粗的導(dǎo)體丁時，燈泡的亮度較亮，當(dāng)接入鎳鉻合金制成的導(dǎo)體戊時,燈泡的亮度較暗，電流表的示數(shù)較小,說明戊的電阻較大;當(dāng)接入銅制成的導(dǎo)體己時,實驗現(xiàn)象分析燈泡的亮度較亮,電流表的示數(shù)較大,說明乙的電阻較小。由此說明導(dǎo)體的電阻大小與長度有關(guān)電流表的示數(shù)較大，說明丁的電阻較小。由此說明導(dǎo)體的電阻大小與橫截面積有關(guān)燈泡的亮度較亮,電流表的示數(shù)較大，說明己的電阻較小。由此說明導(dǎo)體的電阻大小與材料有關(guān)實驗結(jié)論當(dāng)材料、橫截面積相同時，導(dǎo)體的長度越長,電阻越大當(dāng)材料、長度相同時，導(dǎo)體的橫截面積越小,電阻越大當(dāng)橫截面積、長度相同時,導(dǎo)體的材料不同,電阻大小不同歸納總結(jié)導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的長度、橫截面積（粗細(xì)）和材料有關(guān)。用同種材料制成的導(dǎo)線，導(dǎo)線越長，電阻越大；導(dǎo)線越細(xì)，電阻也越大特別提醒敘述結(jié)論時注意運(yùn)用控制變量法思想如在“探究導(dǎo)體電阻的大小是否與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)”實驗中，得出的結(jié)論是“在導(dǎo)體的材料、長度相同時，導(dǎo)體的橫截面積越大，電阻越小”，如果說成“導(dǎo)體的橫截面積越大，電阻越小”是不準(zhǔn)確的。

教材第117頁導(dǎo)線的材料和橫截面積

大導(dǎo)線的材料和長度

小

教材第118頁在相同長度和粗細(xì)的情況下，鎳鉻合金絲的電阻比銅絲的電阻大得多，改變長度時，電阻變化幅度大，燈泡的亮度和電流表示數(shù)變化明顯，便于觀察實驗現(xiàn)象。5.導(dǎo)體的電阻與溫度的關(guān)系（1）探究導(dǎo)體的電阻與溫度的關(guān)系設(shè)計實驗______________________________________控制導(dǎo)體的材料、橫截面積和長度相同，改變同一導(dǎo)體的溫度,利用電流表的示數(shù)大小來比較電阻的大小。實驗電路如圖所示實驗步驟實驗現(xiàn)象加熱前,電流表的示數(shù)較大,燈泡較亮;加熱后，電流表的示數(shù)變小,燈泡變暗實驗結(jié)論導(dǎo)體的電阻大小與溫度有關(guān)拓展培優(yōu)電阻和溫度的關(guān)系（1）一般的物體，如金屬，其電阻隨溫度的升高而增大，隨溫度的降低而減小。（2）有的合金，如康銅和錳銅，其電阻幾乎不隨溫度的變化而變化，是制作標(biāo)準(zhǔn)電阻的好材料。（3）半導(dǎo)體的電阻和溫度的關(guān)系較為復(fù)雜，有些半導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而減小，有些半導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大。（2）超導(dǎo)現(xiàn)象

（“超導(dǎo)”即“超級容易導(dǎo)電”，據(jù)此理解超導(dǎo)體的特點是溫度降低到一定程度時，電阻為零）目前，超導(dǎo)材料還沒有廣泛應(yīng)用于生活實際的主要原因是還沒有發(fā)現(xiàn)常溫下的超導(dǎo)體。6.各種材料的電阻與密度、比熱、導(dǎo)熱性等特性一樣，導(dǎo)電性也是物質(zhì)的一種特性，即每一種物質(zhì)的導(dǎo)電性是不相同的。

材料材料銀0.016鐵0.10銅鎳鉻合金1.0鋁0.029電木鎢0.053橡膠由表可知，在相同條件下，銀、銅、鋁的電阻很小，而鎳鉻合金的電阻較大。因此，人們常用電阻小而價格實惠的銅或鋁來制作導(dǎo)線。電木和橡膠的電阻很大，可用作絕緣材料。

典例3

“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”的實驗裝置如圖所示，在實驗中使用四根電阻絲，其材料規(guī)格如表所示。編號材料燈泡亮度錳銅合金0.50.8亮鎳鉻合金0.50.8較亮鎳鉻合金0.50.4較暗鎳鉻合金1.00.4暗（1）實驗中通過觀察_______________比較電阻絲電阻的大小。

小燈泡的亮度（2）實驗中采用的研究方法是____________和轉(zhuǎn)換法?？刂谱兞糠ǎ?）分別將編號為______的電阻

絲接入電路進(jìn)行實驗，可得出結(jié)論：導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的材料有關(guān)。

橫截面積電流表1.電阻器（1）概念：生產(chǎn)、生活和實驗研究中，經(jīng)常用到的具有一定阻值的元件叫電阻器，也稱為電阻。（2）作用：控制電路中的電流大小。（3）符號：

。2.變阻器概念可以改變電阻值的電阻器作用改變電路中的電流大小應(yīng)用①改變音響設(shè)備各種音調(diào)的聲音響度，從而改變聲音的品質(zhì)；②改變收音機(jī)、電話機(jī)和電視機(jī)等的音量；③改變電動機(jī)上的電流，從而改變電動汽車的行車速度

教材第120頁可以通過改變導(dǎo)體的長度、材料、橫截面積和溫度改變電阻的大小。最簡便的方法是改變電阻絲接入電路的有效長度。3.滑動變阻器（1）原理：靠改變接入電路的電阻絲的有效長度來改變電阻大小。（2）作用①調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片可以逐漸改變連入電路的電阻，從而逐漸改變電路中的電流。②滑動變阻器能起到保護(hù)電路的作用。（3）構(gòu)造金屬桿電阻很小，可以忽略不計滑片線圈由表面涂了絕緣漆的電阻絲繞成，套在陶瓷圓筒上，線圈上能接觸滑片的地方，絕緣漆被刮去接線柱（4）結(jié)構(gòu)示意圖和電路元件符號（5）滑動變阻器的使用①銘牌的物理意義_________________________________________________________

實物圖滑動變阻器的接法對應(yīng)電路圖______________________________________________________________滑片左移，電流變大，燈泡變亮；實物圖滑動變阻器的接法對應(yīng)電路圖______________________________________________________________滑片右移，電流變小，燈泡變暗；實物圖滑動變阻器的接法對應(yīng)電路圖______________________________________________________________滑片左移，電流變小，燈泡變暗；實物圖滑動變阻器的接法對應(yīng)電路圖___________________________________________滑片右移，電流變大，燈泡變亮

實物圖滑動變阻器的接法對應(yīng)電路圖___________________________________________________________________________所有電阻絲都連入了電路，相當(dāng)于接入一個定值電阻_______________________________燈泡較暗，移動滑片，亮度不變實物圖滑動變阻器的接法對應(yīng)電路圖________________________________________________________________________________金屬桿接入電路，相當(dāng)于接入一根導(dǎo)線_______________________________燈泡較亮，移動滑片，亮度不變特別提醒①滑動變阻器要與被控制的用電器串聯(lián)。②滑