初中物理人教版九年级全册第3节 电阻精品课堂检测

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1.理解电阻的概念；
2.知道电阻是导体本身的一种性质；能画出电阻在电路图中的符号；
3.知道电阻大小的单位及其单位换算；
4.会用控制变量法探究影响电阻大小的因素；
5.理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关。
【知识导图】
【基础知识】
知识点一、电阻（★重点）
1.探究导体对电流的阻碍作用
【实验过程】如图所示，把长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝（或锰铜合金丝）分别接入电路，闭合开关，观察电路中小灯泡的亮度和电流表示数。
【实验现象】当把铜丝接入电路时，闭合开关，电流表示数较大，小灯泡较亮；当把镍铬合金丝接入电路时，闭合开关，电流表示数较小，小灯泡较暗。
【实验分析】在相同电压下，通过铜丝的电流较大，表明铜丝对电流的阻碍作用较小；通过镍铬合金丝的电流较小，表明镍铬合金丝对电流的阻碍作用较大。
【实验结论】导体在导电的同时，对电流也有一定的阻碍作用，且不同导体对电流阻碍作用不同。
2.电阻
（1）概念：在物理学中，用“电阻”来表示导体对电流的阻碍作用的大小。
（2）符号：通常用“R”表示电阻。
（3）单位及换算关系：在国际单位制中，电阻的单位是“欧姆”，简称“欧”，符号是“Ω”。
常用单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）。
换算关系：1MΩ=103kΩ，1kΩ=103Ω。
（4）常见物品的电阻值
（5）电阻在电路中的符号
具有一定电阻值的元件叫做电阻器，也叫定值电阻，简称电阻。在电路中的符号是“”。
（6）对电阻的理解
从电流的形成理解导体的电阻
导体一方面由于内部有大量的可自由移动的电荷二具备导电能力，另一方面由由于自身结构及电荷间的相互作用二对电流产生一定的阻碍作用。由此可知，导体具有两面性-既能导电，又对电流有一定的阻碍作用。从这个意义上说，导体和绝缘体的区别实际上就是电阻大小的不同。
【典例】关于电流、电压和电阻，下列说法正确的是（ ）。
A．只要将导体连入电路，电路中就有电流；
B．导体中通过的电流为零时，它的电阻也为零；
C．有电流通过的小灯泡，其两端不一定有电压；
D．导体两端电压越大，通过该导体的电流就越大
【答案】D。
【解析】要想有电流，必须有电源且电路是通路才行，故A错；
电阻是导体本身的属性，与有无电流通过无关，故B错；
有电流通过小灯泡时，小灯泡两端一定有电压，故C错；
同一个导体的电阻是一定的，电压越大，电流越大，故D正确；应选D。
知识点二、影响电阻大小的因素（★重难点）
特别提醒
（1）实验过程中要控制电源电压不变；
（2）在叙述结论时，要注意控制变量法思想的运用。如在“探究导体电阻的大小是否与导体横截面积有关”实验中，得出结论是“在导体的材料、长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小”，如果说成“导体的横截面积越大，电阻越小”是不准确的。
【典例】在“探究影响电阻大小的因素”的实验中，某实验小组同学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。
（1）实验中通过观察________来比较电阻的大小，此过程用到的研究方法是________。
（2）分别将C、D两根合金丝接入电路，可初步探究出的结论是________。
（3）分别将________（填编号）两根合金丝接入电路，可初步探究出的结论是：导体的材料、长度相同时，横截面积越小，电阻越大。
【答案】（1）电流表的示数大小；转换法；（2）导体的材料、横截面积相同时，长度越长，电阻越大；（3）B、C。
【解析】（1）在该实验中，电阻的大小是通过电流的大小来体现的，电流越小说明电阻越大。这种方法是转换法。
（2）由表中数据可知，将C、D两根合金丝接入电路，C、D合金线的材料、横截面积相同，而长度不同，并且D合金丝的长度大于C的长度，发现接入D合金丝时，电流表的示数比接入C合金丝时更小，说明D合金丝的电阻比C合金丝的电阻大，由此初步得出结论：导体的材料、横截面积相同时，长度越长，电阻越大；
（3）由表中数据可知，将B、C两根合金丝接入电路，B、C合金线的材料、长度相同，而横截面积不同，并且C合金丝的横截面积小于B的横截面积，发现接入C合金丝时，电流表的示数比接入B合金丝时更小，说明C合金丝的电阻比B合金丝的电阻大，由此初步得出结论：导体的材料、长度相同时，横截面积越小，电阻越大。
知识点三、半导体和超导体
1.半导体
（1）概念
有一些材料，如硅和锗，导电性能介于导体和绝缘体之间，常常称为半导体。
（2）特点
①半导体的导电性能比导体差，比绝缘体好；②温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大的影响。
（3）应用
利用半导体材料可以制成光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻、二极管、三极管、集成电路等。
2.超导现象
（1）超导现象
某些物质在温度很低时，电阻就变成了0，这就是超导现象。在温度很低时，电阻为0的材料称为超导材料。超导材料也称为超导体。
（2）超导现象应用与实际的好处
①延长电路元件的使用寿命；②降低电能损耗；③实现电子设备微型化。
（3）超导材料的应用
利用超导材料可制造超导电动机、超导电缆、磁悬浮列车等。目前，超导材料还没有广泛应用于生活实际的主要原因是还没有发现常温下的超导体。
导体电阻和温度的关系
（1）一般的物体，如金属，其电阻随温度的升高而增大，随温度的下降减小。
（2）有的合金，如康铜和锰铜，其电阻几乎不随温度的变化而变化，是制作标准电阻的好材料。
（3）半导体的电阻和温度的关系较为复杂，有些半导体的电阻随温度的升高而减小，有些半导体的电阻随温度的升高而增大。
【典例】2020年10月14日，《自然》杂志报道了一种可以在15℃下实现超导的新材料，人类向创造出具有最优效率电力系统的目标又迈近了一步。超导材料可以应用在（ ）。
A.电饭锅 B.电动机 C.电热水壶 D.电烤箱
【答案】B。
【解析】ACD．超导体电阻为零，电流流过超导体时，不会发热，电饭锅、电热水壶和电烤箱都是利用的电流的热效应工作的，故ACD不符合题意；
B．电动机在通电过程中，可以用超导体制作电动机的线圈，电能没有损失，故B符合题意。
故选B。
【方法帮】
题型一：对电阻的理解（★易错）
★易错警示
导体的电阻是导体本身的一种性质，与导体的材料、长度、横截面积等因素有关，与导体是否通电、导体两端电压的高低、通过导体的电流大小等因素无关。即使导体两端电压为零，导体的电阻也仍然存在，且大小不变。
【典例】关于导体的电阻，下列说法正确的是（ ）。
A.当导体两端电压和通过导体的电流为零时，导体的电阻为零；
B.当导体被均匀拉长至原来的二倍时，导体的电阻将减小；
C.白炽灯泡常温下电阻小于正常工作时的电阻；
D.导体的电阻与电流大小成反比
【答案】C。
【解析】AD．电阻是导体本身的属性，与电压和通过导体的电流的大小无关，电流为零时，导体电阻不会变为零，故AD错误；
B．当导体被均匀拉长至原来的二倍时，则它的长度增加一倍，横截面积变为原来的二分之一，则电阻增大为原来的四倍，故B错误；
C．电阻的大小与温度有关，一般导体在温度升高时电阻变大，温度降低时，电阻变小，所以白炽灯泡常温下电阻小于正常工作时的电阻，故C正确。
故选C。
题型二：影响导体电阻大小的因素
（1）导体的电阻与导体材料、长度、横截面积有关。①导体的材料、长度相同时，横截面积越大，导体的电阻越小；②导体的材料、横截面积相同时，长度越长，导体的电阻越大；③导体的长度、横截面积相同时，材料不同，导体的电阻不同。
（2）电阻是导体本身的一种性质，与是否接入电路无关。
【典例】质量相等的铜丝和铝丝，它们的横截面积相等，则二者电阻大小比较（ ）。
A.铜丝电阻较大；
B.铝丝电阻较大；
C.铜丝和铝丝电阻可能一样大；
D.无法判断谁的电阻较大
【答案】B。
【解析】长度和横截面积相同的铜丝和铝丝，铜丝的导电性更强，电阻更小；
铜的密度大于铝，已知铜丝和铝丝的质量相同，所以铜丝的体积小于铝丝，而它们的横截面积相等，所以铜丝的长度小于铝丝，即铜丝的电阻更小，铝丝的电阻更大。故选B。
题型三：探究导体电阻大小与哪些因素有关
【典例】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①：在温度不变时，导体的电阻与导体的材料有关；
猜想②：在温度不变时，导体的电阻与导体的长度有关；
猜想③：在温度不变时，导体的电阻与导体的横被面积有关。
请完成下列填空（只填序号）：
（1）要验证猜想①，小芳同学应选择的两段导体是__________；
（2）要验证猜想②，小芳同学应选择的两段导体是__________；
（3）要验证猜想③，小芳同学应选择的两段导体是__________；
（4）这个实验用到的物理方法是__________。
【答案】（1）A、B、C；（2）C、D、E；（3）C、F、G；（4）控制变量法。
【解析】（1）猜想①认为在温度不变时，导体的电阻与导体的材料有关，所以在探究时，应使长度和横截面积相同，而导体的材料不同，A、B和C长度都是0.8m，横截面积都是0.5mm2，只有材料不同。所以利用A、B、C可以探究电阻与材料之间的关系。
（2）猜想②认为在温度不变时，导体的电阻与导体的长度有关，所以应该控制材料和横截面积不变，改变长度。C、D、E所用的材料都是锰铜合金，横截面积都是0.5mm2，而长度不同。所以利用C、D、E可以探究电阻与长度之间的关系。
（3）猜想③是在温度不变时，导体的电阻与导体的横被面积有关，所以在探究时，要保持材料和长度相同，横截面积不同．C、F和G材料都是锰铜，长度都是0.8m，只有横截面积不同，所以可以利用C、F、G来探究电阻与横截面积的关系。
（4）此题所采用的研究方法是：控制变量法。
故答案为：（1）A、B、C；（2）C、D、E；（3）C、F、G；（4）控制变量法。
题型四：探究影响导体电阻大小因素的拓展实验
【典例】某物理兴趣小组学习了导体电阻的知识后，对食盐水溶液的导电性能与什么因素有关提出了以下猜想：
①食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关；
②食盐水溶液的导电性能与溶液的质量有关；
③食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关为了验证猜想，他们设计了如图所示的装置，将电路中的a、b两金属片分别插入甲、乙、丙、丁溶液中所示位置 （金属片a、b每次插入溶液中的深度都相同）进行探究：
（1）食盐水溶液的导电性能可以由________来判断；
（2）将金属片a、b分别插入甲、乙所示位置可探究猜想________（选填序号），为了探究猜想②应将金属片a、b分别插入________两图所示位置；
（3）将金属片a、b分别插入乙、丁所示位置，若I乙≠I丁，由此可得到的结论是________；
（4）这个实验用到了初中物理学中最常用的探究方法是________（写出一种即可）。
【答案】（1）电流表示数的大小；（2）①；甲、丙；（3）食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关；（4）控制变量法。
【解析】（1）若食盐水溶液的导电性能比较强，其电阻就比较小，电流表示数较大；反之，电流表示数较小，可见，食盐水溶液的导电性能可以由电流表示数的大小来判断。
（2）a、b分别插入甲、乙所示位置，盐水的质量和金属片的距离不变，可探究食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关；
为了探究食盐水溶液的导电性能与溶液的质量的关系，需要保持溶液的浓度和溶液中两点间的距离不变，改变溶液的质量，应将金属片a、b分别插入甲、丙两图所示位置。
（3）将金属片a、b分别插入乙、丁所示位置时，溶液的浓度相同，质量也相等，溶液中两点间的距离不相等，若I乙≠I丁，所以，食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关。
（4）要探究一个量与其他多个量之间的关系采用控制变量法，还把盐水的导电性转化为电流表示数的大小。
故答案为：（1）电流表示数的大小；（2）①；甲、丙；（3）食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关；（4）控制变量法。
题型五：半导体与超导体的应用
【典例】关于半导体和超导材料，下列选项描述正确的是（ ）。
A.都可用来做输电线 B.都已经普遍应用于生活中
C.发光二极管是采用半导体材料 D.发光二极管是采用超导体材料
【答案】C。
【解析】A.半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间；而输电线应选用导电能力强的材料；故A错误；
B.半导体材料普遍应用于生活中，例如光敏电阻、发光二极管等，超导体材料还没有普遍应用于生活中，故B错误；
CD.发光二极管具有单向导电性，采用半导体材料制成，故C正确，D错误。
故选C。
【中考帮】
考点一：影响电阻大小的因素
【典例】（2022·绥化）“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示，在实验中使用四根电阻丝，其材料规格如下表所示。
（1）实验中通过观察___________比较电阻丝电阻的大小；
（2）实验中采用的研究方法是___________和转换法；
（3）分别将编号为___________的电阻丝接入电路进行实验，可得出结论：导体的电阻大小与导体的材料有关；
（4）分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验，可得出结论：导体的电阻大小与导体的___________有关；
（5）分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验，其得到的实验结论被实际应用到了___________的工作原理中；
A．电压表 B．电流表 C．滑动变阻器
（6）实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显，可用___________代替小灯泡完成实验。
【答案】①小灯泡亮度；② 控制变量法；③A、B；④横截面积；⑤C；⑥电流表。
【解析】（1）[1]在实验中，电阻的大小是通过观察灯泡的亮度来体现的，灯泡的亮度越暗，说明电阻越大。
（2）[2]导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关，因此要研究电阻大小与每一个因素的具体关系时，要用到控制变量法；通过观察灯泡的亮度来体现电阻的大小，这是用到转换法，故本实验中采用的研究方法有控制变量法和转换法。
（3）[3]电阻大小若不考虑温度的前提下，要研究导体的电阻大小与导体的材料有关，就要使导体的长度和横截面积保持不变，故选用编号A、B。
（4）[4]编号B、C两根电阻丝，材料、长度都相同，横截面积不同，将电阻丝分别接入电路中，灯泡的发光情况不同，故可以得出结论：导体的电阻大小与导体的横截面积有关。
（5）[5]编号C、D两根电阻丝，材料、横截面积都相同，长度不同，把他们分别接入电路中，灯泡的发光情况不同，且接编号D的电阻丝比接编号C的电阻丝，灯泡发光情况要暗，相当于改变电阻丝接入电路中的长度来改变接入电路中电阻的大小，与滑动变阻器的工作原理相同，故AB不符合题意，C符合题意。
故选C。
（6）[6]更换电阻丝后，小灯泡的亮度不明显，说明电阻丝的电阻太大，流过小灯泡的电流太小，为了完成实验可以用电流表代替小灯泡。通过观察电流表示数的大小，来判断接入电路中电阻丝阻值的大小。
中考考题要求同学们掌握控制变量法和转化法在实验中的应用，并能根据已有的实验探究方案，选用合适的实验器材获得数据，这是物理核心素养的科学探究的体现。
考点二：半导体和超导现象
【典例】（2021·湖北宜昌市中考真题）关于信息和材料，下列说法不正确的是（ ）。
A．铜、铝、陶瓷都是很好的导体B．光导纤维传导的是电磁波
C．超导材料适合用来进行远距离输电D．发光二板管是一种半导体材料
【答案】A。
【解析】A．铜、铝是很好的导体，陶瓷是绝缘体，故A错误，符合题意；
B．光导纤维传导的是激光，光也是电磁波，故B正确，不符合题意；
C．超导材料无电阻，导线不产生热量，不会产生电损，适合用来进行远距离输电，故C正确，不符合题意；
D．发光二板管具有单向导电性，是一种半导体材料，故D正确，不符合题意。故选A。
中考考题要求同学们能理解半导体、超导体的概念，了解半导体和超导体在生产、生活中的应用。这是物理核心素养的物理观念（物质观）的体现。
【作业帮】
一、基础练（知识巩固）
1．将纸巾摩擦过的轻质吸管放在绝缘支架上，用毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近吸管的一端，发现吸管这端远离橡胶棒。下列判断正确的是（ ）。
A．摩擦过的吸管一定不带电B．摩擦过的吸管一定带负电
C．摩擦过的吸管失去电子D．摩擦过的纸巾得到电子
【答案】B。
【解析】ABC．用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，用其去靠近吸管的一端时，吸管这段远离橡胶棒，则由同种电荷相互排斥可知，吸管一定带负电，吸管带负电是由于得到了电子，故可知AC错误，B正确；
D．由C中可知，摩擦过的吸管得到电子，则摩擦过的纸巾失去电子，故可知D错误。故选B。
2．有甲、乙、丙三根铜导线，甲和乙粗细相同，但甲比乙长一些，乙和丙长度相同，但乙比丙细一些，则三根导线的电阻大小关系是（ ）。
A．R甲=R乙=R丙 B．R甲>R乙>R丙 C．R甲>R丙>R乙 D．无法确定
【答案】B。
【解析】甲、乙、丙三根铜导线，材料相同，甲和乙粗细相同，但甲比乙长一些，则甲的电阻大于乙的电阻；乙和丙长度相同，但乙比丙细一些，则乙的电阻大于丙的电阻，可知甲的电阻最大，丙的电阻最小。故选B。
3.当温度降到一定程度时，某些物质的电阻会变为零，这种物质叫超导体。超导体的应用具有十分诱人的前景。假如科学家已研制出室温下就能使用的超导体，你准备将它用来制作（ ）。
A．家用保险丝B．白炽灯泡的灯丝
C．电炉的电热丝D．输电导线
【答案】D。
【解析】家用保险丝、白炽灯泡的灯丝、电炉的电热丝是利用灯丝的电阻的热效应，所以不能用超导体来制作．输电导线为了减小损耗，电阻越小越好，故超导体可以用来制作输电线。
4．如图所示，用导线把电池、LED灯和一段粗细均匀的干木棍连接起来，闭合开关。向干木棍上逐渐滴一些自来水，在这一过程中（ ）。
A．湿木棍中的自由电子向左定向移动；
B．滴自来水的过程中，木棍电阻变大；
C．LED灯的亮度逐渐变亮；
D．LED灯的电阻逐渐变大
【答案】C。
【解析】A．湿木棍中的电流方向是从右向左的，所以带负电的自由电子定向移动的方向是从左向右移动，故A不符合题意；
B．影响电阻的大小因素有：导体材料、长度、横截面积和温度，因此滴自来水的过程中，温度降低，木棍电阻变小，故B不符合题意；
C．滴自来水的过程中，木棍电阻变小，电路中电流变大，LED灯的亮度逐渐变亮，故C符合题意；
D．LED灯是发光二极管，属于半导体材料，因此 LED灯发热后电阻会变小，D不符合题意。故选C。
5.如图所示电路，导线a的一端固定连接在铅笔芯上，当导线b的一端在铅笔芯上向右移动时，灯泡的亮度将______。这个实验说明铅笔芯是______（选填“导体”或“绝缘体”），还能说明导体的电阻与______有关。
【答案】变亮；导体；长度。
【解析】[1]当导线b的一端在铅笔芯上向右移动时，铅笔芯接入电路的长度变短，电阻变小，由欧姆定律；
可知电路中电流变大，所以灯泡会变亮。
[2]容易导电的物体是导体，不容易导电的物体是绝缘体。由灯泡亮度可判断电流大小，由电流大小可判断电阻大小；因为铅笔芯接入电路中灯泡发光，说明铅笔芯能够导电，所以这个实验说明铅笔芯是导体。
[3]影响电阻大小的因素有材料、长度、横截面积和温度。当导线b的一端在铅笔芯上移动时，改变了铅笔芯接入电路的长度，从而改变了铅笔芯接入电路的电阻，改变了电流，改变了灯泡亮度，所以这个实验说明导体的电阻与导体长度有关。
6.如图所示，用酒精灯给细铁丝制的线圈加热，则电流表的示数会变______，表明导体的电阻变______，可见导体的电阻还与______有关。
【答案】小；大；温度。
【解析】[1][2]一般情况，导体的电阻随温度的升高而增大，给线圈加热，电流表的示数会变小，这表明导体的电阻变大。
[3]本实验可以说明导体的电阻还与温度有关。
二、综合练（能力提升）
7.如图所示，小明将A、B两种不同的金属片分别插入土豆，制成土豆电池，闭合开关S，发光二极管发光，电压表有示数。以下关于电路的理解正确的是（ ）。
A．若断开开关，A、B两金属片间没有电压；
B．土豆电池供电时是电能转化为化学能；
C．发光二极管是由绝缘体材料制成的；
D．电流从“电池”的A金属片流出经过二极管回到金属片B
【答案】D。
【解析】A．土豆相当于电源，若断开开关，A、B两金属片间仍有电压，故A错误；
B．土豆电池供电时是化学能转化为电能，故B错误；
C．发光二极管是由半导体材料制成的，故C错误；
D．电压表要求电流从正接线柱流入，负接线柱流出，则电流从“电池”的A金属片流出经过二极管回到金属片B，故D正确。
故选D。
8．一根铝导线电阻是R，要使连入电路中的导线电阻变大，可采取（ ）。
A．将这根铝导线拉长后接入电路中；
B．将这根铝导线对折后接入电路中；
C．降低导线两端的电压或增大通过导线的电流；
D．用长度、横截面积相同的铜导线代替这根铝导线接入电路中
【答案】A。
【解析】A．铝导线拉长后长度变长、横截面积变小,电阻增大,A对；
B．将这根铝导线对折后接入电路中,长度减小、横截面积增大,电阻减小,B 错；
C．电阻是导体的属性，与电压和电流无关,C错；
D．相同长度、横截面积的铜导线电阻小于铝导线的电阻,D错。
9．把长短相同、粗细不同的两根镍铬合金线串联接入电路，电路如图所示，则电路中（ ）。
A．粗导体的电阻大于细导体的电阻；B．粗导体的电阻等于细导体的电阻；
C．粗导体的电流大于细导体的电流；D．粗导体的电流等于细导体的电流
【答案】D。
【解析】AB．由题意可知，两根镍铬合金线的长度相同，粗细不同，因其它条件相同时，导体的横截面积越小，电阻越大，所以，粗导体的电阻小于细导体的电阻，故A、B错误；
CD．因串联电路中各处的电流相等，所以，粗导体的电流等于细导体的电流，故C错误、D正确。
10．某同学利用如图电路，探究“导体电阻的大小与其长度的关系”，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_______判断接入M、N两点间电阻的大小，选用的电阻丝是_______。
【答案】电流表示数大小；乙丙。
【解析】电阻是导体的一种性质，反映了导体对电流的阻碍作用大小；
在电压相同的条件下，电阻越大则电流就越小。所以，将电阻的大小转换成电流表的示数，电流表示数越大则电阻就越小。
要探究“导体电阻的大小与其长度的关系”，就应选材料相同、横截面积相同，长度不同的导体乙和丙。
11.如图所示，用导线把电池、小灯泡和一段粗细均匀的电阻丝连接起来。当金属夹从电阻丝上的某点，沿电阻丝向______移动的过程中，小灯泡亮度逐渐变暗，这表明导体电阻的大小跟导体的______有关，如要继续研究电阻与温度的关系，还需要添加的仪器是______。
【答案】右；长度；酒精灯。
【解析】[1][2]灯泡逐渐变暗，说明灯泡的实际功率减小，由功率公式可知，电路中的电流变小，由欧姆定律可知，电路中的电阻变大，即电阻丝接入电路的阻值变大，因此金属夹向右滑动，并且导体电阻的大小跟导体的长度有关。
[3]如要继续研究电阻与温度的关系，需要用酒精灯来加热导体。
三、培优练（挑战自我）
12.导体制冷技术是用于电脑元件散热的前沿科技。如图所示是半导体制冷的原理图，图中标有“N”和“P”字样的材料分别叫做N型半导体和P型半导体，把N型半导体和P型半导体用导体串联，接上直流电源后，半导体材料的两端产生温度差，在电流方向是N→P的地方吸热，在P→N的地方放热。则不断散热的电脑CPU要靠近的是______（选填“A”或“B”）陶瓷片。半导体的导电性能比导体的导电性能______（填“强”或“弱”）。
【答案】B；弱。
【解析】[1]如图电源左边为正极，电源外部电流方向是从正极流向负极的，所以B陶瓷片的电流方向是N→P，则吸热；则A陶瓷片的电流方向是P→N，则放热；故需要散热的电脑CPU要靠近的是B陶瓷片。
[2]物理学把导电能力介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。故半导体的导电能力比导体弱。
13.小红学习了电阻的知识后，对当地山泉水的导电性产生了兴趣。查阅相关资讯后，她提出：“山泉水的导电性可能与水的温度有关”的猜想，并做了相应的实验设计。
（1）实验目的：探究山泉水的导电性强弱与______的关系；
（2）实验器材：电源、开关、电流表、电极、导线、电热水杯（含电源）、山泉水，为完成实验目的，她还需要的测量仪器是______；
（3）小红设计了如图甲所示的电路，小明看后指出了该电路可能存在的问题是______。为了避免问题发生，请你在虚线框内画出改进后的电路图______。
（4）改进之后，进行实验。请帮小红设计一个记录数据的表格______（表格内容根据实验设计需要自行填写）。
【答案】温度；温度计；直接将电流表接在电源两端容易因电流过大而损坏电流；见解析。
【解析】（1）[1]根据题意，由小红同学的猜想可知，实验目的为探究山泉水的导电性强弱与温度的关系。
（2）[2]因为实验的目的为探究山泉水的导电性强弱与温度的关系，所以实验需要测量水的温度，故需要温度计。
（3）[3][4]由甲图，电路中只接入了电流表，相当于电流直接接在电源两端，由于电流表电阻较小，通过的电流较大，可能会损坏电流表，故需要在电路中串联安装一个保护电阻R0，如图所示
（4）[5]根据实验的目的，需要记录每次实验中水的温度及对应的电流表的示数大小，为使实验结论更具普遍性，应多次实验，设计实验表格如图所示：
白炽灯
电熨斗（1000W）
电暖气（1000W）
人体
15W
60W
皮肤干燥时
皮肤潮湿时
3227Ω
807Ω
48.4Ω
48.4Ω
104-105Ω
103以下Ω
从“阻碍作用”的角度理解
导体的电阻越大，表示导体对电流阻碍作用越强，在电压相同的情况下，通过导体的电流越小。
从“性质”的角度理解
导体的电阻是导体本身的一种性质，即导体的电阻由导体自身的情况决定。不管导体是否接入电路、是否有电流通过，也不管导体两端电压是否改变或怎样改变，导体对电流的阻碍作用（即电阻）都是存在的。无电流通过时，这种阻碍作用仅仅是没有表现出来而已。
提出问题
导体的电阻大小与哪些因素有关
猜想与假设
（1）路越窄，车辆越难同行—导体越细，可能阻碍作用越强，电阻越大；
（2）道路越长，人走得越累—导体越长，可能阻碍作用越强，电阻越大；
（3）不同的道路同行效率不同，如高速公路、水泥路、乡间小路—导体的电阻可能与制作导体的材料（铁、铜、银、铝等）有关；
（4）物质的很多物理性质都受到温度的影响，如密度—导体的电阻是否也受温度的影响。
设计实验
（1）探究电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积是否有关，涉及的因素较多，应采用控制变量法涉及实验过程。
①选取材料、粗细相同，而长度不同的镍铬合金丝，分别接入电路中（如图所示），观察电流表示数的变化情况，探究电阻大小与导体长度的关系。
②选取材料、长度相同而粗细不同的镍铬合金丝，分别接入电路中，观察电流表示数的变化情况，探究电阻大小与导体横截面积的关系。
③选取粗细、长度相同的铜丝和镍铬合金丝，接入电路中，观察电流表示数变化情况，探究电阻大小与导体材料的关系。
（2）转化法：电阻大小是通过电流表示数的大小比较的。电流表示数大的电阻小，电流表示数小的电阻大，此方法称之为转换法。
（3）将日光灯的灯丝与电流表接入电路中，比较灯丝温度不同时电流表示数的变化情况，探究导体电阻与温度的关系。
进行实验
（1）将图甲中的导线CD和EF分别接入乙图所示的电路，闭合开关，过程的示数。

甲 乙 丙
（2）将图甲中的导线CD与GH分别接入乙图所示的电路，闭合开关，过程的示数。
（3）将图甲中的导线AB与CD分别接入乙图所示的电路，闭合开关，过程的示数。
（4）如图丙所示，把电阻丝接入电路，慢慢地给电阻丝加热，观察电流表示数的变化情况。
分析论证
实验现象
实验结论
ICD导体电阻大小跟导体的长度有关，在材料、横截面积相同时，长度越短，电阻越小
ICD导体电阻大小跟导体横截面积有关，在材料、长度相同时，横截面积越大，电阻越小
ICD导体电阻的大小跟导体的材料有关
给电阻丝加热，电流表示数越来越小
导体的电阻大小跟导体的温度有关
探究归纳
导体的电阻是导体本身的已知性质，它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积。同种材料导体，长度越长、横截面积越小，导体的电阻越大。另外，导体的电阻还受温度的影响。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流大小/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
序号
材料
长度（m）
横截面积（mm2）
A
镍铬合金
0.8
0.5
B
锰铜
0.8
1
C
锰铜
0.8
0.5
D
锰铜
1.2
0.5
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
灯泡亮度
A
锰铜合金
0.5
0.8
亮
B
镍铬合金
0.5
0.8
较亮
C
镍铬合金
0.5
0.4
较暗
D
镍铬合金
1.0
0.4
暗
实验次数
温度T/℃
电流表示数I/A
1
2
3