第4章　电路探秘

4.3-1物质的导电性与电阻-物质的导电性

1.物质的导电能力

说明：纯净的水、蒸馏水是不导电的，但普通水中往往溶有大量其他物质，能够导电。

注意：导体与绝缘体之间没有绝对的界限，绝缘体可变成导体：玻璃烧红会导电。导体表面被氧化或腐蚀后，导电能力下降甚至不导电。干燥的空气是绝缘体，潮湿的空气会导电；

半导体：导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质，如硅、锗。

2.物质导电的原因

导体和绝缘体的区别是内部的导电机制不同。导体内部有大量的可以自由移动的电荷，如：金属导体内部可以自由移动的电荷是自由电子，酸、碱、盐等水溶液中的自由电荷是正、负离子。当导体两端加上电压时，做热运动的电荷在电压作用下定向移动形成电流。绝缘体不容易导电并不是没有电荷，而是能够自由移动的电荷很少，电荷几乎都被束缚在原子的范围内。当条件改变时，绝缘体可能导电，如玻璃在温度升高时，它的导电能力会逐渐增强。

1.导体与绝缘体

不同的物质具有不同的导电能力。有些物质容易导电，把容易导电的物质叫作导体。金属、石墨(碳)、人体、大地、盐类的水溶液等都是导体。有些物质不容易导电，把不容易导电的物质叫作绝缘体。橡胶、玻璃、瓷、塑料、干木材、油和干燥的空气等都是绝缘体。纯净的水是不导电的，但由于自然界的水中溶有大量其他物质，因此生活中所用的水一般是能导电的。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硅和锗。半导体主要用于电子工业或IT(信息技术)产品，人们常说的“硅谷”意指电子产品基地。

导体常用于制作输电线的芯线和电路的连接部分；绝缘体常用于制作导线的绝缘外皮、用电器的外壳等。好的导体和好的绝缘体都是良好的电工材料。

2.物质导电的原因

导体内部有大量的可以自由移动的电荷，如金属导体内部的自由电荷是自由电子，酸、碱、盐的水溶液中的自由电荷是正、负离子。而在绝缘体中，几乎没有能自由移动的电荷，因此不能导电。

【例1】下列说法错误的是(　　)

A．潮湿的空气有可能导电 

B．只有金属才是导体

C．绝缘体不容易导电，却是重要的电工材料

D．半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，并有独特性质

1.金属导体和绝缘体的区别在于(   )

A.金属导体中有电子，绝缘体中没有电子

B.金属导体中的电子能自由移动，绝缘体中电子不能自由移动

C.金属导体中有自由电子，绝缘体中几乎没有自由电子

D.金属导体中没有自由电子，绝缘体中有自由电子

2.通常情况下，对下列物质进行分类，正确的是(   )

A.铜、铁、陶瓷是金属      B.盐水、石墨、人体是导体

C.沥青、冰、玻璃是晶体    D.酒精、水蒸气、水是液体

3.以下说法正确的是(   )

A.半导体具有良好的导电性能       B.超导体是一种电阻很大的材料

C.电阻在任何时候都是越小越好     D.超导材料用于输送电力可以降低电能损耗

4.高压输电网中的铁架与导线之间必须用绝缘材料连接，由于长期暴露在室外，要求这种材料的性质相当稳定。下列最适合的材料是(   )

A.铝合金   B.橡胶   C.干木材   D.陶瓷

5. (多选)小华组的同学们利用如图所示的电路装置来判断物体的导电性，在A、B两个金属夹之间分别接入下列物体时，闭合开关后，不能使小灯泡发光的是(   )

A.塑料笔杆   B.饮料吸管  C.铅笔芯   D.硬纸板

6.一般加油站都标有“严禁使用塑料桶装运汽油”的警告。原因是塑料是一种良好的绝缘体，经摩擦产生的电荷不易被传导，易造成火灾。由此可见(   )

A.绝缘体不容易导电，也不能带电   B.绝缘体不容易导电，但能带电

C.绝缘体容易导电，也能带电       D.以上说法都不正确

7.下列物质中，①铁制钢笔；②橡皮；③铅笔芯；④棉衣；⑤人的尿液；⑥玻璃杯；⑦电视机外壳；⑧干燥的空气。属于导体的是         ，属于绝缘体的是         。

8. 如图是常温下各种物质的导电能力的排列顺序，常用导线有内外层之分，外层一般用         (选填“橡胶”或“碳”)材料制成，起到绝缘作用；不考虑温度对电阻的影响，长度、横截面积相同的铜线和铝线，铜线的电阻较         (选填“大”或“小”)。

9. (1)有A、B、C三个轻质小球，已知A与用丝绸摩擦过的玻璃棒互相排斥，当A靠近B时，它们相互吸引，B球靠近C球时，它们相互排斥，由此可知B球带　       电，C球带       电。

(2)如图1所示在开关和小灯泡之间连着两个金属夹A和B，在金属夹之间分别接入①硬币、②铅笔芯、③橡皮、④塑料尺，闭合开关后，在A、B接入       小灯泡能发光(填序号)，这些能让小灯泡能发光物体是       (填“导体”或“绝缘体”)。

(3)如图2所示为冬天人们常用的一种电热暖手宝，其内部液体通常采用水，这是利用水的       的属性，使保暖时间更长；为了使用时更加安全，它的内部采用了双重温控保护开关，两个温控开关应是

       (选填“串联”或“并联”)起来使用的。

(4)如图3所示电路：

①闭合开关后电路将       (选填“通路”或“断路”或“短路”)；

②去掉导线a后，电路是       联电路；

③改变a、b、c三根导线中一根的接法，使电路成为并联电路(先在原导线上打“×”，后用笔画线代替导线画出符合要求的导线)；并把改接后的电路图画在图4的虚线框内。

1．(呼和浩特中考) 关于导体和绝缘体，下列说法正确的是(　　)

A．绝缘体对电流的阻碍作用大，但能够带电

B．金属能够导电的原因是金属里面的电子都能自由移动

C．能够导电的物体叫导体，不能导电的物体叫绝缘体

D．绝缘体不能导电的原因是绝缘体内部没有电子

2．图中标出了制成铅笔的几种材料，通常条件下属于导体的是 (　　)

A．木材、橡皮   B．石墨、金属       C．木材、金属     D．石墨、橡皮

3．LED灯是一种新型的高效节能光源，它的核心元件是发光二极管。二极管由下列哪种材料制成(　　)

A．陶瓷材料        B．金属材料     C．半导体材料       D．超导材料

4．太阳能电池的光伏板是由非晶态硅制成的，它能把太阳能直接转化为电能，其主要材料是(　　)

A．磁性材料   B．纳米材料        C．半导体      D．超导体

5．(泰州中考)青少年科技创新材料中有一种变光二极管，电流从其P端流入时发红光，从其Q端流入时发绿光，奥秘在于其内部封装有一红一绿两个发光二极管，发光二极管具有单向导电性，其符号为 ，当电流从“＋”极流入时二极管能通电且发光，当电流从“－”极流入时二极管不能发光，则该变光二极管的内部结构可能是图中的(　　)

6.路边的电线杆上常见到如图所示的小风车和陶瓷环，小川询问了供电厂的工作人员，得到的答复是：因为鸟类经常衔回铁丝等导电物质筑巢，一旦铁丝搭在线路上，很容易引起事故，放置的小风车是用来驱鸟的。你认为铁丝搭在线路上引起的事故可能是________(填“短路”或“开路”)，陶瓷环是__________(填“导体”或“绝缘体”)。

7．如图甲所示，把玻璃珠接入电路中，闭合开关，发现小灯泡不发光。说明___________________________；现给玻璃珠加热，如图乙所示，当玻璃珠加热到红炽状态时，发现小灯泡发光，说明__________________________。

如图丙所示，闭合开关S时，灯泡L1、L2都不亮。用一段导线的两端接触a、b两点时，两灯都不亮；接触b、c两点时，两灯都不亮；接触c、d两点时，两灯都亮，则故障是               。

   丙

8．如图所示，将导体接到电路A、B之间时，导体与小灯泡是________联的。如果将不同的导体分别接到A、B之间，闭合开关，可通过观察、比较__________________来判断不同导体导电能力的强弱。若两个导体的导电能力的强弱差异不大，则可以在电路中________________，作出进一步的判断。

9.小明通过学习得知：一般情况下，水的质量一定时，加入的食盐越多，溶液的浓度就越大。他想探究食盐水溶液的导电性能与什么因素有关。小明的猜想是：

a．食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关。

b．食盐水溶液的导电性能与金属片之间的距离有关。

c．食盐水溶液的导电性能与溶液的温度有关。

小明利用水、食盐、烧杯、小勺子、电源、刻度尺、小灯泡、金属片、酒精灯等器材，设计了如图所示的装置，进行了探究实验。他记录的实验表格如下：

(1)比较实验次数1和2可验证猜想_____ (填“a”“b”或“c”) 。

(2)这个实验用到了控制变量法，我们所学的实验中，很多也用到了控制变量法，请举一例： __________________________________________________________。

(3)在实验过程中，小明认为用电流表代替小灯泡也能进行实验，你认为______________(填“可行”或“不可行”)，理由是__________________________________________________________。

(4)利用现有的装置和器材，请你对猜想c进行探究验证。

①实验步骤：用酒精灯加热食盐水溶液，观察小灯泡的亮度变化。

②你怎样对该实验结果进行分析判断？

(5)请你提出一个新的猜想：溶液的导电性能可能还与_________________________________________有关。