【知识点详解】
1. 电阻:电阻是导体对电流流动所起的阻碍作用的大小。它是导体本身的一种属性,不会因为导体两端的电压变化或者通过导体的电流变化而改变。电阻反映了电流通过导体时的能量损耗。
2. 符号与单位:电阻在物理学中通常用符号“R”表示。在电路图中,电阻通常用一个带有两条平行线的矩形来表示。电阻的国际单位是欧姆(Ω),常用单位还有千欧(ΚΩ)和兆欧(МΩ)。换算关系为1МΩ=1000ΚΩ,1 ΚΩ=1000Ω。
3. 决定电阻大小的因素:电阻是导体本身的性质,它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积以及温度。在材料相同、长度相同的情况下,横截面积越小,电阻越大;在材料和横截面积相同的情况下,长度越长,电阻越大。电阻与导体是否接入电路、外加电压及通过电流的大小等因素无关。
4. 半导体:导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体,例如锗和硅。这些材料在特定条件下可以调整其导电性,因此在电子设备和集成电路中广泛应用。
5. 超导现象:某些导体在温度降低到临界温度时,其电阻会突然降至零,这种现象称为超导现象。具有这种特性的导体被称为超导体。
【真题解析】
1. 芯片主要由含集成电路的硅片制成,硅是一种半导体材料,故答案选B。
2. 超导性不是碳纤维材料的特点,因此答案选C。
3. 在相同温度下,导体的电阻取决于材料、长度和横截面积。长度相同且粗细也相同的铜线和铝线的电阻才会相等,所以答案选B。
4. 超导体电阻为零,不能用来制作发热体,A选项错误;核能不属于可再生能源,B选项错误;卫星导航利用的是电磁波,非超声波,D选项错误。因此,正确答案是C。
5. 石墨烯的厚度为0.335nm,远小于一个原子的直径,因此可以视为二维材料。石墨烯是导体,因其极高的导电导热性能而备受关注。
6. 在探究电阻大小与材料的关系时,如果电流通过电阻丝A产生的热量少,说明A的电阻较大,因为根据焦耳定律,相同时间内,电阻越大,产生的热量越少。因此,答案是A,电阻大小与导体的材料有关。
7. 在探究电阻与横截面积关系的实验中,可以通过观察电流表或电压表的读数来比较电阻大小,这种方法叫做控制变量法。选择C和D两根合金丝,可以探究在材料和长度相同的情况下,横截面积更小的导体电阻更大。为了探究横截面积对电阻的影响,应选择材料和长度相同,但横截面积不同的电阻丝,因此应选择A和B。
总结:本题训练主要涉及电阻的概念、单位、决定电阻大小的因素、半导体和超导体的基本特性,以及如何通过实验探究电阻与材料、长度、横截面积的关系。这些知识点是初中物理教学的重要内容,对于理解和应用电路知识至关重要。