17. “探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图16-3-7所示,在实验中使用四根电阻丝,其材料规格如表16-3-1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)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。

(1)小灯泡亮度
(2)控制变量法
(3)A、B
(4)横截面积
(5)电流表

【解析】
(1) 实验中电阻丝的电阻大小无法直接测量，根据转换法，通过观察小灯泡亮度来比较电阻丝电阻的大小，电阻越大，电路中电流越小，小灯泡越暗。
(2) 探究影响导体电阻的因素时，需控制其他变量不变，只改变一个变量来研究电阻与该变量的关系，因此采用控制变量法，同时结合转换法。
(3) 要探究电阻与材料的关系，需控制导体的长度、横截面积相同，材料不同，编号A、B的电阻丝符合该条件。
(4) 编号B、C的电阻丝材料、长度相同，横截面积不同，接入电路实验可探究电阻与横截面积的关系。
(5) 当小灯泡亮度变化不明显时，说明电流变化较小，电流表能更精准地反映电路中电流的变化，从而判断电阻大小，故可用电流表代替小灯泡。
【答案】
(1) 小灯泡亮度
(2) 控制变量法
(3) A、B
(4) 横截面积
(5) 电流表
【知识点】
控制变量法应用、影响电阻的因素、转换法应用
【点评】
本题考查“探究影响导体电阻大小的因素”实验，重点考查控制变量法与转换法的应用，以及实验结论的推导，属于电学基础实验题，需学生熟练掌握实验原理与研究方法。
【难度系数】
0.8

18. 阅读短文,完成文后各题。
神奇的超导现象
20世纪初,科学家发现汞在温度降低至-269℃时,电阻值就变成了零,这种现象叫“超导现象”,具有这种特性的物质叫“超导体”。
低温为什么能发生超导呢？基于初中知识,我们建立一个简易模型进行理解,将导体的原子核与核外受到约束的电子(能量较低而不能自由运动)组成“原子实”,可类比成小球。原子实做着热运动,穿行其间的自由电子会与它发生碰撞,表现为导体对自由电子传导的阻碍,即电阻。导体温度降至极低时,它们的热运动都趋于消失,通电时自由电子就可以不受阻碍地定向通过导体,宏观上就发生了低温超导现象。
高压也能让材料发生超导。理论上,某种导体在相当于260万倍标准大气压的高压环境下,15℃的“高温”(相对极低温)也能发生超导现象。在这样极高的压力下,原子实排列成紧密的堆垛形式,如图16-3-8所示,原子实仅能在很小的范围内做热运动,几乎没有空间表现热运动,就像热运动消失了一般。此时原子实堆垛间的间隙就成了稳定的自由电子通道。通电时自由电子就能在间隙中零阻碍地定向移动,宏观上就显示出超导现象。

常见输电过程中,约7%的电能因导线发热耗散掉。若输电线缆选用超导材料,就可大大减少由于电阻引发的电能损耗。2021年12月,世界首条35千伏公里级液氮超导输电线工程在上海投运,实现了我国在“高温”超导输电领域的领先。
(1)实现超导现象的方式有低温和。
(2)极低温度下,原子实与自由电子的都趋于消失,通电时自由电子在导体中通行无阻,发生低温超导现象。
(3)超高的压力限制了的热运动,通电时自由电子在原子实间隙中定向移动所受到的阻碍为零,发生高压超导现象。
(4)超导技术的一大应用前景是制作输电线缆,这样可以减少输电过程中由于引发的电能损耗。

(1)高压
(2)热运动
(3)原子实
(4)电阻

【解析】
本题结合超导现象的短文考查信息提取能力，根据短文内容逐一分析：
(1) 由短文第三段“高压也能让材料发生超导”可知，实现超导现象的方式有低温和高压。
(2) 根据短文第二段“导体温度降至极低时，它们的热运动都趋于消失，通电时自由电子就可以不受阻碍地定向通过导体，宏观上就发生了低温超导现象”，可知极低温度下，原子实与自由电子的热运动都趋于消失。
(3) 由短文第三段“在这样极高的压力下，原子实排列成紧密的堆垛形式……原子实仅能在很小的范围内做热运动，几乎没有空间表现热运动”，可知超高的压力限制了原子实的热运动。
(4) 根据短文最后一段“若输电线缆选用超导材料，就可大大减少由于电阻引发的电能损耗”，可知超导输电线缆可以减少输电过程中由于电阻引发的电能损耗。
【答案】
(1) 高压
(2) 热运动
(3) 原子实
(4) 电阻
【知识点】
超导现象、电阻的影响因素、信息提取
【点评】
本题通过短文阅读考查超导相关知识，重点在于从文中提取有效信息，结合对超导现象的理解进行作答，难度不大，注重对信息获取能力的考查。
【难度系数】
0.8