9.【跨学科实践】阅读短文,回答问题。
电容式触摸屏
现在,智能手机、平板电脑等数码移动设备大都使用触摸屏。触摸屏是通过传感器来感知物体在屏上的运动的。目前触摸屏大多是电容式触摸屏。
电容通常是由两片相距很近的导电极板组成的。电容式触摸屏是一块多层复合玻璃屏,在夹层中涂有具有导电性且透明的薄膜材料。当手指触碰触摸屏时,手指和导电薄膜就会形成一个电容,将人体上的电荷传递到触摸屏上。通过触摸屏周边分布的电极检测电荷分布的变化,就可以计算触摸点的位置,进而感知手指在屏上的运动轨迹。如果较厚的绝缘体材料把手指与导电薄膜隔开,无法形成有效电容,就不能正常操作触摸屏了。
(1)电容式触摸屏夹层中的薄膜材料是
(2)冬天,戴上厚厚的绝缘体材料做成的保暖手套不能正常操作电容式触摸屏,原因是
电容式触摸屏
现在,智能手机、平板电脑等数码移动设备大都使用触摸屏。触摸屏是通过传感器来感知物体在屏上的运动的。目前触摸屏大多是电容式触摸屏。
电容通常是由两片相距很近的导电极板组成的。电容式触摸屏是一块多层复合玻璃屏,在夹层中涂有具有导电性且透明的薄膜材料。当手指触碰触摸屏时,手指和导电薄膜就会形成一个电容,将人体上的电荷传递到触摸屏上。通过触摸屏周边分布的电极检测电荷分布的变化,就可以计算触摸点的位置,进而感知手指在屏上的运动轨迹。如果较厚的绝缘体材料把手指与导电薄膜隔开,无法形成有效电容,就不能正常操作触摸屏了。
(1)电容式触摸屏夹层中的薄膜材料是
导体
(选填“导体”或“绝缘体”)。通过触摸屏周边分布的电极检测电荷分布
的变化,可以感知手指在屏上的运动轨迹。(2)冬天,戴上厚厚的绝缘体材料做成的保暖手套不能正常操作电容式触摸屏,原因是
无法形成有效电容
。要制作一副保暖触摸屏手套,你的方法是在保暖手套中植入金属导线(合理即可)
。答案
9. (1) 导体 电荷分布
(2) 无法形成有效电容 在保暖手套中植入金属导线(合理即可)
(2) 无法形成有效电容 在保暖手套中植入金属导线(合理即可)
解析
【分析】
解答这道题需紧扣短文给出的电容式触摸屏工作原理,提取关键信息对应问题。第(1)问根据短文描述的薄膜材料特性判断其导电性,再找到电极检测的物理量;第(2)问根据短文说明的无法操作的原因,结合原理思考解决方法。
【解析】
(1) 由短文“在夹层中涂有具有导电性且透明的薄膜材料”可知,薄膜材料具有导电性,属于导体;根据“通过触摸屏周边分布的电极检测电荷分布的变化,就可以计算触摸点的位置”,可知电极检测的是电荷分布的变化,以此感知手指运动轨迹。
(2) 短文提到“如果较厚的绝缘体材料把手指与导电薄膜隔开,无法形成有效电容,就不能正常操作触摸屏了”,因此戴绝缘手套时,绝缘体隔开手指与导电薄膜,无法形成有效电容,故不能正常操作;要制作保暖触摸屏手套,需让手套能导电,可在保暖手套中植入金属导线,使手指通过导线与导电薄膜形成有效电容,从而正常操作(合理即可)。
【答案】(1) 导体 电荷分布;(2) 无法形成有效电容 在保暖手套中植入金属导线(合理即可)
【知识点】导体与绝缘体、电容的应用
【点评】本题以生活中的电容式触摸屏为载体,考查对导体、电容相关知识的理解与应用,要求学生能从短文中提取关键信息,将物理知识与实际生活结合,体现了物理学科的实用性。
【难度系数】0.6
解答这道题需紧扣短文给出的电容式触摸屏工作原理,提取关键信息对应问题。第(1)问根据短文描述的薄膜材料特性判断其导电性,再找到电极检测的物理量;第(2)问根据短文说明的无法操作的原因,结合原理思考解决方法。
【解析】
(1) 由短文“在夹层中涂有具有导电性且透明的薄膜材料”可知,薄膜材料具有导电性,属于导体;根据“通过触摸屏周边分布的电极检测电荷分布的变化,就可以计算触摸点的位置”,可知电极检测的是电荷分布的变化,以此感知手指运动轨迹。
(2) 短文提到“如果较厚的绝缘体材料把手指与导电薄膜隔开,无法形成有效电容,就不能正常操作触摸屏了”,因此戴绝缘手套时,绝缘体隔开手指与导电薄膜,无法形成有效电容,故不能正常操作;要制作保暖触摸屏手套,需让手套能导电,可在保暖手套中植入金属导线,使手指通过导线与导电薄膜形成有效电容,从而正常操作(合理即可)。
【答案】(1) 导体 电荷分布;(2) 无法形成有效电容 在保暖手套中植入金属导线(合理即可)
【知识点】导体与绝缘体、电容的应用
【点评】本题以生活中的电容式触摸屏为载体,考查对导体、电容相关知识的理解与应用,要求学生能从短文中提取关键信息,将物理知识与实际生活结合,体现了物理学科的实用性。
【难度系数】0.6
一、探究影响导体电阻大小的因素
1. 导体电阻大小与导体的
1. 导体电阻大小与导体的
材料
、长度
和 横截面积
有关。答案
1. 材料 长度 横截面积
解析
【分析】
本题考查影响导体电阻大小的因素,解题思路是回忆初中物理中导体电阻的决定因素,明确常见探究实验中需填写的三个主要自身因素,对应填空即可。
【解析】
导体的电阻是导体本身的性质,其大小由导体的材料、长度、横截面积决定,还与温度有关;本题要求填写三个核心因素,故依次填写材料、长度、横截面积。
【答案】
材料 长度 横截面积
【知识点】
影响导体电阻的因素
【点评】
本题为基础概念识记题,直接考查电学基础知识点,难度较低,用于巩固核心概念。
【难度系数】
0.8
本题考查影响导体电阻大小的因素,解题思路是回忆初中物理中导体电阻的决定因素,明确常见探究实验中需填写的三个主要自身因素,对应填空即可。
【解析】
导体的电阻是导体本身的性质,其大小由导体的材料、长度、横截面积决定,还与温度有关;本题要求填写三个核心因素,故依次填写材料、长度、横截面积。
【答案】
材料 长度 横截面积
【知识点】
影响导体电阻的因素
【点评】
本题为基础概念识记题,直接考查电学基础知识点,难度较低,用于巩固核心概念。
【难度系数】
0.8
二、探究导体电阻大小受温度的影响情况
2. 导体电阻大小与它的温度高低有关,金属导体的电阻通常随温度的升高而
3. 当温度降低到一定程度时,导体的电阻变为零,这种现象叫作
发生超导现象的导体叫作
超导体除了具有零电阻特性外,还具有
2. 导体电阻大小与它的温度高低有关,金属导体的电阻通常随温度的升高而
增大
。3. 当温度降低到一定程度时,导体的电阻变为零,这种现象叫作
超导现象
。发生超导现象的导体叫作
超导体
。超导体除了具有零电阻特性外,还具有
完全抗磁性
。答案
2. 增大
3. 超导现象 超导体 完全抗磁性
3. 超导现象 超导体 完全抗磁性
解析
【分析】本题考查导体电阻与温度的关系及超导相关物理概念。金属导体的电阻受温度影响,温度升高时,内部自由电子热运动加剧,与金属离子碰撞增多,电阻增大;温度降至临界值时,导体电阻变为零,该现象为超导现象,对应导体为超导体,超导体还具有完全抗磁性。解题需准确记忆这些基础概念即可完成填空。
【解析】2. 金属导体的电阻随温度升高而增大,故填“增大”;3. 温度降低到一定程度导体电阻变为零的现象叫超导现象,发生该现象的导体叫超导体,超导体还具有完全抗磁性,依次填入“超导现象”“超导体”“完全抗磁性”。
【答案】2. 增大;3. 超导现象、超导体、完全抗磁性
【知识点】导体电阻与温度的关系、超导现象、超导体特性
【点评】本题为物理基础概念识记题,考查内容均为教材核心知识点,难度较低,学生准确记忆相关内容即可正确作答。
【难度系数】0.8
【解析】2. 金属导体的电阻随温度升高而增大,故填“增大”;3. 温度降低到一定程度导体电阻变为零的现象叫超导现象,发生该现象的导体叫超导体,超导体还具有完全抗磁性,依次填入“超导现象”“超导体”“完全抗磁性”。
【答案】2. 增大;3. 超导现象、超导体、完全抗磁性
【知识点】导体电阻与温度的关系、超导现象、超导体特性
【点评】本题为物理基础概念识记题,考查内容均为教材核心知识点,难度较低,学生准确记忆相关内容即可正确作答。
【难度系数】0.8
1. 当温度一定时,关于两根粗细均匀的铜导线的电阻大小,下列判断正确的是(
A.若它们的长度相同,则粗的电阻大
B.若它们的粗细相同,则长的电阻小
C.若它们的质量相同,则长的电阻大
D.若它们的质量相同,则细的电阻小
C
)。A.若它们的长度相同,则粗的电阻大
B.若它们的粗细相同,则长的电阻小
C.若它们的质量相同,则长的电阻大
D.若它们的质量相同,则细的电阻小
答案
1. C
解析
【分析】要判断铜导线的电阻大小,需依据电阻定律:$ R=\rho\frac{L}{S} $($\rho$为电阻率,同种材料的铜导线温度一定时$\rho$相同),电阻与导线长度$ L $成正比,与横截面积$ S $成反比。同时,质量相同的铜导线,因密度相同,体积$ V=\frac{m}{\rho_{铜}} $相同,结合$ V=LS $可知$ L $与$ S $成反比。逐一分析选项:A选项,长度相同,粗导线$ S $更大,由公式知电阻更小,A错误;B选项,粗细相同($ S $相同),长导线$ L $更大,电阻更大,B错误;C选项,质量相同则$ V $相同,长导线对应$ S $更小,代入公式推导得$ R=\rho\frac{L^2}{V} $,$ L $越大电阻越大,故长的电阻大,C正确;D选项,质量相同,细导线$ S $更小,对应$ L $更大,电阻会更大,D错误。
【解析】根据电阻定律$ R=\rho\frac{L}{S} $,铜导线材料、温度一定时$\rho$不变,电阻由$ L $和$ S $决定:①长度相同,$ S $越大电阻越小,故A错误;②$ S $相同,$ L $越长电阻越大,故B错误;③质量相同的铜导线,体积$ V $相同,由$ V=LS $得$ S=\frac{V}{L} $,代入电阻公式得$ R=\rho\frac{L^2}{V} $,$ V $不变时,$ L $越大电阻越大,因此质量相同时长导线电阻大,细导线电阻大,故C正确,D错误。
【答案】C
【知识点】电阻定律、影响电阻的因素
【点评】本题考查电阻定律的应用,需灵活结合质量与体积的关系推导,明确电阻与长度、横截面积的比例关系是解题关键,属于基础题型。
【难度系数】0.6
【解析】根据电阻定律$ R=\rho\frac{L}{S} $,铜导线材料、温度一定时$\rho$不变,电阻由$ L $和$ S $决定:①长度相同,$ S $越大电阻越小,故A错误;②$ S $相同,$ L $越长电阻越大,故B错误;③质量相同的铜导线,体积$ V $相同,由$ V=LS $得$ S=\frac{V}{L} $,代入电阻公式得$ R=\rho\frac{L^2}{V} $,$ V $不变时,$ L $越大电阻越大,因此质量相同时长导线电阻大,细导线电阻大,故C正确,D错误。
【答案】C
【知识点】电阻定律、影响电阻的因素
【点评】本题考查电阻定律的应用,需灵活结合质量与体积的关系推导,明确电阻与长度、横截面积的比例关系是解题关键,属于基础题型。
【难度系数】0.6
2. 小明用如图12-2-1所示的实验装置探究影响导体电阻大小的因素,a、b为长度一样的镍铬合金丝,b比a的横截面积大。关于此实验,下列说法正确的是(

A.断开开关,镍铬合金丝a和b依然有电阻
B.利用此装置只能探究导体电阻大小与导体横截面积的关系
C.为了准确比较两条合金丝的电阻,可以在电路中串联一个电压表
D.用夹子分别将a、b(整根)接入电路,闭合开关,接入a时小灯泡更亮
A
)。A.断开开关,镍铬合金丝a和b依然有电阻
B.利用此装置只能探究导体电阻大小与导体横截面积的关系
C.为了准确比较两条合金丝的电阻,可以在电路中串联一个电压表
D.用夹子分别将a、b(整根)接入电路,闭合开关,接入a时小灯泡更亮
答案
2. A
解析
【分析】
本题围绕探究导体电阻大小的因素展开,需结合电阻的性质、影响电阻的因素、电表使用规则等知识分析各选项:首先明确电阻是导体本身的固有属性,与是否通电无关;影响电阻的因素有材料、长度、横截面积、温度;比较电阻大小可通过电路中电流或灯泡亮度判断,且电表需按规则接入电路。
【解析】
选项A:电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与是否接入电路、是否通电无关,因此断开开关后,镍铬合金丝a和b依然有电阻,A正确。
选项B:该装置中a、b为材料相同、长度相同,横截面积不同的镍铬合金丝,可探究电阻与横截面积的关系;若要探究电阻与长度的关系,可将同一根合金丝接入不同长度,因此并非只能探究横截面积的关系,B错误。
选项C:电压表的使用规则是并联在被测电路两端,若串联接入电路,相当于断路,无法准确比较两条合金丝的电阻,应串联电流表,通过电流表示数判断电阻大小,C错误。
选项D:a、b材料、长度相同,b的横截面积更大,根据电阻的影响规律,横截面积越大电阻越小,故$R_a > R_b$;电源电压一定时,电流$I=\frac{U}{R}$,接入b时电路电流更大,小灯泡更亮,接入a时小灯泡更暗,D错误。
【答案】
A
【知识点】
导体电阻的性质、影响电阻的因素
【点评】
本题考查电阻的基本性质、影响电阻大小的因素及电表的使用,属于初中物理基础题型,需学生掌握电阻的固有属性,理解控制变量法在探究电阻影响因素中的应用,难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕探究导体电阻大小的因素展开,需结合电阻的性质、影响电阻的因素、电表使用规则等知识分析各选项:首先明确电阻是导体本身的固有属性,与是否通电无关;影响电阻的因素有材料、长度、横截面积、温度;比较电阻大小可通过电路中电流或灯泡亮度判断,且电表需按规则接入电路。
【解析】
选项A:电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与是否接入电路、是否通电无关,因此断开开关后,镍铬合金丝a和b依然有电阻,A正确。
选项B:该装置中a、b为材料相同、长度相同,横截面积不同的镍铬合金丝,可探究电阻与横截面积的关系;若要探究电阻与长度的关系,可将同一根合金丝接入不同长度,因此并非只能探究横截面积的关系,B错误。
选项C:电压表的使用规则是并联在被测电路两端,若串联接入电路,相当于断路,无法准确比较两条合金丝的电阻,应串联电流表,通过电流表示数判断电阻大小,C错误。
选项D:a、b材料、长度相同,b的横截面积更大,根据电阻的影响规律,横截面积越大电阻越小,故$R_a > R_b$;电源电压一定时,电流$I=\frac{U}{R}$,接入b时电路电流更大,小灯泡更亮,接入a时小灯泡更暗,D错误。
【答案】
A
【知识点】
导体电阻的性质、影响电阻的因素
【点评】
本题考查电阻的基本性质、影响电阻大小的因素及电表的使用,属于初中物理基础题型,需学生掌握电阻的固有属性,理解控制变量法在探究电阻影响因素中的应用,难度适中。
【难度系数】
0.6
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