定义:(1)容易导电的物体叫做导体,例如:石墨、人体、大地以及酸、碱、盐的水溶液;
(2)不容易导电的物体叫做绝缘体,例如:橡胶、玻璃、塑料等;
(3)导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化。
导体和绝缘体的比较:
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导体 |
绝缘体 |
导电能力 |
容易导电 |
不容易导电 |
原因 |
有大量的自由电荷 |
电荷几乎都被束缚在原子的范周内 |
常见材料 |
金属、人体、大地、石墨、酸碱盐的水溶液等 |
玻璃、橡胶、陶瓷、塑料、油等 |
用途 |
输电线等 |
电器外壳等 |
导体容易导电,绝缘体不容易导电的原因:
(1)导体容易导电是冈为导体中有大量的自由电荷,它们受原子核的束缚力很小,能够从导体的一个部分移到另一个部分;
(2)绝缘体中,电荷几乎都束缚在原子的范围之内,不能从绝缘体的一个部分移到另一个部分。
半导体: 半导体材料的导电能力介于导体和非导体之间,比导体差、比非导体强,具有一些特殊的物理性质,温度、光照、杂质等因素都对它的性能有很大影响。常见的半导体材料有硅、锗和砷化镓等。用半导体材料可以制造半导体二极管、二三极管和集成电路等多种半导体元件。
(1)半导体二极管具有单向导电性,即只允许电流由一个方向通过元件。
(2)半导体三极管可以用来放大电信号。
(3)应用:
①太阳能电池:当光照到某些半导体时,在半导体内会产生电流。太阳能电池是一种不用燃料、不污染环境、对人类健康无害的电源。
②条形码扫描仪:条形码扫描仪由发光二极管、光敏二极管等元件构成。当发光二极管照射条形码时,光敏二极管便测量被条形码反射回来的光,并将光信号变为电信号,电脑则依据获取的电信号进行分析、检测物品。条形码扫描仪广泛应用于商业、邮政、交通等领域:
③微处理器:微处理器集成了成千上万个半导体元件。
④机器人:机器人内有由大量半导体元件构成的电路.智能机器人将成为工业生产活动的好帮手。
超导体:
1.超导现象:某些物质在很低的温度下,电阻就变成了零,这就是超导现象。
2.应用:
(1)利用超导体的零电阻特性可实现远距离大功率输电。超导输电线可以无损耗地输送较大的电流,这意味着用细电线就可以输送大电流。
(2)超导磁悬浮现象,使人们可以用超导体来实现交通工具的“无摩擦”运行。
生活中常见的杠杆:
(1)省力杠杆:钉锤、手推车、剪树枝的剪刀等(如图)。
(2)费力杠杆:人的前臂、钓鱼竿、裁缝用的剪刀等 (如图)。
(3)等臂杠杆:天平
自行车中的杠杆:
自行车(如图)由许多的简单机械构成,其中就包括各种各样的杠杆:
(1)控制前轮转向的杠杆——车把。这是一个省力杠杆,人们用很小的力就能转动自行车前轮,达到控制自行车运动方向和平衡的目的。
(2)控制刹车闸的杠杆——车把上的闸把。这也是一个省力杠杆,人们用很小的力就能拉动车闸,使其以比较大的压力压到车轮的钢圈上,与钢圈产生一定的摩擦力,使钢圈转速变慢或停止转动,从而达到减速的目的。
(3)支持人重和货重的杠杆——三角杠、货架、前叉、后三角杠。这里的杠杆的主要目的是形成车身和承重。
另外,在自行车上还有卡下杆的变形——轮轴。例如,自行车中轴上的脚蹬和花盘齿轮组成省力轮轴,因为脚蹬半径大于花盘齿轮的半径;车把与前叉轴组成省力轮轴,因为手握车把的半径大于前叉轴的半径;自行车后轴上的齿轮和后轮组成费力轮轴,因为齿轮的半径小于后轮的半径。
杆秤: 杆秤是利用杠杆平衡条件制成的。如图所示,秤杆上提绳的D点为支点,由于支点不在秤杆(包括秤钩)的重心B点上,在不称物体时,手提绳,秤杆不能平衡于水平位置,此时必须把秤砣挂在适当的位置D点上,才能使秤杆平衡。D点就是杆秤的零刻度线,通常叫定盘星。(如图所示)
秤杆上从定盘星开始刻度是均匀的,用等分法可以确定杆秤的刻度。
根据杠杆的平衡条件,改变支点的位置(即在秤钩处加上一个提绳),这样又可以用上面的方法刻出新的刻度来。一般的杆秤都备有两个提纽,两套刻度.大大增加了秤的称量范围。