資源簡介

第九講 電荷電流與電路
【銜接導入】
電在我們的日常生活中已經成為司空見慣的東西了。然而在一百六十多年前，它還是一種神秘莫測的“怪物呢”。
　　1745年，荷蘭萊頓城的兩個科學家發明了可以放電的電容器——萊頓瓶，把過去只是在摩擦時或打雷時一瞬而過的神秘東西——電，變成了可以人工控制并反復出現的事實。1831年，英國的法拉第打開了電學迷宮，將磁轉變成電。
　　1879年，美國的愛迪生點亮了世界上第一盞電燈泡，開創了人類用電的新紀元。然而，魚類用電的歷史卻更早。遠在35000萬年以前，魚類的祖先——古老的無頜類甲魚，就已經有了發電器官。而意大利的物理學家伏特，在1799年所發明的第一個直流電源——伏特電池，就是以魚的發電器官為模式而設計的，所以伏特把自己設計的電池叫做“人造電器官”。由此可見，魚類才是電的老祖宗。現代魚類能夠生電的有許多種，電壓較高的有電鰩、電瞻星魚、電鯰、電鰻等。
　　電鰩生活在熱帶和亞熱帶海洋中，我國東南沿海有雙鰭電鰩和單鰭電鰩。它屬于軟骨魚類，體型像一把肥厚的蒲扇。它眼睛很小，皮下粘液使得皮膚與肌肉連接得非常松弛。雖然其貌不揚，但身上卻裝有兩臺“發電機”。我們若將它頭胸部的兩側皮膚剝開，就可以看到每側各有一蜂窩狀的器官，這就是它的“發電機”——發電器。
【知識新授】
一．摩擦起電
摩擦起電現象：摩擦過的物體能吸引輕小物體的現象叫做摩擦起電現象。
摩擦起電：物體之間的摩擦會使一個物體上的電子轉移到另一個物體上，得到電子的那個物體就帶負電了，另一個失去電子的物體就帶等量的正電。這種現象稱為摩擦起電。
摩擦起電的原因：當兩物體相互摩擦時，電子由原子核對電子束縛本領弱的物體，轉移到原子核對電子束縛本領強的物體上。失去電子的物體帶正電，得到電子的物體帶負電。
4.常見摩擦起電現象：（摩擦起電所帶的電是靜電）
電荷：物體內部分布著正電荷（質子），負電荷（電子），帶電體的正負電荷數不相等。不帶電體正負電荷相等。
（1）被絲綢摩擦過的玻璃棒（帶“+”電） （2）被毛皮摩擦過的橡膠棒（帶“-”電）
6.電荷間的相互作用（同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引）
電流與電路
1.電流：電荷的定向移動形成電流。（金屬導體中發生定向移動的是自由電子）
電流方向：規定正電荷（定向）移動的方向為電流方向。（金屬導體中電流方向跟自由電子定向移動的方向相反）
電路中電流：電路閉合時，在電源外部，電流方向是從電源正極經過用電器流向負極。
2.電路：把電源、用電器、開關用導線連接起來組成的電流路徑。
電源：提供電能的裝置，能把其他形式的能轉化為電能。如：發電機、電池。
用電器：消耗電能的裝置，能把電能轉化為其他形式的能。
開關：控制電路的通斷。
導線：連接電路，輸送電能。
3.電路的三種狀態
通路(閉合電路)
開路(斷路)
短路
開關閉合，電路中有電流流過
斷開的電路（斷開指斷開開關、導線松脫、電燈等燒壞……等）
不經過用電器，直接用導線將電源兩極連接起來
電路中有電流,通常能供用電器工作。
電路中無電流通過。
電路會有極大的電流，可能把電源燒壞，是不允許的。
4.串聯和并聯
串聯：
連接特點：逐個順次---首尾相連。
電流路徑：只有1條，通過一個元件的電流同時也通過另一個。
開關作用：能同時控制所有的用電器，電路中開關的位置對電路沒有影響。
用電器工作：各用電器相互影響，并且一個元件破損或斷開，整個電路開路。
并聯：
連接特點：并列連接---首首尾尾相連。
電流路徑：至少2條。
開關作用：如果開關在干路：是總開關，控制整個電路。如果開關在支路：只控制本支路。
用電器工作：各用電器互不影響，可以獨立工作；一個破損不影響其他元件。
注：從電源兩極到兩個分支點的那部分電路叫做干路，兩個分支點之間的兩條電路叫做支路。
5.電路圖
（1）定義：用元件符號代替實物表示電路的圖稱為電路圖。
（2）實物圖與電路圖的轉換
【例題分析】
電蚊拍滅蚊時，蚊子碰到金屬網形成閉合電路，蚊子往往會被燒毀。下列說法不合理的是（ ???）
A.?蚊子是可以導電的??????????????????????????????????????????????B.?電蚊拍電壓降低燒毀效果變差
C.?蚊子燒毀是因為電流的熱效應?????????????????????????????D.?燒毀時可能沒有電流通過蚊子
例2. 將靜電球裝置放在水平桌面上，未通電時，多只錫碗疊放在靜電球上(圖甲)，通電后，錫碗依次向上飛起(圖乙)，最后落到桌面上，下列說法正確的是(??? )

A.?圖甲中，靜止的錫碗受到慣性的作用
B.?圖乙中，以空中的錫碗為參照物，靜電球是運動的
C.?圖甲中，錫碗受到自身重力和桌面對它的支持力
D.?圖乙中，錫碗能飛起來是由于同種電荷相互吸引
例3. 某款感應式垃圾桶如圖所示，其工作原理如下：啟動開關閉合后，垃圾桶才能正常使用，此時指示燈亮起；扔垃圾時只需將手伸到感應區上方一定距離內，感應開關自動閉合，動力裝置工作，垃圾桶蓋緩緩打開；手離開5秒后動力裝置會控制桶蓋閉合，然后感應開關自動斷開，下列電路符合要求的是（ ???）

A.??????B.????????????C.????????????D.?
例4.（2020·平湖模擬）小明仿照樓道燈自動開關的原理，對爺爺臥室的電燈安裝了光控開關(裝在室外，夜晚無光時閉合)、聲控開關(有聲音自動閉合，無聲2分鐘后自動斷開)的自動開關電路。另加裝一個手動開關，必要時能使電燈常亮。下面符合要求的電路是（ ???）
A.???????????????????????????????????????????B.?
C.????????????????????????????????????????????D.?
例5.（2020八下·余姚期中）小華有一發光棒，閉合開關，眾小燈齊發光；一段時間后，其中一小燈熄滅，如圖所示，關于該小燈滅的原因以及眾小燈的電路連接方式，下列猜想中合理的是( ???)
A.?若該小燈處斷路，眾小燈串聯；若該小燈處短路，眾小燈串聯
B.?若該小燈處斷路，眾小燈并聯；若該小燈處短路，眾小燈并聯
C.?若該小燈處斷路，眾小燈并聯；若該小燈處短路，眾小燈串聯
D.?若該小燈處斷路，眾小燈串聯；若該小燈處短路，眾小燈并聯
例6.（2020八下·余姚期中）指紋鎖是一種集光學、電子計算機、精密機械等多項技術于一體的高科技產品，它的“鑰匙”是特定人的指紋(S1)、磁卡(S2)或應急鑰匙(S3)，三者都可以單獨使電動機工作而打開門鎖。下列電路設計符合要求的是( ???)
A.??????????????B.??????????????????C.????????D.?
例7. 如圖所示，電動獨輪車是新一代代步工具，它體形小巧、攜帶方便，而且依靠電力驅動，低碳環保，越來越受到年輕人的喜愛。某品牌獨輪車工作原理：當電源開關S1閉合時指示燈亮起，人站在獨輪車上開關S2自動閉合，電動機才能啟動，開始運動。下列電路設計符合上述要求的是(??? )

A.?????????B.?????????????C.?????????????D.?
例8.如圖所示給出了幾種元件。
⑴在圖上用筆畫線表示導線，把電路元件連接起來，要求：
①燈L1與燈L2并聯；
②滑動變阻器控制通過燈L2的電流大小。
⑵在下邊的方框內畫出對應的電路圖。
根據左邊電路圖連接右邊的實物圖：
根據左側實物圖在右側畫出電路圖:
例11.（2019八上·蕭山月考）小北所在學校要舉辦科普知識競賽，請你設計一個搶答器，要求不論哪一組按開關，主持臺上的電鈴都要響，而且用不同的燈泡告訴主持人是第幾組按開關，按上述要求將上圖所給的器件連成實物圖。

例12.（2019八上·余杭期末）“為什么絲綢要與玻璃棒摩擦而毛皮要與橡膠棒摩擦”這個問題困擾著剛學習摩擦起電的科學研究小組的成員，于是他們進行了科學探究。
（1）首先是一道題給了他們啟發：①用絲綢分別摩擦玻璃棒和保鮮膜，再將經絲綢摩擦過的玻璃棒和保鮮膜靠近，兩者會相互吸引。可見保鮮膜經絲綢摩擦后帶的是________電荷.②絲綢、玻璃棒、保鮮膜三者相比，在摩擦時最容易失去電子的是玻璃棒，最容易輸獲電子的是________。于是就排出了這三種物質捕獲其他物質的電子能力的強弱，如法炮制就可以得到一張“摩擦起電順序”表。他們感覺問題有了頭緒。
（2）然后成員們做了一些材料，排了序，有些實驗現象不明顯，很難判斷，他們想網上會不會有“摩擦起電順序表”，于是上網查詢，果真如愿。
根據你所學的摩擦起電知識和“摩擦起電順序表”，判斷下列說法正確的是? ??????
A.跟紙摩擦過的硬橡膠棒帶正電
B.跟紙摩擦過的玻璃棒帶負電
C.跟保鮮膜摩擦過的硬橡膠棒帶正電
D.跟保鮮膜摩擦過的玻璃棒帶負電
（3）解決了該問題后，同學們又發現塑料吸管與紙巾摩擦后能吸引小泡沫，說明吸管帶了電.那么“用紙巾摩擦過的塑料吸管帶的是正電還是負電”呢？給你玻璃棒、絲綢、橡膠棒、毛皮、塑料吸管、紙巾和細線，請你幫助他們設計一個可行的實驗方案對此問題進行探究，簡要說明實驗步驟________。
【鞏固練習】
1.（2020·寧波）某熨燙機電路主要由發熱體、熔絲、控制開關盒等組成，其連接如圖所示，其中控制開關盒內有開關、指示燈和分壓保護電阻等元件。當該熨燙機接入家庭電路后，閉合開關，指示燈發光，發熱體工作。現由于某種原因熔絲熔斷，發熱體不工作，但指示燈仍發光。下列控制開關盒內元件的連接方式符合要求的是（ ?）
A.?????????????????????B.?
C.????????????????????D.?
2. 高鐵軌道中的螺絲會因震動而松動，檢修工作非常艱苦且重要。青少年科技創新大賽的獲獎作品《5G高鐵軌道螺絲警報器》，設計了檢測螺絲松動的報警方案。其主要的科學原理是：螺絲(螺絲在電路圖中用虛線框表示，其電阻不計)連接在電路中，當螺絲松動時，它會與下端的導線分離而斷開，此時電燈亮起而發出警報，及時提醒工人修理。下列符合題意的電路圖是(??? )
A.??????B.??????C.??????D.?
3. 干燥的天氣人接觸汽車有時會被“電”一下，手拿如圖所示的靜電消除器接觸汽車消除靜電，下列選項不正確的是( ???)

A.?靜電消除器前端是金屬，金屬能導電
B.?汽車上的“電”往往會使汽車吸附更多的灰塵
C.?若汽車帶的是負電，則瞬間電流方向由汽車流向消除器
D.?汽車帶電是因為汽車行駛時與空氣摩擦發生了摩擦起電現象
4. 可調光的LED臺燈，因其頻閃小，有利于保護視力而深受歡迎。LED臺燈無法通過改變電路中的電阻來調光，可通過改變觸碰觸摸開關的次數來控制燈的開、關和亮度，其實質是改變工作的LED燈的燈珠個數，從而調節其亮度，觸摸開關由復雜的電子線路組成，可通過觸摸控制多條電路的通斷。下列簡化電路中與該LED燈的工作情況相符的是(??? )
A.?????????????????????????????????????????B.?
C.??????????????????????????????????????????D.?
5. 如圖所示的電路中，將開關S閉合，燈L1和燈L2均發光，下列說法中正確的是(??? )

A.?燈L1和燈L2串聯??????????????????????????????????????????????????B.?燈L1和燈L2兩端的電壓一定相等
C.?通過燈L1的電流與通過燈L2的電流一定相等????????D.?通過等L1的電流與通過電源的電流一定相等
6.（2020·桐鄉模擬）以下是某同學設計的四種調光燈電路。其中不能達到調光目的的是(??? )
A.?????????????????????????????????B.?
C.???????????????????????????????????D.?
7.（2020·溫州模擬）如圖所示，將一塊銅片和一塊鋅片同時插入到一個橙子中，觀察到與銅片和鋅片相連的小燈泡被點亮，則下列各電路元件與虛線中裝置的作用相同的是(??? )

A.?用電器????????????????????????????????????B.?開關????????????????????????????????????C.?電源????????????????????????????????????D.?導線
8.（2020·濱江模擬）如圖所示，小女孩接觸帶電體后頭發呈“爆炸”狀。此時，該小女孩(??? )
A.?頭發上一定都帶了同種電荷????????????????????????????????B.?頭發上一定都帶了正電荷
C.?頭發上一定都帶了負電荷????????????????????????????????????D.?全身正電荷總和一定等于負電荷總和
9.（2020·杭州模擬）甲和乙是兩個輕質泡沫小球，丙是用絲綢摩擦過的玻璃棒，甲、乙、丙三者之間相互作用時的場景如圖所示，由此判斷（??? ）

A.?小球甲一定帶正電??????????????????????????????????????????????B.?小球乙一定帶正電
C.?小球乙一定不帶電??????????????????????????????????????????????D.?小球甲和乙一定帶異種電荷
10.（2020·寧波模擬）在10月1日的新中國成立70周年慶祝大會群眾游行活動上，浙江彩車“潮涌之江”號盛裝亮相。則下列說法正確的是(??? )
A.?在游行過程中，彩車上的紅船模型相對地面是靜止的
B.?超輕復合材料可以減輕彩車對地面的壓強
C.?彩車上分布在山兩側的大型LED屏的連接方式是串聯
D.?六和塔模型對彩車的壓力和它受到的支持力是一對平衡力
11.（2020八下·衢州期中）小科發現教室的投影幕布有一個開關，通過控制可以使幕布上升或下降。請教科學老師后得知，內部安裝了一個電動機。于是他用單刀雙擲開關及其它元件設計了如下四個電路圖，其中能通過開關的轉換而實現幕布升或降的是(??? )
A.????????????????????????????????????????B.?
C.??????????????????????????????????????????D.?
12.（2020九下·紹興月考）通草球是取一種樹木———通脫木的莖中的髓削成的。在物理學中主要作為輕小物體。如圖，在某次靜電小實驗中，分別用毛皮摩擦過的橡膠棒、絲綢摩擦過的玻璃棒靠近小球，均被吸引，則小球(??? )

A.?帶正電??????????????????????????B.?帶負電??????????????????????????C.?不帶電??????????????????????????D.?帶電情況無法判斷
13. 如圖，小女孩接觸靜電金屬球后，頭發都豎起來了。對這一現象分析正確的是（ ???）
A.?頭發上帶了異種電荷，相互排斥?????????????????????????B.?頭發上帶了異種電荷，相互吸引
C.?頭發上帶了同種電荷，相互吸引?????????????????????????D.?頭發上帶了同種電荷，相互排斥
14 英國知名攝影師凱萊布?查蘭最擅長的就是將看不見的科學原理變成藝術，他的作品《回歸燈光》系列，使用水果和蔬菜為LED燈供電，讓人驚嘆不已。下列有關說法錯誤的是（ ???）
A.?發光二極管是電路中的用電器?????????????????????????????????B.?把水果和蔬菜串聯起來可以提高電壓?
C.?LED燈在發光時，導線中的電子在做無規則運動?????D.?水果和蔬菜在這里扮演了“電源”的角色
15.（2020八上·吳興期末）汽車裝有安全帶未系提示系統，當乘客坐在副駕駛座椅上時，座椅下的開關S1閉合，若未系安全帶，則開關S2斷開，儀表盤上的指示燈亮起，蜂鳴器工作；若系上安全帶，則開關S2閉合，指示燈熄滅，蜂鳴器不工作。圖設計的電路圖正確的是（ ???）
A.???????????????????????????????????????B.?
C.??????????????????????????????????????D.?
16. 騎行成為了很多人減壓和鍛煉的一種方式。
（1）自行車的橡膠手柄上設計有凹凸紋理主要是通過________從而增大摩擦，起到防滑的目的。
（2）在水平路面上騎行時，人和車總質量為70kg，每個輪子與地面的接觸面積為10cm2 ， 則自行車對地面的壓強為________Pa。
（3）為增加夜間騎行的安全，小科網購一款帶有LED方向指示燈的衣服（如圖甲）,該衣服手腕上帶有控制開關，左手開關閉合，左側燈亮，表示左拐彎；右手開關閉合，右側燈亮，表示右拐彎。則下圖中符合要求的電路是________。


17.（2019八上·蕭山月考）如圖，在一根橫跨河流兩岸的硬塑料管內穿有三根完全相同的電線。為了辨別哪兩個線頭為同一根導線的兩端，可以用圖示的測通器來測試，其操作過程如下：
（1）連接A和B，將測通器的m連接在D上。當n連接F時小燈泡發光，連接E時小燈泡不發光。由此可以確定________為同一導線的兩端（填字母，下同）。
（2）為了弄清另兩根導線的兩端，可連接A和C，測通器的一端必須與________相連時，另一端只需接觸一根導線就能將兩兩根導線辨別開。
（3）某同學在做此實驗時，弄清三根導線的接頭后，分別把電流表________在電路中，測得三次的電流示數分別為I1、I2和I3 ， 則它們大小關系如何________？。
18.（2019八上·天臺月考）請你根據電路圖甲，幫助小雨同學連接圖乙實物電路。
19.請根據圖(a)的實物連接情況在圖(b)中畫出相應的電路圖。
20.如圖所示的實物連接圖中，甲圖為兩燈串聯，乙圖為兩燈并聯。圖中是否有錯？請在錯處打“×”，并在原圖上加以改正，改動的線要盡量少。
21.用滑動變阻器改變小燈泡的亮度：
（1）實驗室中有一銘牌上標有“20Ω 2A”字樣的滑動變阻器（如圖甲所示），若要把它其中的兩個接線柱連接到電路中去，共有________種接法；“20Ω”指的是________兩接線柱間的電阻值，“2A”指的是________。
（2）現再給電源、小燈泡、開關各一個，導線若干，請在圖乙中用筆畫線代替導線連接電路，要求滑動變阻器的滑片向右移動燈泡變暗。
（3）如果你還想知道電路中電流值的改變情況，需在電路中再________聯一個電流表，并增加________根導線。
22.（2018八上·義烏月考）??????????????????????? ??????????????
（1）現再給電源、小燈泡、開關各一個，導線若干，請在圖中用筆畫線代替導線連接電路，要求滑動變阻器的滑片向右移燈泡變暗.
（2）如果你還想知道電路中電流值的改變情況，需在電路中再________聯一個電流表，并增加________根導線. ?
（3）請根據實物電路，在方框內畫出電路圖。
23.如圖是小科同學把兩種不同的金屬片（銅片和鋅片）插入橙子制成的“水果電池”．
（1）請根據甲圖在方框內畫出電路圖．
（2）此水果電池工作時能量轉化是________能轉化為電能．
（3）此水果電池作為正極的是________．
24.學習了同種電荷相互排斥之后，小樂同學大膽的猜想，電荷間相互作用力的大小是否與兩電荷所帶的電荷量和它們之間的距離有關呢？于是他如圖（1）所示，做起了實驗．Q是一個帶正電的物體，把系在絲線上的帶正電的小球先后掛在A、B、C三處，比較小球在不同位置所受帶電體的作用力的大小．則：
（1）這個力的大小可以通過________顯示出來．
（2）為使實驗現象更明顯，懸掛在絲線上的小球應選用________
A? 小鋼球????? B 塑料泡沫小球
（3）根據實驗現象，可得出結論：________．
（4）做完以上實驗后，用另一個小球靠近帶正電的Q時，情景如圖（2）所示，則另一個小球的帶電情況是________．
A 帶負電?????? B? 不帶電?????? C? 二者都有可能．
25.（2010·寧波）轎車儀表盤上都有一個用來提醒司機車門是否關好的指示燈，若四個車門中任意一個車門未關好，該指示燈會一直發光，其工作原理如圖所示。
（1）請具體說明保護電阻R0的作用________。
（2）指出該電路的一處不足________。
參考答案
例題分析
例1. D
例2. B
例3. C
例4. A
例5. C
例6. B
例7. C
例8.
例9.
例10.
例11.

例12. （1）負；保鮮膜
（2）C
（3）先用細線將紙巾摩擦過的塑料吸管懸掛起來；再用絲綢摩擦過的玻璃棒靠近塑料吸管；若塑料吸管和玻璃棒相互吸引，說明塑料吸管帶負電，若相互排斥則帶正電。（或其它合理答案）
鞏固練習
1. B
2. D
3. C
4. B
5. B
6. A
7. C
8. A
9. B
10. B
11. C
12. C
13. D
14. C
15. B
二、填空題
16. （1）增大接觸面的粗糙程度
（2）3.5×105
（3）A
17. （1）CE
（2）E
（3）串聯；I1=I2=I3
三、解答題
18.
19.解：如圖所示：
20.解：如圖所示：
四、實驗探究題
21. （1）三；AB；該變阻器允許通過的最大電流為2A
（2）
（3）串；一
22. （1）
（2）串；1
（3）

23. （1）解：水果電池作為電源，電壓表并聯在電源兩端，如圖所示：
（2）化學
（3）銅片
24. （1）絲線與豎直方向的夾角大小
（2）B
（3）在電荷量一定的情況下，電荷間的距離越小，電荷間的作用力越大
（4）C
25. （1）當四個車門都關好時，即四個開關都閉合時，燈泡被短路；如果沒有R0 ， 那么整個電路短路，就可能發生火災
（2）干路上缺少一個主開關，因此當汽車不用時，無法切斷電路實現節能

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