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专题19 电荷和电路
一、摩擦起电现象及其本质 摩擦起电现象吸引轻小物体是带电体本身的一种性质，与轻小物体是否带电无关，当带电体带有大量电荷时，不论轻小物体带何种电荷，都会被带电体吸引。摩擦起电的本质（1）摩擦起电并不是创造了电荷，只是电荷从一个物体转移到了另一个物体； （2）摩擦起电现象中，转移的是带负电的电子； （3）两个物体相互摩擦后的带电情况取决于两物体的原子核束缚核外电子本领的强弱。
二、电荷及其带电现象 两种电荷（1）正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫正电荷；用“+”表示。 （2）负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫负电荷；用“-”表示。电荷间相互作用规律同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。带电现象带电体吸引轻小物体与异种电荷相互吸引不同。带正电或带负电的物体都能吸引轻小物体，这是带电体的一种性质。
三、验电器 构造金属球、金属杆、金属箔。如图所示。 作用检验物体是否带电和物体带电多少（带电多，金属箔张开角度大）。原理（1）利用同种电荷相互排斥的原理工作的； （2）当用带电体接触验电器的金属球时，就有一部分电荷转移到验电器的金属箔上，这两片金属箔由于带同种电荷互相排斥而张开。验电器金属箔张开的角度不同，反映了带电体传给验电器的电荷的多少不同使用方法将被检验的物体与验电器金属球接触，如果验电器的两片金属箔张开一定角度，则说明物体带电使用说明验电器可检验物体是否带电并能粗略估计物体所带电荷量的多少，对同一个验电器来说，金属箔张开的角度越大，说明被检验的物体所带电荷越多
四、导体和绝缘体的比较 导体绝缘体定义容易导电的物体不容易导电的物体示例金属、石墨、人体、大地，以及各种酸、碱盐的溶液橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等导电或不导电的原因导体容易导电是因为导体内有大量的可自由移动的电荷，电荷从导体的一个地方移动到另一个地方绝缘体不容易导电是因为在绝缘体内电荷几乎被束缚在原子内，不能自由移动，即绝缘体并非不含电荷，而是缺乏能够自由移动的电荷
五、电路各元件作用 作用能量分析举例注意事项电源提供电能，使电路中有持续的电流将其他形式转化为电能干电池、发电机用电器标有“+”的接线柱与电源正极相连，标有“-”的接线柱与电源负极相连用电器利用电能工作的装置工作时将电能转化为其他形式能点灯、电炉、电视机、电冰箱等开关用来接通或断开电路，起控制电路通断作用—家中点灯开关、闸刀开关、声控开关、光控开关开关接入电路时应断开导线将电源、用电器、开关连接起来，形成电流的通路输送电能电脑的电源线、插座的电线、实验室中的各种导线导线要连接到电路元件接线柱上；不能导线将电源正负极直接连接起来
六、电路的三种状态：通路、断路和短路 电路状态定义特点通路正常接通的电路，即用电器能够工作的电路电路中有持续电流，用电器工作断路某处被切断的电路电路中无电流，用电器不工作短路直接用导线将电源的正负极连接起来的电路（1）用电器不工作，电路中有很大的电流，会损坏电源甚至烧坏导线的绝缘层，引发火灾； （2）电源短路时用电器不会被烧坏
1．检验物体是否带电的常用方法 现象带电情况方法一：利用带电体能吸引轻小物体的性质能吸引轻小物体带电不能吸引轻小物体不带电方法二：利用电荷间相互作用规律两物体相互吸引可能两物体带异种电荷可能一个物体带电，一个物体不带电两物体相互排斥两物体带有同种电荷方法三：利用验电器（验电器不带电）金属箔张开带电金属箔没有张开不带电
2．判断物体带电情况的“斥定吸不定”原则 “斥定”：从电荷的角度来说，两个物体相互排斥时，两个物体一定带同种电荷； “吸不定”：两个物体相互吸引时，两个物体可能带异种电荷，也可能是一个物体带电，另一个物体不带电。
模型1 摩擦起电现象及其实质
（2023 朝阳）与毛皮摩擦过的橡胶棒能吸引碎纸屑，这是　 　 现象；若毛皮带正电，则橡胶棒　 　 （选填“得到”或“失去”）电子；通常情况下，橡胶棒是　 　 （选填“导体”或“绝缘体”）。
【答案】摩擦起电；得到；绝缘体。
【分析】（1）摩擦起电的实质是电荷的转移，得电子的物质带负电，失去电子的物质带正电；
（2）根据导电性的不同，材料可分为导体，半导体，绝缘体三大类，容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体，导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体。
【解答】解：与毛皮摩擦过的橡胶棒能吸引碎纸屑，这是摩擦起电现象；若毛皮带正电，则橡胶棒得到电子而带负电；通常情况下，橡胶棒不容易导电，是绝缘体。
名师点拨：本题考查了摩擦起电的实质、绝缘体，属于基础性题目
【变式练1】（2023 安徽）玻璃棒与丝绸摩擦后，玻璃棒带正电，丝绸带负电，在摩擦过程中（　　）
A．玻璃棒和丝绸都得到电子
B．玻璃棒和丝绸都失去电子
C．玻璃棒失去电子，丝绸得到电子
D．玻璃棒得到电子，丝绸失去电子
【答案】C
【分析】摩擦起电是两个物体在摩擦过程中，电子发生了转移，它从一个物体转移到另一个物体上，使失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电。
【解答】解：用丝绸摩擦玻璃棒时，玻璃棒失去电子而带正电，丝绸得到电子而带负电；故C正确，ABD错误。
【点评】本题考查摩擦起电的实质，属于必须掌握的基础内容。
【变式练2】（2023 恩施州）同学们用身边物品做小实验。要使气球产生如图所示的“魔力”，可以将气球与头发　 　。气球与头发因为　 　而相互吸引。
【答案】摩擦；带上异种电荷
【分析】（1）用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电。
（2）同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
【解答】解：要使气球产生如图所示的“魔力”，可以将气球与头发摩擦。气球与头发因为带上异种电荷而相互吸引。
【点评】本题考查的是摩擦起电的原理，知道电荷间的相互作用规律，属于基础性题目。
【变式练3】（2023 广州）手与硅胶管M均不带电，用手摩擦M后，M与带负电的塑料管互相排斥，则（　　）
A．M带正电
B．M不带电
C．手摩擦M时，正电荷从手转移到M
D．手摩擦M时，电子从手转移到M
【答案】D
【分析】（1）电荷间的相互作用规律是：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引；
（2）用摩擦的方法使得物体带电，该现象称为摩擦起电现象，其实质是电子的转移，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电。
【解答】解：据题知M与带负电的塑料管互相排斥，说明M带负电，而M带电是由于与手摩擦造成的，根据摩擦起电的实质是电子的转移，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电，由此可知在摩擦过程中M得到电子，手失去电子，即电子从手转移到M，故ABC错误，D正确。
【点评】本题考查了电荷间的相互作用规律和摩擦起电的实质，属于基础题，难度不大。
模型2 物体带电现象
（2023 湘潭）如图所示，水平静止放置的空易拉罐会向摩擦过的塑料管滚动，下列说法正确的是（　　）
A．摩擦起电创造了电荷
B．静止放置的易拉罐没有惯性
C．塑料管与易拉罐之间相互排斥
D．易拉罐受到引力，运动状态发生了改变
【答案】D
【分析】（1）摩擦起电的实质是电子的转移；
（2）任何物体都有惯性；
（3）带电体具有吸引轻小物体的性质。
【解答】解：A、摩擦起电的实质是电子的转移，不是创造了电荷，故A错误；B、任何物体都有惯性，故B错误；CD、摩擦过的塑料管因为摩擦起电，能够吸引轻小物体，易拉罐受到引力，运动状态发生了改变，故C错误、D正确。故选：D。
名师点拨：本题考查了物体带电现象，涉及摩擦起电的实质、带电体的性质、惯性等知识，属于基础知识。
【变式练1】（2023 长春）下列现象中，属于静电现象的是（　　）
A．磁铁吸引铁钉 B．用吸管“吸”饮料
C．地球吸引苹果 D．摩擦过的气球吸引头发
【答案】D
【分析】（1）磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质；（2）用吸管“吸”饮料是利用了大气压；（3）由于地球的吸引使物体受到的力叫做重力；（4）静电现象是带电体吸引轻小物体。
【解答】解：A、磁铁吸引铁钉，这是磁铁的磁性，故A不符合题意；B、用吸管吸饮料时，吸管内的压强小于外界大气压，饮料在大气压的作用下进入吸管，利用了大气压的作用，故B不符合题意；C、地球吸引苹果是地球的引力，故C不符合题意；D、摩擦过的气球吸引头发，是因为带电体能吸引轻小物体，这是气球和头发摩擦产生的静电现象，故D符合题意。故选：D。
【变式练2】（2023 徐州）如图所示，将一根针插在绝缘底座上，把折成V字形的铝箔条水平架在针的顶端，就制成了一个简单的验电器。将待检验的物体靠近铝箔条的一端，发现铝箔条向物体偏转，则说明该物体（　　）
A．带正电荷 B．带负电荷
C．不带电 D．带正电荷或负电荷
【答案】D
【分析】带电体具有吸引轻小物体的性质，据此分析。
【解答】解：带电体具有吸引轻小物体的性质，铝箔条发生偏转，说明待检验的物体带电，但待检验物体的电性无法确定，故ABC错误，D正确。
【点评】深入理解带电体的性质，能够吸引轻小物体，可解答此题。
【变式练3】（2023 常州）“金陵金箔”是国家级非物质文化遗产，手工打造的金箔轻薄柔软，不能用手直接拿取，正确拿取的方法是：手持羽毛轻轻扫过纸垫，如图甲所示；再将羽毛靠近工作台上方的金箔，羽毛即可将金箔吸住，如图乙所示。羽毛扫过纸垫的结果和吸住金箔的原因，分别是（　　）
A．摩擦使得羽毛和纸垫带异种电荷；异种电荷相互吸引
B．摩擦使得羽毛和纸垫带异种电荷；带电物体吸引轻小物体
C．摩擦使得羽毛和纸垫带同种电荷；异种电荷相互吸引
D．摩擦使得羽毛和纸垫带同种电荷；带电物体吸引轻小物体
【答案】B
【分析】手持羽毛轻轻扫过纸垫，羽毛与纸垫摩擦，根据摩擦起电的原因可知，羽毛和纸垫带上了异种电荷；羽毛带了电，靠近金箔，由于带电体会吸引轻小物体，故羽毛即可将金箔吸住，据此可得出结论。
【解答】解：手持羽毛轻轻扫过纸垫，羽毛与纸垫摩擦，根据摩擦起电的原因可知，羽毛和纸垫带上了异种电荷；羽毛带了电，靠近金箔，由于带电体会吸引轻小物体，故羽毛即可将金箔吸住，故B正确，ACD错误。故选B。
【点评】本题考查物体带电现象，主要涉及摩擦起电的原因和带电体的性质，正确理解摩擦起电的原因是解题的关系，难度不大。
模型3 静电的防止与应用
（2023 菏泽）下列应用中，属于防止静电带来危害的是（　　）
A．静电喷涂 B．静电除尘 C．静电复印 D．避雷针
【答案】D
【分析】生活科技上处处存在静电现象，有些是静电的应用，有些是要防止静电，根据对静电的应用和防止静电的主要实例的了解进行解答。
【解答】解：A．静电喷涂，喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，属于静电应用，故A不符合题意；B．静电除尘时除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动，属于静电应用，故B不符合题意；C．静电复印是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上，属于静电应用，故C不符合题意；D．避雷针是为了把产生的静电导走，属于静电危害的防止，故D符合题意。故选：D。
名师点拨：本题考查是关于静电的防止与应用，要求同学们熟练掌握静电的防止与应用的具体实例。　
【变式练1】（2022 西藏）如图所示，利用静电喷漆枪给物件上漆，涂料小液滴之间相互排斥，但被物件吸引。则（　　）
A．物件一定带负电 B．物件一定不带电
C．小液滴可能不带电 D．小液滴一定带同种电荷
【答案】D
【分析】（1）电荷间的作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
（2）带电体能够吸引轻小物体。
【解答】解：喷枪喷出的涂料小液滴相互排斥而散开，所以带同种电荷；
涂料小液滴被喷涂的物件吸引，物件有两种可能：①与涂料小液滴带异种电荷，因异种电荷相互吸引；②不带电，带电的小液滴吸附在不带电的物件表面；综上分析，D正确，ABC错误。
【点评】本题要求同学们知道静电喷漆的工作原理，了解物理学在实际生活中的运用。
【变式练2】（2022 柳州）（多选）博物馆里有些古书非常陈旧，直接翻动它容易使书页破损，有人提出，通过给书带电，使书一页页分开来，如图所示。假设给每页书带电可以实现，能使书一页页分开的带电方式是（　　）
A．使每页书都带上正电
B．使每页书都带上负电
C．使相邻书页带上异种电荷
D．只让封面带正电，封底带负电
【答案】AB
【分析】该人利用了电荷间的作用规律，即同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
【解答】解：通过给书带电，使书一页页分开来，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引知识可知，可以给书带上同种电荷，书一页页可以分开，故AB正确，CD错误。
【点评】本题考查了电荷间的相互作用规律，基础题。
【变式练3】（2023 牡丹江）【动手动脑，实践体验】
小明制作的“静电铃铛”如图所示，将两个空易拉罐分别放在泡沫底座上，用细线拴着一枚曲别针系在一根塑料吸管上，将其搭在两个易拉罐上方。拿一捆塑料吸管与毛皮摩擦后接触一个易拉罐，曲别针被吸引撞到易拉罐，又被弹开撞到另一个易拉罐，然后左右摆动撞击两侧易拉罐，发出像铃铛一样“叮当叮当”的声音。请分析解释上述现象。
【答案】拿一捆塑料吸管与毛皮摩擦后带电，用带电的塑料吸管接触易拉罐，易拉罐是导体，接触后也带上了电，由于带电体能吸引轻小物体，将曲别针吸引过来，撞击易拉罐；曲别针也是导体，接触易拉罐使其带上同种电荷，由于同种电荷相互排斥，曲别针与易拉罐分开，但由于惯性不会马上停下来，继续运动撞击到另一侧易拉罐，使另一侧易拉罐也带上同种电荷，曲别针又被排斥，这样曲别针在两侧易拉罐间来回摆动，撞击易拉罐发出“叮当叮当”的声音。
【分析】电荷间相互作用：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引；带电体具有吸引轻小物体的性质。
【解答】解：拿一捆塑料吸管与毛皮摩擦后带电，用带电的塑料吸管接触易拉罐，易拉罐是导体，接触后也带上了电，由于带电体能吸引轻小物体，将曲别针吸引过来，撞击易拉罐；曲别针也是导体，接触易拉罐使其带上同种电荷，由于同种电荷相互排斥，曲别针与易拉罐分开，但由于惯性不会马上停下来，继续运动撞击到另一侧易拉罐，使另一侧易拉罐也带上同种电荷，曲别针又被排斥，这样曲别针在两侧易拉罐间来回摆动，撞击易拉罐发出“叮当叮当”的声音。
模型4 电荷间的相互作用规律
（2023 沈阳）小明发现一个有趣的现象，将两段透明胶带分别粘在桌面上，如图甲所示。胶带能粘在桌面上，说明分子间有　 　力；当迅速将胶带撕下来并将它们靠近，发现两胶带互相排斥，如图乙所示。小明分析这是因为两段胶带被迅速撕下时带了电荷，因带　 　（填“同种”或“异种”）电荷而相互排斥。
【答案】引；同种。
【分析】（1）分子之间存在相互作用的引力和斥力；
（2）同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
【解答】解：（1）胶带能粘在桌面上，是因为分子间有引力的作用；
（2）两段胶带被迅速撕下时带了电荷，因带同种电荷而相互排斥。
名师点拨：本题考查了分子间的作用力和电荷间的相互作用规律，属基础题。
【变式练1】（2022 宜宾）如图，小烨把一段扁平、干燥的塑料绳一端扎紧，把另一端撕开成许多轻质细丝，用干燥的手向下捋几下，发现细丝张开了。细丝张开的原因是（　　）
A．大气压的作用 B．同名磁极相互排斥
C．分子间有斥力 D．同种电荷相互排斥
【答案】D
【分析】用手摩擦塑料绳时，由于摩擦生电而使塑料绳带上同种电荷，由电荷间的相互作用可知张开的原因。
【解答】解：通过摩擦后，塑料绳带上了同种电荷，因同种电荷相互排斥从而使细丝张开。故选：D。
【点评】本题考查物理知识在生活中的应用，要求学生掌握摩擦起电及电荷间相互作用的相关知识。
【变式练2】（2023 武汉）小红同学用气球（由橡胶制成）与自己的头发摩擦几下，松手后，气球“粘”在头发上，其原因是（　　）
A．气球上的负电荷转移到头发上
B．头发上的正电荷转移到气球上
C．气球和头发带同种电荷而相互排斥
D．气球和头发带异种电荷而相互吸引
【答案】D
【分析】因摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电，异种电荷相互吸引。
【解答】解：因摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电，用气球（由橡胶制成）与自己的头发摩擦几下，气球和头发带异种电荷，而异种电荷相互吸引，气球“粘”在头发上，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。
【点评】本题考查摩擦起电现象及电荷间的相互作用。
【变式练3】（2023 四川）如图所示的“静电章鱼实验”中，与羊毛摩擦过的塑料细丝像章鱼脚一样分开，是由于细丝带上了 　 　（选填“同种”或“异种”）电荷而相互 　 　（选填“吸引”或“排斥”）。
【答案】同种；排斥。
【分析】同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，据此判断。
【解答】解：由实验现象可知，与羊毛摩擦过的塑料细丝像章鱼脚一样分开，这是由于细丝带上了同种电荷而相互排斥造成的。
【点评】本题考查了对摩擦起电现象和电荷间相互作用的认识，属基础题。
模型5 物体带电情况的判断
（2023 内江）a、b、c三个轻质小球，a带正电，相互作用的情况如图所示，则c的带电情况是 　 　（选填“带负电”“不带电”或“带正电”）；用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近c球，二者将互相 　 　（选填“吸引”或“排斥”）。
【答案】带负电；吸引。
【分析】（1）同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
（2）排斥的带有同种电荷，吸引的可能带有异种电荷，也可能带电体吸引不带电体。
【解答】解：电荷间的相互作用规律为：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。带电体有吸引轻小物体的性质。a带正电，b与a互相吸引，则b有可能带负电或不带电；因为b与c互相排斥，则b与c都带电且带同种电荷，所以b与c都带负电。用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，c带负电，因异种电荷相互吸引，则两者互相吸引。
名师点拨：带电体吸引不带电体，排斥带同种电荷，吸引可能带异种电荷，其中之一带电。注意带电体具有吸引轻小物体的性质。
【变式练1】（2022 绥化）将a、b、c三个轻质小球悬挂起来，相互作用情况如图所示，已知a带正电，则c的具体带电情况是　 　；用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近a球，二者将互相　 　（选填“吸引”或“排斥”）。
【答案】带负电或不带电；吸引。
【分析】（1）同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
（2）用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。
【解答】解：小球a、b相互排斥，说明一定带同种电荷，a带正电，则b一定带正电；b、c相互吸引，说明可能带异种电荷或其中一个不带电，则c带负电或不带电；用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，故用毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近a，二者将相互吸引。
【点评】本题考查电荷间的相互作用规律和两种电荷的特点。
【变式练2】（2023 镇江）如图所示，在科技节表演中，小林用PVC塑料管隔空推起塑料细丝，使它不下落，已知塑料细丝带负电荷，则PVC管（　　）
A．带正电荷 B．带负电荷 C．不带电 D．无法判断
【答案】B
【分析】同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
【解答】解：用PVC塑料管隔空推起塑料细丝，使它不下落，说明存在排斥力，根据同种电荷相互排斥，PVC管带的电荷与塑料丝相同，都是负电荷。故选：B。
【变式练3】（2023 青岛）（多选）有甲、乙、丙三个带电体，甲物体排斥乙物体，乙物体吸引丙物体。如果丙物体带正电，则下列判断正确的是（　　）
A．甲物体带正电 B．甲物体带负电
C．乙物体带负电 D．乙物体带正电
【答案】BC
【分析】根据电荷间的相互作用规律分析：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
【解答】解：甲、乙、丙三个带电体，丙带正电，丙与乙互相吸引，所以乙带负电，甲、乙互相排斥，则甲也带负电，故AD错误，BC正确。
【点评】本题考查了利用电荷间的相互作用规律判断物体带电情况，注意两个物体想到吸引时，两个物体可带异种电荷，或一个带电，另一个不带电。
模型6 验电器的原理及使用
（2023 自贡）如图所示，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球，验电器的两片金属箔张开一定的角度。两片金属箔张开是因为在这个过程中　 　 （选填“产生了电荷”或“电荷发生了转移”）使两片金属箔带上了　 　 电荷（选填“同种”或“异种”）。
【答案】电荷发生了转移；同种。
【分析】根据摩擦起电的实质分析橡胶棒带电情况，进而分析两片金属箔带电的原因，根据电荷间的相互作用分析两片金属箔张开的原因。
【解答】解：毛皮与橡胶棒摩擦时，橡胶棒因得到电子而带负电荷，接触验电器金属球后橡胶棒上多余的电子会转移到验电器上，验电器的金属箔因带同种电荷相互排斥而张开一定的角度。
名师点拨：本题考查验电器的原理及使用，属于基础题。
【变式练1】（2023 广西）兴趣小组用塑料瓶、锡箔纸、金属线等物品制作了简易验电器。如图所示，将跟头发摩擦过的笔杆接触验电器的金属线，发现锡箔纸张开，说明笔杆因为　 　转移而带电，锡箔纸带 　 　（选填“同种”或“异种”）电荷。
【答案】电子；同种
【分析】摩擦起电的实质是电子的转移，验电器的工作原理是：同种电荷相互排斥。
【解答】解：将跟头发摩擦过的笔杆接触验电器的金属线，发现锡箔纸张开，说明笔杆因为电子转移而带电，锡箔纸带同种电荷相互排斥而张开。
【变式练2】（2022 营口）如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球，金属箔片因带上 　 （选填“正”或“负”）电荷互相 　 　而张开，瞬时电流方向是 　 　（选填“由玻璃棒到验电器”或“由验电器到玻璃棒”）。
【答案】正；排斥；由玻璃棒到验电器。
【分析】（1）丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电；
（2）电荷间相互作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；
（3）物理学上规定：正电荷定向移动的方向为电流方向，与电子定向移动方向相反。
【解答】解：丝绸和玻璃棒摩擦，玻璃棒束缚电子的本领弱，失去电子带正电。带正电的玻璃棒接触不带电的验电器时，验电器金属球上的电子会转移到玻璃棒上，金属箔片因为失去电子而带正电荷，同种电荷相互排斥而张开。因为电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，所以电流的方向是从玻璃棒到验电器。
【变式练3】（2023 德阳）如图所示，用被丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球，发现验电器的两片金属箔张开，下列说法正确的是（　　）
A．金属球带正电，金属箔带负电
B．两片金属箔都带负电，由于互相排斥而张开
C．两片金属箔都带正电，由于互相排斥而张开
D．任何情况下，验电器都不能够检验出带电体所带电荷的电性
【答案】C
【分析】被丝绸摩擦过的玻璃棒带正电；验电器的工作原理：同种电荷相互排斥；
电荷间相互作用：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。
【解答】解：被丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用带正电的玻璃棒接触验电器的金属球，金属球和验电器的两片金属箔都带正电，由于同种电荷互相排斥，验电器的两片金属箔张开；一般情况下验电器不能够检验出带电体所带电荷的电性，如果已知验电器所带电荷的电性，用该验电器去检验另一个带电体，可以根据两片金属箔张开角度的变化判断另一个带电体所带的电性（如果是同种电荷，金属箔张开角度变大，如果是异种电荷，金属箔张开角度变小），故ABD错误，C正确。故选：C。
模型7 电路的基本组成
（2023 自贡）如图所示，用充电宝给手机充电时，充电宝相当于电路中的（　　）
A．开关 B．电源 C．用电器 D．导线
【答案】B
【分析】充电宝消耗电能时，充电宝相当于用电器，充电宝提供电能时，充电宝相当于电路中的电源。
【解答】解：充电宝给手机充电时，充电宝提供电能，充电宝相当于电路中电源。故选：B。
名师点拨：同一个元件，在不同状态下，在电路中的作用是不同的，例如充电宝给手机充电时，充电宝相当于电源，给充电宝充电时，充电宝相当于用电器。
【变式练1】（2023 襄阳）下列能提供电能的装置是（　　）
A．电能表 B．电饭锅 C．开关 D．干电池
【答案】D
【分析】了解电路的各个组成部分，知道各元件在电路中所起的作用，可逐一做出判断。
【解答】解：A、电能表是测量电路中用电器消耗电能多少的仪表，故A不符合题意；B、电饭锅属于用电器，在电路中消耗电能，故B不符合题意；C、开关的作用是控制电路的通断，故C不符合题意；D、干电池属于电源，是提供电能的装置，故D符合题意。
【点评】本题主要考查了对电路基本组成，以及对各元件在电路中作用的了解，属电学基础题。
【变式练2】（2023春 大兴区校级期末）如图所示为宾馆房间取电房卡装置。将房卡插入槽中，房间内的用电器才能使用。图中装置的作用相当于电路中的　　
A．用电器 B．开关 C．导线 D．电源
【答案】B
【分析】开关的作用是控制电路的通断，串联电路中开关控制所有用电器，并联电路中干路的开关控制所有用电器，支路的开关控制本支路用电器。
【解答】解：房卡可以控制用电器的工作，不插入插槽中，所有房间内的用电器都不工作，即房间内的所有用电器都发生断路，所以房卡相当家庭电路的开关；故选B。
【变式练3】（2023 兴宁区校级一模）小明同学设计并制作了一个“盲人水杯”，其工作原理如图所示。杯中近杯口处点是水位器的两个金属触点，当杯中的水位达到位置时，水位器会发出音乐声，表示水已盛满。杯口处的两个金属触点的作用相当于　　
A．导线 B．开关 C．用电器 D．电源
【答案】B
【分析】由图可知，电路由水位器、电源、导线组成，当电路闭合时，水位器才有可能发出声音，根据题意分析触点的作用。
【解答】解：由题意知：当杯中的水位到达位置时，电路接通，水位器会发出音乐声，这说明杯口处两个触点的作用相当于开关。故选B。
模型8 电路图和实物图的转化
（2022 武汉）下列电路图中，与实物电路对应的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【分析】根据实物图分析电路的连接方式，然后得出正确的电路图。
【解答】解：根据实物图可知，电流从电源的正极出来，分成两条路径：一条路径经过灯泡L1；另一条路径经过灯泡L2、开关S2；两条电流的路径汇合后经过开关S1回到电源的负极；所以该电路为并联电路，开关S1接在干路中，开关S2控制灯泡L2，故A图正确。
名师点拨：本题考查根据实物图选择电路图，关键是明白电路中各个用电器的连接情况，根据实物图画电路图是整个初中物理的难点也是重点。
【变式练1】（2022 深圳）如图是某实物连接电路。请根据实物图在方框内画出对应的电路图。
【答案】如图所示
【分析】根据实物图画电路图时，注意电路元件的符号，串联电路中从电源正极到负极只有一条路径。
【解答】解：由实物图可知，电路中只有电风扇这一个用电器，可以用电动机的符号表示，则对应的电路图如答案图所示。
【点评】本题考查了根据实物图画电路图的应用，属于基础题，难度不大。
【变式练2】（2022 天津）手电筒的结构如图所示，按下按键时，电路接通小灯泡发光。该手电筒的电路图，选项图中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【分析】由题意知，电源、开关、灯泡组成电路，开关控制灯泡，由此分析解答。
【解答】解：按下按键时，电流流过的路径为正极→灯泡→开关→负极，故B正确。
【变式练3】（2022 赤峰）根据如图实物电路，画出对应的电路图。
【答案】如图所示
【分析】由图可知两灯泡串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电压表测灯泡L1两端的电压。
【解答】解：由图可知两灯泡串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电压表测灯泡L1两端的电压，如答案图所示。
模型9 辨别电路的三种状态
（2022 自贡）小谢在做实验时，先连成如图所示的电路，闭合开关S1并观察灯泡亮暗情况后，再闭合开关S2，小谢看到的现象是（　　）
A．两只灯泡一直都不亮
B．两只灯泡一直亮
C．两只灯泡开始都亮，后来L2不亮
D．两只灯泡开始都亮，后来L1不亮
【答案】D
【分析】根据电路的连接情况，判断出电流的流向，再结合闭合不同开关时，电路的状态变化，对其工作情况做出判断。
【解答】解：读图可知，当只闭合S1时，两灯泡串联，所以两灯开始都发光，当再闭合S2时，灯L1被短路，只有灯L2工作，所以后来L1不亮，L2亮。故选：D。
名师点拨：本题主要考查对电路连接情况的认识，能根据电路的连接，判断电路的工作情况，是我们应该熟练掌握的能力之一。
【变式练1】（2022 淮安）如图所示，闭合开关S1，电灯L1、L2都能发光。再闭合开关S2，观察到灯泡的发光情况是（　　）
A．L1、L2都变亮 B．L1变亮、L2不亮
C．L1、L2都变暗 D．L1不亮、L2变亮
【答案】D
【分析】根据实物图分析电路的连接方式；用电器的两端被导线相连，则用电器会被短路。
【解答】解：闭合开关S1，该电路为串联电路，电灯L1、L2都能发光；再闭合开关S2，灯泡L1的两端被导线相连，则灯泡L1被短路，L1不发光；通过灯泡L2电流变大，L2更亮。
故选：D。
【点评】本题考查了电路的识别，明确短路现象是解题的关键。　
【变式练2】（2022 成都）实验小组的同学连接了四个电路（如图）来探究开关的控制作用，下列判断正确的是（　　）
A．甲电路中，开关S只控制L1
B．乙电路中，闭合开关S，两灯都亮
C．丙电路中，闭合开关S，L1亮，L2不亮
D．丁电路中，断开开关S，L1不亮，L2亮
【答案】D
【分析】（1）开关与其控制的灯泡串联接入电路；（2）串联电路互相影响，并联电路互不影响；（3）根据电路的三种状态：通路、开路、短路分析。
【解答】解：A、甲中，两灯泡串联接入电路，开关可控制两个灯泡，故A错误；
B、乙中，开关断开，两灯泡串联接入电路，开关闭合，L1短路，L2亮，故B错误；
C、丙中，闭合开关，两灯泡短路，都不亮，故C错误；
D、丁中，闭合开关，两灯泡并联接入电路，断开开关，电路为灯泡L2的简单电路，故D正确。
【点评】本题考查电路的辨别，分清电路的三种状态是关键。
【变式练3】（2022 常州）在空间站失重环境下，书写并非易事。
（1）用铅笔书写，飞溅的铅笔芯颗粒（石墨材料）导电性能极佳，进入电器会导致电路发生　 　故障。
（2）用钢笔书写，墨水不会自动往下流，导致书写断断续续。为此，美国于1965年设计出如图甲所示的“太空圆珠笔”，书写过程中，笔尖与纸张的摩擦类型属于 　 　摩擦，笔芯内氮气的质量 　 　，密度 　 　。
（3）2021年9月的“开学第一课”，航天员刘伯明在空间站用毛笔写下了“理想”二字，如图乙所示，书写过程中墨汁附着在毛笔上并没有四处飞溅，从分子角度而言，这是因为　 　 。
【答案】（1）短路；（2）滚动；不变；变小；（3）分子间有引力。
【分析】（1）电路的三种状态是通路、短路和断路。即处处连通的电路叫做通路；某处断开的电路叫做断路，也叫开路；短路是将导线直接接在电源正负两极上的电路；
（2）摩擦力的类型：静摩擦力、滚动摩擦与滑动摩擦；结合密度公式分析笔芯内氮气的密度的变化；
（3）分子之间存在着相互作用的引力和斥力。
【解答】解：（1）铅笔芯颗粒（石墨材料）导电性能极佳，进入电器会导致导线直接接在电源正负两极上，使电路发生短路故障；
（2）用圆珠笔写字时，笔尖在纸上滚动，阻碍笔尖滚动的摩擦属于滚动摩擦；墨水向笔尖流动，笔芯内氮气的体积增大，质量不变，由密度公式可知，密度变小；
（3）空间站书写过程中墨汁附着在毛笔上并没有四处飞溅，从分子角度而言，这是因为分子之间存在着相互作用的引力。
【点评】本题考查了电路的三种状态、密度及其特性等，是综合题，难度不大。

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