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第一讲 电荷、电流、电压、电阻
教材知识过基础
教材改编随堂测
分层梳理过实验
两种电路
一、摩擦起电
二、电荷间相互作用
三、导体和绝缘体
1.导体和绝缘体
2.导体和绝缘体之间没有绝对的界限
一般情况下，不容易导电的物体，当条件改变时，也有可能导电，变为导体。例如，常温下玻璃板时绝缘体，而在高温下达到红炽状态时，就变成了导体。
特别提醒：“导电”与“带电”的区别
“导电”是自由电荷的定向移动过程，导电体是导体；“带电”是电子的得失过程，能带电的物体可以是导体，也可以是绝缘体。
三、导体和绝缘体
考向01 摩擦起电
（1）摩擦起电现象
★易错警示
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。
（2）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。
电流和电路
一、电流
电荷的定向移动形成了电流
物理学中，把正电荷移动的方向规定为电流的方向
在电源外部，电流是沿着电源正极→开关→用电器→电源负极的方向流动的
正负电荷定向移动都可以形成电流，但负电荷定向移动的方向与电流方向相反
①电路中有电源；②电路为通路
二、电路的构成
1.电路：
（1）电路就是用导线将电源、用电器、开关连接起来组成的电流路径叫电路。
（2）一个简单的电路包括电源、用电器、开关、导线四种基本电路元件。
2.电路各元件作用
提供电能，使电路中有持续的电流
利用电能工作的装置
用来接通或断开电路，起控制电路通断作用
将电源、用电器、开关连接起来，形成电流的通路
三、电路图
1.电路图：为了便于研究，人们用图形符号表示电路元件；用符号表示电路元件连接的图叫电路图。
2.常见的电路元件符号
3.电路图与实物图
电路图与实物图是不同的。电路图是用规定的符号表示电路连接情况的图；实物图是用实物元件表示电路连接情况的图。
4.画电路图时的注意事项
(1)电路元件符号用统一规定的符号；
(2)连线时应横平竖直，呈方形；
(3)各元件符号不要画在拐角处，且导线尽量避免交叉；
(4)线路要连接到位，中间不能有断点；
(5)电路图中各元件符号的位置必须和实物电路的位置一致;
(6)元件做好标注，如L、S等;
(7)同一电路中涉及多个相同元件，加下标进行区别，如S1、S2等;
(8)画电路图时，一般从电源的正极开始，沿电流的方向依次画出元件符号，并用导线连接起来。
(9)导线交叉相连时要画实心点,实物图中导线不能交叉，电路图中导线可以交叉，但尽量不要交叉。
三、电路图
四、通路、断路、短路
1.电路的三种状态：通路、断路和短路
定义
正常接通的电路，即用电器能够工作的电路
直接用导线将电源的正负极连接起来的电路
某处被切断的电路
特点
电路中有持续电流，用电器工作
电路中无电流，用电器不工作
（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
2.用电器被短接与电源短路的区别与联系
用电器被短接 电源短路
区别 用电器被短接时，用电器中无电流通过，被短接的用电器不工作 电源短路时，电源、导线中会产生较大的电流，会烧坏导线和电源
联系 （1）某些情况下，用电器被短接时允许的，但电源短路绝对不允许发生；（2）当电路中只有一个用电器时，，如果该用电器被短接，闭合开关，就一定会造成电源短路 3.常见断路、短路的原因
电路故障 产生原因 结果
断路 开关未闭合，导线断裂、接头松脱等 电路中无电流，用电器不工作
短路 电源短路：导线不经过用电器直接跟电源两极相连 轻则烧坏导线和电源，重则引起火灾
四、通路、断路、短路
电阻
一、电阻
二、影响导体电阻大小的因素
【提出问题】导体的电阻大小与哪些因素有关
【猜想与假设】
（1）路越窄，车辆越难同行—导体越细，可能阻碍作用越强，电阻越大；
（2）道路越长，人走得越累—导体越长，可能阻碍作用越强，电阻越大；
（3）不同的道路同行效率不同，如高速公路、水泥路、乡间小路—导体的电阻可能与制作导体的材料（铁、铜、银、铝等）有关；
（4）物质的很多物理性质都受到温度的影响，如密度—导体的电阻是否也受温度的影响。
【设计实验】分别按甲、乙、丙所示电路图连接实物电路，其中两灯泡规格相同，测出A、B间的电压UAB，B、C间的电压UBC，A、C间的电压UAC，并分析三者间有何关系；换用不同规格的小灯泡重复实验，观察上述关系是否仍然成立。
【设计实验】（1）探究电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积是否有关，涉及的因素较多，应采用控制变量法涉及实验过程。
①选取材料、粗细相同，而长度不同的镍铬合金丝，分别接入电路中（如图所示），
观察电流表示数的变化情况，探究电阻大小与导体长度的关系。
②选取材料、长度相同而粗细不同的镍铬合金丝，分别接入电路中，观察电流表
示数的变化情况，探究电阻大小与导体横截面积的关系。
③选取粗细、长度相同的铜丝和镍铬合金丝，接入电路中，观察电流表示数变化情况，探究电阻大小与导体材料的关系。
（2）转化法：电阻大小是通过电流表示数的大小比较的。电流表示数大的电阻小，电流表示数小的电阻大，此方法称之为转换法。
（3）将日光灯的灯丝与电流表接入电路中，比较灯丝温度不同时电流表示数的变化情况，探究导体电阻与温度的关系。
二、影响导体电阻大小的因素
【进行实验】
（1）将图甲中的导线CD和EF分别接入乙图所示的电路，闭合开关，过程的示数。
（2）将图甲中的导线CD与GH分别接入乙图所示的电路，闭合开关，过程的示数。
（3）将图甲中的导线AB与CD分别接入乙图所示的电路，闭合开关，过程的示数。
（4）如图丙所示，把电阻丝接入电路，慢慢地给电阻丝加热，观察电流表示数的变化情况。
二、影响导体电阻大小的因素
【分析论证】
实验现象 实验结论
ICDICDICD给电阻丝加热，电流表示数越来越小 导体的电阻大小跟导体的温度有关
【探究归纳】导体的电阻是导体本身的已知性质，它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积。同种材料导体，长度越长、横截面积越小，导体的电阻越大。另外，导体的电阻还受温度的影响。
特别提醒：
（1）实验过程中要控制电源电压不变；
（2）在叙述结论时，要注意控制变量法思想的运用。如在“探究导体电阻的大小是否与导体横截面积有关”实验中，得出结论是“在导体的材料、长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小”，如果说成“导体的横截面积越大，电阻越小”是不准确的。
二、影响导体电阻大小的因素
三、半导体与超导体
培优拓展：导体电阻和温度的关系
（1）一般的物体，如金属，其电阻随温度的升高而增大，随温度的下降减小。
（2）有的合金，如康铜和锰铜，其电阻几乎不随温度的变化而变化，是制作标准电阻的好材料。
（3）半导体的电阻和温度的关系较为复杂，有些半导体的电阻随温度的升高而减小，有些半导体的电阻随温度的升高而增大。
变阻器
一、变阻器
1.变阻器：能改版接入电路中队长大小的元件叫做变阻器。学生实验中常用的变阻器有两种，一种是滑动变阻器，另一个是电阻箱。
2.滑动变阻器
（1）原理：通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电路中电阻的大小。
（2）作用：①调节滑动变阻器的滑片可以逐渐改变接入电路的电阻值，从而改变电路中的电流和用电器两端的电压；②滑动变阻器还能起到保护电路的作用。
（3）构造：滑动变阻器的构造如图所示：接线柱A、B之间时滑动变阻器的电阻丝；接线柱C、D之间是金属杆，电阻为零；P是金属滑片，与金属杆和电阻丝相连（电阻丝的表面涂有绝缘漆，但与滑片接触的地方绝缘漆被刮掉），滑片本身看作电阻为零。滑片移动到不同位置时，接入电路的A、C（D）或B、C（D）两个接线柱间电阻丝的长度不一样，这样就改变了接入电路中电阻的大小。
2.滑动变阻器
（4）铭牌上各数值的物理意义
20Ω：表示此滑动变阻器的最大阻值为20Ω。使用此滑动变阻器时，接入电路中的阻值可以在0-20Ω之间变化
1.5A：表示此滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A
（5）接线方式：将滑动变阻器串联接入电路，应采用两个接线柱“一上一下”的接法，不能同时使用上面两个接线柱（此时滑动变阻器接入电路的电阻为零），也不能同时使用下面两个接线柱（此时滑动变阻器接入的电阻值最大且不变），否则就起不到改变电路电阻的作用。
一、变阻器
二、电阻箱与电位器
1.电阻箱
滑动变阻器能够改变接入电路的电阻值大小，但不能准确知道接入电路的电阻阻值。如果需要知道接入电路的电阻阻值，就要用到电阻箱。电阻箱是一种可以调节电阻大小并且能够显示出电阻值的变阻器，电阻箱有两种：旋钮式电阻箱和插入式电阻箱。在电路中都用符号“ ”表示。
（1）旋钮式电阻箱
①使用方法：将电阻箱的两个接线柱接入电路中，调节六个旋钮，就能得到0—99999.9Ω之间的电阻值。
②读数方法：将各旋钮对应的小三角对准的数字乘以面板上标记的倍数，然后将数值加在一起就是电阻箱接入电路中的电阻值。如图乙所示是某电阻箱接入电路后的示意图，该电阻箱的示数：0×100000Ω+0×10000Ω+4×1000Ω+6×100Ω+8×10Ω+8×1Ω=4688Ω。
1.电阻箱
（2）插入式电阻箱
①使用方法：插入式电阻箱有两个接线柱，接线柱之间有几段电阻丝的上方有能插入或拔出的铜塞。拔出铜塞时，对应那段电阻丝就接入了电路；插入铜塞时，对应的那段电阻丝就会被短路，相对于没有接入电路。
②读数方法：如图所示，是插入式电阻箱的示意图，插入b、d铜塞，接入电路的总电阻R=10Ω+20Ω=30Ω。
实验室常用的变阻器是滑动变阻器和电阻箱，生活中常用的变阻器一般叫做电位器。常见的电位器有机械式电位器和数字式电位器。
二、电阻箱与电位器
2.电位器
（1）机械式电位器：如图所示，是机械式电位器的一种。其电阻丝呈圆弧形，滑片可以在电阻丝上转动。其接线方法是“中间固定，两边接一边”。当接中间和左端接线柱时，接入电路的电阻丝为左侧部分，如果顺时针转动滑片，则电位器接入电路的阻值变大。可连续调节亮度的台灯、可连续调节声音大小的耳机等都是使用了这种电位器。
（2）数字式电位器：数字式电位器是用数字信号控制阻值的器件（集成电路等）。它有耐振动、噪声小、寿命长、抗环境污染等优点，已在自动检测与控制、智能仪器仪表、消费类电子产品等许多领域得到应用。
二、电阻箱与电位器
第1题图
1.【导体 绝缘体】眼镜各部分的构成材料如图所
示，通常情况下属于导体的是( )
D
A. 塑料镜框 B. 玻璃镜片
C. 橡胶鼻托 D. 金属螺丝
2.【半导体 超导体】手机芯片的主要材料是________（选填“导体”“半
导体”或“超导体”）。家用电饭锅的发热电阻丝________（选填“可以”或
“不可以”）选用超导材料制作。
半导体
不可以
3.【正电荷 负电荷】被丝绸摩擦过的玻璃棒带____电，玻璃棒______电
子；被毛皮摩擦过的橡胶棒带____电，橡胶棒______电子。
正
失去
负
得到
教材改编随堂测
1.（HY九上P46图改编）如图所示，用塑料梳子在头发上摩擦几下，发现
塑料梳子能够吸引碎纸片，这是由于在摩擦过程中电子发生了______，塑
料梳子因束缚电子的能力强而带____电，从而具有______________的性质。
转移
负
吸引轻小物体
第1题图
2.（RJ九全P40图改编）两根用丝绸摩擦过的玻璃棒互相靠近时，它们之
间会发生互相______的现象；用丝绸摩擦玻璃棒，再将它与毛皮摩擦过的
橡胶棒互相靠近时，它们之间会发生互相______的现象。
排斥
吸引
第2题图
3.（RJ九全P77图改编）如图所示， 为一根铅笔芯，闭合开关后，小灯
泡发光，说明铅笔芯是______（选填“导体”或“绝缘体”）。将夹子在铅笔
芯上向左移动时，观察到小灯泡亮度改变，导致铅笔芯电阻改变的主要因
素是导体的______；固定金属夹子后加热铅笔芯，发现灯泡会逐渐变亮，
这一现象说明铅笔芯的温度越高，电阻越____（选填“大”或“小”）。
导体
长度
小
第3题图
4.（RJ九全P42图改编）如图是装有静电除尘纸的拖把，拖地时除尘纸与
地板摩擦可以轻松将灰尘和头发清扫干净。下列说法正确的是( )
D
第4题图
A. 静电除尘纸和地面摩擦创造了电荷
B. 静电除尘纸与地板带上同种电荷
C. 静电除尘拖把的工作原理与验电器相同
D. 与地面摩擦后静电除尘纸带电，能吸引轻小物体
分层梳理过实验
实验 探究影响导体电阻大小的因素（北部湾2020.20）
广西考法探究
例： 如图1所示是探究影响导体电阻大小因素的实验装置图，实验中分别把
、、、四根电阻丝接入 间，4根电阻丝的规格、材料如下表所示。
图1
图2
编号 材料
A 镍铬合金 0.25 1.0
镍铬合金 0.50 1.0
镍铬合金 0.25 2.0
锰铜合金 0.25 1.0
基础巩固
（1）广西考法 物理研究方法 实验中通过观察_______________________
_____比较电阻丝电阻的大小，这种科学研究问题的方法是______法。
（2）实验前开关应处于______（选填“闭合”或“断开”）状态。
电流表示数（或小灯泡亮
度）
转换
断开
（3）连接电流表时，为避免损坏电流表，应采用______的方法来选择电
流表的测量范围。
试触
图1
（4）选用______两根电阻丝分别接入电路中进行实验，是为了探究电阻
大小跟导体长度的关系。
、
（5）选用、 两根电阻丝分别接入电路中进行实验，是为了探究电阻大
小跟导体______的关系。
材料
图1
（6）选用______两根电阻丝分别接入电路中进行实验，是为了探究电阻
大小跟导体横截面积的关系。
、
综合提升
（7）有同学认为可以只根据灯泡亮度的变化来判断接入电路中电阻丝阻
值的变化情况，老师指出此实验中这种方法不可取，因为电源电压一定，
所选电阻丝的阻值相差太小，灯泡亮度变化________（选填“明显”或“不
明显”）。
不明显
综合提升
（8）广西考法 质疑与猜想 小晨同学通过实验探究金属丝电阻的大小与
某个预想因素是否有关，用如图2所示的电路进行实验。闭合开关，用酒
精灯给金属丝加热。在金属丝温度逐渐升高的过程中，观察到小灯泡变暗，
电流表示数变小。请你根据小晨的实验现象，写出她所探究的问题：
___________________________？
导体的电阻随温度如何变化
迁移应用
（9）广西考法 生活应用 在最近几年，我国城乡许多地区进行了输电线路
的改造，将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线，这样就______
（选填“增大”或“减小”）了输电线的电阻，从而可以减小输电线上的电能损
失。
减小
（10）广西考法 生活应用 多芯线是生产、生活中常用的导线，由多根细
导线制成。多芯线中各根细导线之间的连接方式是并联，并联相当于增大
了导体的__________，使总电阻______（选填“增大”或“减小”）。
横截面积
减小

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