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（14）电学基础
（1）概念：用摩擦的方法使物体带电。
（2）摩擦起电的条件：
a.摩擦起电必须在干燥的环境（与外界绝缘）中进行，如果空气比较潮湿，即使物体带了电，电荷也会传导到潮湿的空气中，效果不明显。
b.只有由不同物质组成的物体相互摩擦时，物体才会带电。
（3）原来不带电的两个物体摩擦起电时，它们所带的电荷量在数值上必然相等。
带电体的性质：带电体具有吸引轻小物体的性质。
（1）原子结构：原子由位于中心的原子核和核外电子组成。原子核带正电，核外电子带负电，电子绕原子核运动。
（2）原子的电性：原子核内的正电荷和核外所有电子所带的负电荷在数量上相等，原子对外不显电性。
（3）电子：电子是带有最小负电荷的粒子，所带电荷量为1.6×10-19 C。
摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的本领不同。
摩擦起电的实质：电子的转移。摩擦起电不是创造了电荷，而是电荷发生了转移。
正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷。
负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷。
电荷间的相互作用规律
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
电荷量：电荷的多少叫作电荷量，简称电荷。电荷量的单位是库仑，简称库，符号是C
验电器
（1）作用：检验物体是否带电
（2）工作原理：同种电荷互相排斥
导体 绝缘体 半导体 超导体
定义 容易导电的物体 不容易导电的物体 常温下导电性介于导体和绝缘体之间的物体 温度达到临界温度后，电阻变为 0
常见举例 金属、人 体、大地、石墨、食盐水溶液等 橡胶、玻璃、陶瓷、塑料等 硅、锗、砷化镓等 高温超导磁悬浮列车
原因 导体中有大量能够自由移动的电荷；绝缘体中几乎没有能自由移动的电荷
说明 导体和绝缘体没有绝对的界限，在条件改变时可以相互转化
电路由用电器、电源、开关、导线四个部分组成。
①电源：提供电能，将其他形式的能转化为电能，如干电池、蓄电池。
②用电器：消耗电能，将电能转化为其他形式的能，如电灯、电视机、电风扇等。
③开关：用来断开或接通电路，控制用电器的工作。
④导线：将电源、用电器、开关等各部分元件连接起来的金属线，用于输送电能。
定义：用符号表示电路连接的图。
电路中的电路元件符号是统一规定的，几种常用的电路元件及其图形符号，如图所示。
电路有三种状态：通路、断路和短路。其特点如表所示。
定义 实物图例 特点 电路图例
通路 正常接通的电路，即用电器能够工作的电路 电路中有电流，用电器正常工作
断路 电路中某处断开的电路 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 电路中有很大的电流，会损坏电源甚至烧坏导线的绝缘层，引起火灾
串联电路 并联电路
电路图
概念 把各元件依次相连，然后接到电路中 把各元件(用电器）“首首相连、尾尾相接”，并列地连在一起，然后接到电路中
电流路径特点 只有一条路径 有两条或两条以上的路径
用电器之间关系的特点 互相影响，不能独立工作 互不影响，能够独立工作
开关位置的特点 开关控制整个电路，与位置 无关 干路开关控制整个电路，支路 开关只控制这一条支路
（1）形成：电荷在金属中可以定向移动，电荷的定向移动形成电流，用符号I表示。
（2）方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
（3）电流表：用来测量电流大小的仪器。
测量范围（量程） 0~0.6A 0~3A 选择测量范围（量程）时，要进行试触
分度值 0.02A 0.1A
使用方法 ①“三要”：要选择合适的测量范围（量程），要将电流表串联在电路中，要使电流从“+”接线柱流入“-”接线柱流出； ②“一不”：在任何情况下都不允许将电流表直接接在电源两极上； ③“两看清”：看清电流表使用的测量范围（量程）和分度值
（1）作用：要使电荷在电路中定向移动，电路的两端就必须有电压。
（2）单位：kV、V、mV
（3）常见电压值：一节新干电池1.5 V、维持人体生物电流约10-3 V、家庭电路电压220 V、发生闪电时云层间电压可达103 kV
（4）测量工具：电压表
测量范围（量程） 0~3V 0~15V 选择测量范围（量程）时，要进行试触
分度值 0.1V 0.5V
使用方法（使用前调零） ①“三要”：要选择合适的测量范围（量程），要将电压表并联在电路中，要使电流从“+”接线柱流入“-”接线柱流出； ②“一允”：允许将电压表直接接在电源两极，这时测的是电源电压； ③“两看清”：看清电压表所使用的测量范围（量程）和分度值。
实验 探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点
实验器材：电源、规格不同的小灯泡、电流表、电压表、开关、导线若干
实验电路图：
设计实验和进行实验
（1）根据电路图连接好实物电路，连接电路前开关要断开。（目的是防止电路连接错误而损坏电路元件）
（2）选用合适测量范围（量程）的电流表和电压表，分别测量并记录A、B、C处的电流I1、I2、I，L1两端的电压U1，L2两端的电压U2和电源电压U，并分别对串、并联电路中的电流、电压的大小进行比较分析。
（3）换用不同规格的小灯泡，重复上述实验步骤。（目的是使实验结论具有普遍性）
分析与论证
（1）串联电路中的电流处处相等，即I=I1=I2；并联电路中干路电流等于各支路电流之和，即I=I1+I2
（2）串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和，即U=U1+U2；并联电路中电源电压与各支路用电器两端的电压相等，即U=U1=U2。
交流和讨论
在探究串联电路中电压的规律时，若选用规格相同的两个小灯泡进行实验，则会发现两个小灯泡两端的电压相等。
串、并联电路的电压（电流）规律
串联电路：（1）串联电路中电流处处相等，表达式为。
（2）串联电路中，电源电压等于各部分电路两端电压的总和，表达式为。
并联电路：（1）并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，表达式为。
（2）并联电路中各并联支路用电器两端的电压相等，且等于电源电压，用符号表示可以写为。
定义：在物理学中，用电阻（resistance）来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻通常用字母R表示
单位：（1）基本单位是欧姆，简称欧，符号是Ω。
（2）常用的单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。
（3）换算关系：。
影响电阻大小的因素
长度：在材料和横截面积相同时，导体的长度越大，电阻越大。
横截面积：在材料和长度相同时，导体的横截面积越小，电阻越大。
材料：导体电阻的大小与导体的材料有关。
（1）概念：能改变接入电路中电阻大小的元件称为变阻器。
（2）分类：滑动变阻器、电阻箱（旋钮式和插块式）。
滑动变阻器 电阻箱（旋钮式）
（3）原理：通过改变接入电路的电阻丝的长度来改变接入电路的电阻的大小。
（4）基本构造：图中电阻丝上水平方向的一条白线表示这里的绝缘层已经刮掉，电阻丝可以与滑片 P 相连，而电阻丝的两端连在 A、B 两个接线柱上，滑片 P 通过金属杆和接线柱 C、D 相连。滑片移动到不同位置时，A、C（或者 B、C）两个接线柱间电阻丝的长度不一样，这样就可以改变接入电路中电阻的大小。
（5）元件符号：
（6）结构示意图：
（7）作用：通过调节接入电路中的电阻大小，改变电流、调节电压和保护电路。
（8）滑动变阻器的使用：滑动变阻器要串联在电路中，连接时要接“一上一下”的接线柱。若同时接上面两个接线柱，则相当于接入一根导线；若同时接入下面两个接线柱，则相当于接入一个定值电阻。
实验 探究影响导体电阻大小的因素
实验器材：电源、开关、电流表、规格不同的电阻丝、导线若干等。
实验装置图：
实验方法
（1）控制变量法
（2）转换法：通过观察电流表的示数来判断导体电阻的大小
设计实验和进行实验
（1）选取长度和横截面积相同，材料不同的电阻丝接入电路中，观察并记录电流表的示数。（目的是探究导体的电阻与导体材料的关系）
（2）选取材料和横截面积相同，长度不同的电阻丝接入电路中，观察并记录电流表的示数。（目的是探究导体的电阻与导体长度的关系）
（3）选取长度和材料相同，横截面积不同的电阻丝接入电路中，观察并记录电流表的示数。（目的是探究导体的电阻与导体横截面积的关系）
分析与论证
导体电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积有关。当导体材料相同时，长度越长，横截面积越小，导体的电阻越大。
交流和讨论
（1）不用小灯泡代替电流表的原因：导体的电阻变化较小时，小灯泡的亮度变化不明显。
（2）在电路中串联一个小灯泡或定制电阻，其优点是防止电路中电流过大，损坏电路元件。
【易混易错】
易混易错点1：对验电器作用的理解
验电器能检验物体是否带电，但不能直接判断物体带什么电。
易混易错点2：对导体和绝缘体的理解
（1）导体和绝缘体只能用“容易导电”和“不容易导电”来描述，不能说“能”或“不能”。
（2）绝缘体内部并非不含电荷，只是几乎没有可以自由移动的电荷。
易混易错点3：电路作图的注意事项
1.连接实物图
（1）连接的实物图中各元件的顺序应与电路图保持一致；
（2）一般从电源正极开始连接，沿电流流向，终止于电源负极；
（3）连线应简洁、明确、到位、不得交叉，导线的端点必须在各元件的接线柱上。
2.画电路图
（1）电路元件的符号要用统一规定的符号；
（2）要注意所画符号和实物的对应性；
（3）合理安排电路元件，使之均匀分布在电路中；
（4）交叉相连导线要画粗黑圆点；
（5）一般从电源正极开始，沿着电流的方向依次画电路元件；
（6）电路图最好呈长方形，有棱有角，导线要横平竖直，比例大小要适中。
易混易错点4：电压和电流的概念理解
电压是形成电流的原因。电路中有电流，电路两端一定有电压；电路两端有电压，电路中却不一定有电流。
易混易错点5：对电阻的决定因素的理解
导体的电阻是导体本身的一种性质，与导体的材料、长度、横截面积等因素有关，与导体是否通电、导体两端电压的高低、通过导体的电流大小等因素无关。即使导体两端的电压为零，导体的电阻也仍然存在，且大小不变。
【答题技巧】
方法技巧1：判断物体是否带电的方法
（1）利用带电体能吸引轻小物体的性质：能吸引轻小物体，说明带电；不能吸引轻小物体，说明不带电。
（2）利用电荷间的相互作用规律：两物体相互吸引，可能是两物体带异种电荷或者是一物体带电，另一物体不带电；两物体相互排斥，说明两物体带有同种电荷。
（3）利用验电器：金属箔张开，说明带电；金属箔没有张开，说明不带电。
方法技巧2：电路故障的判断方法
把导线分别与各段电路的两端连接，若导线与某段电路的两端连接后，用电器工作，则该段电路断路；若导线与各段电路的两端连接后，用电器仍不工作，则电路发生短路。
方法技巧3：电流表偏转异常原因分析及解决办法
（1）指针指向零刻度线左侧
现象 前提条件 原因 解决办法
指针指向零刻度线左侧 开关闭合前 指针未调零 调节调零旋钮使指针对准零刻度线
开关闭合后 电流表的正、负接线柱接反了 将电流表正、负接线柱的接线换过来
（2）其他情况
现象 原因 解决办法
接通电源，指针不动 可能电路中有断路，也可能电流表的接线有断路，还可能电流表损坏 检查电路的连接情况，确定电路中各元件是否完好
指针偏转角度很小 电流表使用的量程太大 换用小量程
指针偏转角度过大 电流表使用的量程太小 换用大量程
方法技巧4：电流表偏转异常原因分析及解决办法使用电压表时出现的问题原因及解决办法
问题 原因 解决办法
未接通电源，指针偏转一定角度 指针未调零 调节调零旋钮使指针对准零刻度线
接通电源，指针不动 可能电路中有断路，也可能电压表的接线有断路，还可能电压表损坏 检查电路的连接情况，确定电路中各元件是否完好
指针向零刻度线左侧偏转 电压表的正、负接线柱接反了 将电压表正、负接线柱的接线换过来
指针偏转角度很小 电压表使用的量程太大 换用小量程
指针偏转角度过大 电压表使用的量程太小 换用大量程
方法技巧5：滑动变阻器的三种特殊接法
（1）短路式接法：滑动变阻器右边的电阻丝被短路。实际接入电路中的电阻丝是AP段，PB段被短接。图乙中，电流表测通过 AP 段的电流。
（2）定值电阻式：滑动变阻器的AB段全部连入电路中，电压表测量PB段两端的电压。移动滑动变阻器不影响连入电路的阻值，但会影响电压表的示数。
（3）混联式接法：用电器和滑动变阻器BP部分并联，再和AP部分串联。可通过移动滑片，使用电器（图中的小灯泡）两端电压最低为零（滑片滑到最右端，小灯泡被短路）。
方法技巧6：利用电流表示数情况判断电路故障
（1）电流表与用电器串联：①有示数：该用电器被短路。②无示数：该用电器断路。
（2）电流表与用电器并联：①其他用电器能工作：该用电器断路。②其他用电器不能工作：除该用电器之外出现断路。
方法技巧7：利用电压表判断电路故障
当用电压表去测某段电路两端的电压时
（1）若电压表有示数：说明电压表中有电流通过，或者说明电压表的两个接线柱到电源两极之间是连通的，如果该电路中有断路，则断路处一定在电压表所并联的部分，此时电压表示数接近电源电压。
（2）若电压表无示数：则说明电压表中没有电流通过，可能的原因是：电压表的接线柱接触不良；被测电路短路；被测电路以外有断路。
【回归教材】
素材1　摩擦起电(RJ九年级P40)
如图所示，干燥的天气里，将气球与头发摩擦时，会看到头发随着气球飘起来，这就是　　　　现象，说明气球与头发带上了　　　　(选填“同种”或“异种”)电荷，该原理与验电器的工作原理　　　　(选填“相同”或“不相同”)；与头发摩擦过的气球靠近不带电的细小纸屑，发现细小纸屑被吸引，这说明带电体具有　　　　　　的性质。
素材2　电荷间的相互作用(RJ九年级P40)
如图所示，用两块丝绸分别摩擦过的两根玻璃棒，吊起其中一根玻璃棒，手持另一根靠近它的一端，发现两根玻璃棒相互排斥，说明　　　　可以使物体带电，且同种电荷相互　　　　.
素材3　静电释放器(RJ九年级P42)
如图所示，这是加油站里常见的静电释放器。工作人员在提枪加油前，可以用手触摸静电释放器以清除身体上的静电，静电释放器应该用　　　(选填“金属”或“陶瓷”)制作。若除静电时电流是从大地流向人体，则人体带　　　(选填“正电”或“负电”).
【回归教材】答案：
1. 摩擦起电　异种　不相同　吸引轻小物体
2. 摩擦　排斥
3. 金属　负电

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