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3.1 电荷与电流
本节导航·目标清单 教材精研·内容全解 避坑指南·易错辨析实战演练·随堂检测 巩固拓展·课后提升
01 本节导航·目标清单
目标导航 方法指导
认识摩擦起电，能用摩擦起电解释生活中的现象。 知道电荷间的排斥与吸引作用。 知道电流形成的条件，会判断电流的方向。 掌握电路的基本组成、电路状态、电路元件符号及作用。 知道串联与并联电路的特点，会画简单电路图。 掌握电流表的量程及读数，会用电流表测电流。 概念辨析：摩擦起电的实质是电子转移，得到电子带负电，失去电子带正电。 电流方向：规定正电荷定向运动的方向为电流方向；金属导体中电子定向移动方向与电流方向相反。 电路分析：电源→用电器→开关→导线；识别通路、开路、短路。 仪表使用：电流表串联、正进负出、先试触再读数。
02 教材精研·内容全解
考点01 摩擦起电与两种电荷
1. 摩擦起电现象
用丝绸摩擦过的玻璃棒、用头发摩擦过的塑料尺等，能够吸引轻小的纸屑、毛发、细小水流、碎纸屑、泡沫小球等物体，这种吸引轻小物体的现象说明物体带了电。摩擦起电的现象在干燥环境中更容易发生，潮湿环境下实验往往不易成功。
摩擦后的梳子吸引小纸屑 摩擦后的玻璃棒吸引小纸屑 摩擦后的气球使细水流弯曲
2. 摩擦起电的实质
物体内有两种不同的带电粒子：质子和电子。质子带1个单位的正电荷，电子带1个单位的负电荷。通常情况下，物体内质子数与电子数相等，正、负电荷相互抵消，物体整体不显电性。物体之间摩擦时，一个物体上的电子会转移到另一个物体上。得到电子的物体带负电，失去电子的物体带等量的正电。摩擦起电并不是创造了电荷，而是电子从一个物体转移到了另一个物体。这种聚集于物体上的电荷叫作静电。
未接通电路时电子杂乱无章；接通电路时电子产生定向运动
3. 两种电荷
人们把用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫作正电荷；把用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫作负电荷。自然界中只存在两种电荷。记忆口诀：玻（玻璃棒）丝（丝绸）正，橡（橡胶棒）皮（毛皮）负。
考点02 电荷间的相互作用与验电器
1. 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。用带电的玻璃棒和橡胶棒同时接触两个不带电的泡沫塑料小球，两小球因带异种电荷而互相靠近；用同种带电棒分别接触两小球，两小球因带同种电荷而互相远离。
悬挂的两个泡沫塑料小球
2. 验电器
验电器是一种检测物体是否带电的仪器。当待测物体接触验电器顶端的金属球时，物体所带的电荷会传到玻璃钟罩内的金属箔片上；由于同种电荷相互排斥，两片金属箔会自动分开成一定角度。验电器不仅能检验物体是否带电，还能粗略比较带电量的多少：对同一个验电器，金属箔张开的角度越大，说明被检验物体所带电荷量越多。
验电器的构造与原理
3. 静电的应用
生产和生活中静电的应用非常广泛，例如静电除尘、静电喷漆、静电复印等。
考点03 电流
1. 电流的形成与方向
电源能使导体内部的电荷产生定向运动，形成持续不断的电流。像发电机、电池这种能提供电能的装置叫作电源。科学上规定正电荷定向运动的方向为电流方向。金属导体中的电流是由带负电的电子定向移动形成的，电子从电源的负极流出，流向电源的正极，因此电子运动方向与电流方向相反。
闭合电路中的电流方向与电子运动方向
2. 电流强度与单位
导体中电流的大小称为电流强度，简称电流，用字母I表示。电流是指通过导线某一横截面的电荷的多少与通电时间之比。电流的单位是安培，简称安，符号为A。常用的小单位有毫安（mA）和微安（μA），它们之间的换算关系为：，。
3. 人体与电流
人体心脏中的某些细胞会产生微弱的脉冲电流，用心电图可以分析判断心脏的工作情况；人脑受到不同程度刺激也会产生脑电流，据此人们发明了测谎仪、脑机接口等。一般情况下，能引起人感觉的最小电流约为1 mA；当通过人体的电流达到10 mA以上时，就有可能危及生命。
考点04 电路与电路图
1. 电路的组成
把电源、用电器和开关用导线连接起来组成的电流路径叫作电路。电源提供电能，用电器消耗电能，导线连接各元件并形成电流的路径，开关控制电路的通断。
2. 电路的三种状态
开关闭合时，电路中就会有电流，这样的电路叫作通路，也叫闭合电路；开关断开，或电路中某一部分断开时，电路中不再有电流，这样的电路叫作开路或断路。不经过用电器，直接用导线将电源两极连接起来，叫作电源短路。电源短路时，电路中电流过大，会损坏电源，严重时会引发火灾，必须谨防电源短路。
通路 开路 电源短路
3. 电路元件符号与电路图
用元件符号代替实物表示电路的图称为电路图。画电路图时，元件符号要与实物一一对应；图形最好呈长方形，导线横平竖直；元件符号不能画在拐角处，要均匀分布。
常见电路元件及符号
4. 串联电路与并联电路
把电路元件逐个顺次连接起来接入电路，这种连接方式叫作串联；把电路元件并列连接起来再接入电路，这种连接方式叫作并联。在并联电路里，并联用电器的连接点叫作分支点；从电源两极到两个分支点的那部分电路叫作干路，两个分支点之间的两条电路叫作支路。
串联电路 并联电路
5. 识别串、并联电路的方法
常用方法有：概念法（按定义判断）、电流路径法（看电流是否分叉）、拆除法（去掉一个用电器，看其他用电器是否工作）和短路法。
考点05 电流的测量
1. 电流表
测量电流的仪器叫电流表，符号是。电流表根据电流的磁效应原理设计：电路中的电流越大，附近的磁针偏转角度越大。学校实验室常用的电流表一般有三个接线柱、两个量程：0～0.6 A和0～3 A。不同量程的分度值不同：0～0.6 A量程分度值为0.02 A，0～3 A量程分度值为0.1 A。
电流表的结构 电流表读数步骤
2. 电流表的使用规则
① 使用前检查指针是否对准零刻度线，如有偏差需调零。② 正确选择量程：被测电流不得超过量程；在不能预先估计电流大小时，应先用较大量程试触。③ 电流表必须串联在被测电路中。④ 使电流从“＋”接线柱流入，从“－”接线柱流出。⑤ 绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源两极。
3. 判断电流表测量对象的方法
回路法：电流表和哪个用电器串联，就测量通过那个用电器的电流。去表法：将电流表去掉，分析哪些用电器不能工作，则去掉的电流表测量的就是通过那些用电器的电流。
4. 串、并联电路的电流特点
串联电路中电流处处相等；并联电路中干路电流等于各支路电流之和。
串联电路中测量1、2、3三处电流 串、并联电路的识别方法
03 避坑指南·易错辨析
易错警示 1. 摩擦起电不是创造了电荷，而是电子发生了转移：得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电。 2. 电流方向与电子定向移动方向相反：规定正电荷定向移动方向为电流方向，电子从电源负极流向正极。 3. 电源短路会损坏电源甚至引发火灾，任何情况下都不允许不经过用电器直接把导线接在电源两极。 4. 电流表必须串联在待测电路中，电流从“＋”接线柱流入、“－”接线柱流出，否则指针反向偏转。 5. 并联电路中干路电流等于各支路电流之和；若各支路电流相等，可能是选用了规格相同的用电器，结论不具普遍性。 6. 画电路图时元件符号不能画在拐角处，导线要横平竖直，电路图应与实物图一一对应。
04 实战演练·随堂检测
【实战演练】
1. 如图是一只猫在毛毯上打滚后身上粘了多个气球的情景。猫打滚过程中与毛毯之间发生了________现象，轻小的气球能粘在猫身上是因为____________________。
答：________________________________
答：________________________________
2. 如图是“静电章鱼”实验，用比塑料易失去电子的毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管。把塑料丝往空中抛出后将塑料管放在下面，此时塑料丝可以静止在空中，形状像章鱼。塑料管经毛皮摩擦后带____电；塑料丝呈章鱼状是因为________________。
答：________________________________
答：________________________________
3. 下列有关电流形成的说法中正确的是（ ）
A. 只有正电荷定向移动才能形成电流
B. 若要使电路中有持续电流就需要有电源
C. 正、负电荷同时向相反方向定向移动不能形成电流
D. 金属导体中，自由电子定向移动的方向就是电流的方向
4. 如图所示三个电路，其中____的电路状态是通路，____的电路状态是开路，____的电路状态是短路。
答：________________________________
答：________________________________
答：________________________________
5. 某同学在使用电流表测量通过某一灯泡的电流时，闭合开关后，发现电流表的指针反向偏转，于是他立即断开开关。
（1）测量时产生这种现象的原因是________________________。
（2）该同学为了完成实验，下一步应该采取的措施是________________________。
（3）改正错误后，该同学闭合开关，电流表示数如图所示，则此时电流大小为____A。
答：________________________________
答：________________________________
答：________________________________
6. 如图甲是小明探究并联电路电流规律的实验电路图。
（1）闭合开关前，发现电流表指针如图乙所示，原因是________________。
（2）正确操作后，电流表示数如图丙所示，则读数为____A。
（3）实验中测得两支路电流相等，原因是________________________。
答：________________________________
答：________________________________
答：________________________________
参考答案
【实战演练】
第1题： 摩擦起电；带电体能吸引轻小物体
解析：猫在毛毯上打滚时与毛毯摩擦而带电，这是摩擦起电现象；轻小的气球能粘在猫身上是因为带电体能吸引轻小物体。
第2题： 负；同种电荷相互排斥
解析：毛皮比塑料易失去电子，所以毛皮摩擦塑料管时，塑料管得到电子带负电；塑料丝与塑料管带同种电荷，因同种电荷相互排斥而呈章鱼状。
第3题： B
解析：A错：正、负电荷定向移动都能形成电流；B对：电源是提供持续电流的装置；C错：正、负电荷同时向相反方向定向移动也能形成电流；D错：金属导体中自由电子定向移动方向与电流方向相反。
第4题： 丙；乙；甲
解析：甲图中导线直接连接电源两极，为电源短路；乙图中开关断开，为开路；丙图中处处连通，灯泡能正常工作，为通路。
第5题： （1）电流表正、负接线柱接反了；（2）将电流表的正、负接线柱接线对调；（3）1.6
解析：（1）指针反向偏转说明电流从负接线柱流入、正接线柱流出；（3）电流表选用0～3 A量程，分度值0.1 A，指针指在1.6 A处。
第6题： （1）电流表没有调零；（2）0.24；（3）选取了两只规格相同的灯泡做实验
解析：（1）闭合开关前指针不在零刻度线，说明使用前未调零；（2）选用0～0.6 A量程，分度值0.02 A，读数为0.24 A；（3）并联电路中各支路电流相等是因为灯泡规格相同，实验器材太特殊。

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