电荷、电流和电路、串联和并联

北 京 四 中 　 编稿：李丽娟　 　　 审稿：姚雄伟　 　　　 责 编：李井军 电荷、电流和电路、串联和并联 　　一、电荷electric charge 　　1、带电 　　物体具有了吸引轻小物体的性质，我们就说物体带了电或说物体带了电荷。 　　2、使物体带电的方法 　　A、摩擦起电：用摩擦的方法使物体带电；其实质是指两种不同的物体相互摩擦后，各自带上等量异种电荷的现象。通常情况下，原子是中性的，物体也是呈中性的。由于不同物体的原子核对于核外电子的束缚能力不同，在相互摩擦中，束缚能力弱的物体失去电子，束缚能力强的物体得到电子。摩擦起电的过程是电荷的转移过程，而非创造了电荷。例如：丝绸和玻璃棒相摩擦，由于丝绸这种物质的原子核对核外电子的束缚能力较玻璃棒的原子核对核外电子的束缚能力强一些，在相互摩擦中，丝绸这种物质能够从玻璃棒上得到一些电子，从而有多余电子而带负电荷，玻璃棒由于失去电子，从而缺少电子而带等量的正电荷。 　　B、接触带电：用接触的方法使物体带电；即：一个不带电的物体与另一个带电的物体接触时，不带电的物体也带了同种电荷。接触带电实际上是电荷的转移。 　　☆C、感应起电：利用静电感应的方法使物体带电；感应起电是由于电子在导体内部转移形成的。 　　3、检验物体是否带电的方法 　　A、看是否可以吸引轻小物体； 　　B、利用电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引； 　　C、通过验电器。（验电器是根据同种电荷相互排斥的原理制成的） 　　（二）、两种电荷 　　1、自然界中存在两种电荷：正电荷和负电荷 　　正电荷：与丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷，称为正电荷， 　　负电荷：与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷，称为负电荷。 　　2、同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 　　3、电荷量：电荷的多少叫电荷量。单位：库仑 简称“库”，符号“C”。 　　（三）原子结构　 元电荷 　　1、元电荷： 　　精确的实验表明，任何带电体所带的电荷量总是等于某一个最小电荷量的整数倍，即电子所带电荷量的整数倍。因此人们把一个电子所带电荷量的绝对值叫“基本电荷”，也叫“元电荷”（带电量最小的电荷），用符号“e”表示，则 e=1.6×10-19C。 　　2、带电体的电量：q=ne 　　电子是最小的带负电的电荷。 　　3、原子呈电中性： 　　物体由原子构成，原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成。质子带正电，核外电子带负电，且质子数=核外电子数，则原子带的正电与负电等量，原子不显电性，呈电中性，物体也呈电中性，但不能说物体没有电荷。 　　（四）导体和绝缘体 　　善于导电的物体叫导体。例如：金属、人体、大地、石墨及酸、碱、盐的水溶液等都是导体。导体能够导电，是因为导体内部有大量可以自由移动的电荷。 　　不善于导电的物体叫绝缘体。例如：橡胶、塑料、玻璃、陶瓷、油等都是绝缘体。绝缘体不容易导电，是因为绝缘体内部几乎没有可以自由移动的电荷。 　 　　导体和绝缘体之间没有绝对的界限，在一般情况下是绝缘体，当条件改变时，也可以变为导体。 　　二、电流和电路 　　（一）、电流 　　1、电流的形成：电荷的定向移动形成电流 　　2、形成持续电流的条件： 一是必须有电源；二是电路是闭合的； 　　　 在金属导体中，自由电子的定向移动形成电流 　　　 在电解液中，阴、阳离子的定向移动形成电流 　　3、方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向 　　（二）、电路electric circurit 　　1、构成：电源、用电器、导线、开关 　　A、电源power supply：能够提供持续电流的装置。电源的作用是在电源内部不断地使正极聚集正电荷，负极聚集负电荷，以持续对外供电。从能量转化的观点来看，电源是将其他形式的能转化成电能的装置。在电源的外部，电流从电源正极出发，流经用电器，回到电源的负极；在电源的内部电流由负极流向正极。 　　B、用电器：用电来工作的设备，它的作用是消耗电能，并将电能转化为其他形式的能。 　　C、导线：用来连接电源、用电器和开关组成电路，起到传输电能通道的作用。 　　D、开关：用来控制用电器的工作，接通或切断电路 　　2、电路的状态： 　　通路：处处连通的电路叫通路 　　断路：断开的电路叫断路，也叫开路。 　　短路：直接用导线把电源正负电极连接起来的电路叫短路。 　　在电路中，如果用电器的两端直接被同一根导线连接时，电流将不通过用电器，直接经导线流过，这种现象叫该用电器被“短接”。 　　3、电路图： 用规定的符号表示电路连接情况的图叫电路图。 　　电路图符号： 　 　　 　　　　 　　三、串联和并联 　　串、并联电路的比较： 　 　　【例题解析：】 　　例1、一个学生直接用手拿一根与丝绸摩擦过的铜棒与验电器的金属球接触，则验电器的金属箔片： 　　A.金属箔片会张开，且带上正电荷　　　　　 B.金属箔片会张开，且带上负电荷 　　C.金属箔片会张开，但不知会带上何种电荷　 D.金属箔片不会张开，且不带电 　　解析：铜棒与丝绸摩擦后，会带上等量的异种电荷，但由于铜棒及与之相连的人体、大地都是导体，铜棒上带了电荷后会在瞬间经过人体流入大地，所以铜棒不带电，金属箔片不会张开。 　　正确答案：D 　　两种物体相互摩擦会带上异种电荷，电荷在导体中能迅速的移动，而在绝缘体中却不易移动，所以绝缘体就容易带电。 　　例2、三只轻纸球分别用丝线悬挂着，其中任意两只球靠近时相互吸引，则下面结论正确的是 　　A.三只球都带电　　　 B.有两球带同种电荷，第三球不带电 　　C.只有一球带电　　　 D.有两球带异种电荷，第三球不带电 　　解析：若物体带异种电荷，则其相互吸引；若一个物体带电，则其可以吸引轻小物体。因为三只轻纸球两两相互吸引，则不可能三只球都带电、或只有一球带电、也不可能两球带同种电荷,所以A、B、C错.正确答案：D 　　对于此类问题，我们可以由电荷间的相互作用规律及带电体能吸引轻小物体的性质综合判断。 　　例3、在一个有一只电键两只灯泡组成的电路中，当电键断开时，两只小灯泡都不发光，当电键闭合时，两只小灯泡都能发光，那么这两只小灯泡的连接方式是 　　A.一定是并联　　　　　　　　　　 B.一定是串联 　　C.可能是串联，也可能是并联　　　 D.以上说法都不对 　　解析：电键在串联电路中能控制两只灯泡，在并联电路中，如果电键在干路上也可以同时控制两只灯泡。 　　正确答案：C 　　根据电键在电路中的作用，以及电键的连接方式可以做出用电器连接方式的正确判断。 　　例4、如图所示的电路中，只连通S1时 _______灯亮；只连通S2时 ________灯亮；同时连通S1、S2、S3将发生________事故。 　　解析：只连通S1时，电流从电源正极出发经L2、S1、回到电源负极，所以L2灯亮；只连通S2时，电流从电源正极出发经L2、S2、L1回到电源负极，所以L1、L2两灯都亮；同时连通S1、S2、S3时，电流从电源正极出发，经S3、S2、S1回到电源负极，将发生短路事故。 　　正确答案：L2，L1、L2，短路 　　开关在电路中不仅能起控制电路通、断的作用，还能改变电路的结构。 　　例5、如下列所示各图中，为串联电路的是 　　 　　解析：图A中，开关闭合后，电路处于短路状态；图B中，一条导线直接接在了电池的两极，电路处于短路状态；图C中，电流分别经L1、L2流回电源的负极，有两条回路，是并联电路；图D中，电流始终是一条路经，电路只有一个回路，是串联电路；图E中，电流分别经L1、L2流回电源的负极，有两条回路，也是并联电路。正确答案：D 　　在判断串、并联电路时，可采用“回路法”。即：让电流从电源正极出发经过各用电器回到电源的负极，途中不分流，电流始终是一条路经，电路只有一个回路，这些用电器的连结方式就是串联；如果电流在某处分为几条支路，每条支路上还有用电器，电流的路径有几条，构成了几条回路，这些用电器的连结方式就是并联。