第一节 电流和电路物理八上学期 2008-12-16 21:39:17 阅读21 评论0 字号：大中小 订阅 第一节 电流和电路 一、电学预备知识： 1. 摩擦起电： 首先，我们一起来做几个小实验： 从实验中我们看到被头发摩擦过的梳子会吸引起头发、纸屑；被丝绸摩擦过的试管也会吸引纸屑，日常生活中还有类似的现象吗？ 其实日常生活中我们会经常遇到类似的事情，例如夏天穿的化纤裙子经常会贴到腿上；冬天脱去化纤衣服时，经常会感到头发或汗毛被吸引起来；冬天脱化纤内衣时，经常听到响声；用手剥开泡沫塑料时，泡沫屑经常会沾在手上…… 这些现象都是摩擦使物质带电的现象。像这种利用摩擦的方法使物体带电的方式称为摩擦起电。 而被摩擦带电的物体可以吸引起轻小的物体。 2. 摩擦起电的原因及两种电荷 为什么摩擦可以使物体带电呢？为了解释这一问题，我们首先来看一下原子的结构。 科学家经过长时间的研究发现：一切物质都是由分子、原子构成的。原子和分子都是很小的颗粒，即使采用一般的显微镜也无法看到。如果把原子看成是一个球，它的半径只 科学家经过研究又发现，即使是这么小的原子仍然可以再分。1897年英国科学家汤姆生发现了电子，从而证明了原子还是可以再分的。原子是由原子核和核外电子组成的。原子核几乎集中了原子的全部质量。原子核和核外的电子都带电，但是它们所带的电是两种不同的电荷，我们把原子核所带的电称之为正电，电子所带的电称为负电。电子在原子核的吸引之下，不停绕原子核运动，就像太阳系中的行星绕太阳运动差不多。 通常情况下，原子核所带正电荷的数量与电子总共所带负电荷的数量是相等的，整个原子显中性，即对外不显示带电。但是当两个物体相互摩擦时，两种物质的原子就展开争夺电子的“战争”。束缚电子能力弱的物体就会失去电子，从而带上正电；而束缚电子能力强的物体就会得到电子，带上负电。 从上述描述中我们可以看出：摩擦起点并不是创造了电荷而是利用摩擦的方法，让电荷发生了转移。 经研究发现：用绸子摩擦过的玻璃棒带正电，而用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。 3. 电荷的相互作用 找两个试管，用绸子摩擦之后，将其中一根用线吊起，用另一根去靠近它。我们会发现，吊起的试管被排斥了，如图1所示。但是如果用一根用毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近被丝绸摩擦过的玻璃棒，我们会发现，吊起的试管被吸引了，如图2所示。
由上述实验可以获知：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 二、电流和电路 水在水管中沿一定方向流动，就形成了水流，就可以推动水轮机转动。同样，如果让电荷沿一定方向流动，就形成了电流，就可以让小灯泡工作。但是利用摩擦所产生的电荷量非常少，无法形成持续的电流，小灯泡就无法连续工作。那么怎么样才能让小灯泡持续发光呢？ 来看一下能让小灯泡持续发光的电路。
这里都有哪些元件？ 在这里有能够提供持续电流的装置——电池，有起连接作用的——导线，有起控制作用的——开关，还有利用电工作的——电灯。 在物理学中，把能够提供持续电流的装置称之为电源，日常生活中常见的电源有电池、发电机。 物理学中把利用电工作的装置称为用电器，日常生活中的电铃、电灯、电冰箱、电视机等都是用电器。 也就是说一个完整的电路必须有电源、开关、用电器、导线。物理学中把用导线将电源、开关、用电器连接起来形成了电流的路径就是电路。 在电路中，电流的方向是沿着由“正极→用电器→负极”的方向来流动的，不能反向流动，对于大多数用电器而言，电流无论沿什么方向流动都能工作，但是对于半导体二极管而言，电流只能从它的一端流向另一端，而不能反向流动。当发光二极管连入电路中时，有电流流过，发光二极管就会发光，像电视机、收音机等许多家用电器上的指示灯都是发光二极管。 三、电路的三种状态 那么有电路、用电器就会工作吗？ 生活经验告诉我们只有当开关闭合，或电路处处连通时，用电器才会工作，电路中才会有电流通过。我们把开关闭合，处处连通的电路称为通路。 当电路中的开关断开或电路中某处断开时，就形成了开路（断路），开路时，电路中无电流，且用电器不工作。 还有一种电路连接的方式是绝对不允许的，如图所示。
这种连接方式中并没有接入用电器，此时电路中会出现极大的电流，短时间内可以烧坏电源，严重时可以引发火灾。这种将电源两极直接连接起来的方式称为短路，连接电路时，短路是不允许发生的。连接电路时，为防止短路，需先将开关断开，连接完检查无误之后才能闭合开关。 四、导体和绝缘体 并不是所有的物体都善于导电。物理学中把善于导电的物体称为导体；不善于导电的物体称为绝缘体。善于导电的物体中存在大量的可以自由移动的电荷，像金属中就存在着大量可自由移动的电子，所以金属是导体；酸、碱、盐的水溶液、大地、人体中都有能够自由移动的带电粒子，都是导体。不善于导电的物体中缺少可自由移动的电荷，如橡胶、塑料、玻璃、干木棍等。 但是有些时候，绝缘体也可以变成导体。例如，玻璃在正常情况下是绝缘体，而在红热的时候却能够导电。因此说：导体和绝缘体没有一定的界限。 五、电路图 画图时，如果把电路元件按照原样画出来，就成为了实物图，实物图尽管十分直观，但是画起来十分麻烦，当电路元件增多时，会使图十分杂乱、不清楚。因此我们可以用一些符号来代表它们，利用电路符号所画出来的图就是电路图。 下面我们来看一下常用电路元件的电路符号的画法： 电池： 开关：①闭合的开关： 电池组： 灯泡： 电铃： 电阻： 交叉相连导线： 交叉不相连导线： 电动机： 二极管： 那么如何才能对照实物图画电路图呢？ 电路图一般是方框图，画电路图首先要明确实物图中的电流方向，如图所示：
其次要明确电流流经电路元件的顺序，然后按照电流流经电路元件的顺序，把电路元件用符号表示出来，就形成了电路图。
画电路图时应注意： 同样，对照电路图连接实物图时，应用笔代替导线，将元件的各接线柱连接起来。连接实物图时，应首先明确电路图中的电流方向。如图所示：
然后按照电流流经元件的顺序，将元件连接起来。如图所示：
我们今天所画的电路图和连接的实物图都只有一个开关和用电器，我们把这样的电路称为简单电路。 随着学习的深入，我们所画的电路图和连接的实物图都会比简单电路复杂，对于较为复杂电路的连接方式，我们在今后还会学习到。 典型例题 例1. 请你观察家中的手电筒，并画出手电筒的电路图。 分析：这是一道画电路图的题目。观察家中手电筒，可以发现手电筒的电源是干电池（一节或多节），用电器是小灯泡，按钮是开关，跟灯泡接触的是电源的正极，跟手电筒的弹簧接触的是电源的负极，手电筒的金属筒是导线，即在手电筒工作时电流的方向是“正极→灯泡→开关→负极”。 答案：
例2. 请你运用已有的知识分辨出一正负极不清的蓄电池的正负极。 分析：要分清蓄电池的正负极，可以利用发光二极管。二极管的特点是只允许电流从一端流向另一端，而不允许它反向流动。 答案：将发光二极管连入电路中，如图所示。
闭合开关，如果二极管发光，说明A端是正极；如果不发光就说明B端是正极。 模拟试题 一、填空： 1. 电荷的__________移动就形成了电流。对一个电路而言，在电源的外部电流的方向应当是“______→__________→__________”。 2. 用__________把__________、__________、__________连接起来，形成电流的路径就是电路。 3. ____________________叫导体，常见的导体有__________、__________、__________。 4. 电荷的相互作用______________________________。 二、选择： 1. 以下不能做为电源使用的是： 2. 下列说法中正确的是 3. 下列电路中，绝对不允许发生的是
4. 如图所示，将下列哪个物体夹在AB夹子上，闭合开关，灯泡仍可发光。
A. 铁钉 B. 塑料尺 三、作图： 1. 根据实物图画出电路图。
2. 根据电路图连接实物图。
试题答案: 一、填空： 二、选择 三、作图： 1. 注意：开关是闭合的。
2.
电流和电路 课程要求： 知识和技能基本要求： 知识要点： 1、 电源和用电器： 电源是在电路中提供电能的装置，用电器是消耗电能的装置。常见的电源有干电池，铅蓄电池，发电机等；常见的用电器：灯泡（将电能转化成了光能）、音乐门铃（将电能转化成了声能） 2、电路的组成及各部分的基本作用 把电源、开关、用电器用导线连接起来组成的电流的路径叫电路。一个完整电路应该包括电源、开关、用电器、导线四种电路元件。其中电源是提供电能的装置，它能维持电路中有持续的电流；用电器是利用电流工作的设备如电灯、电视机、电动机等，它能将电能转化为其他形式的能量；开关用来控制电路的通与断，起着控制电流的作用，当开关闭合时，电路中有电流，用电器工作；当开关断开时，电路中没有电流，用电器停止工作。注意：开关不是用电器，它不消耗电能；导线是将电源、用电器、开关连接起来，形成电流的路径，用来输送电能。 注意：在连接电路时不能把电池的两端直接连在一起 ＊电路的三种状态 “通路”就是在一个完整的电路中（必须包括电源、用电器、开关及导线组成），有电流通过。“断路”（也叫开路）就是电路中没有电流通过，造成断路的原因，可能是开关没有闭合、接线处松动、导线断了，也可能是用电器损坏。“短路”就是电源的正负两极间没有用电器，而用导线直接相连。短路时因为电阻小，电流会很大，电源和导线会因发热过多而烧坏，甚至会引起火灾，烧毁电器设备，这是绝对避免的。但是，部分电路的短路则可以用来控制某一段电路中电流的有无。 3、正确认识导体和绝缘体 导体和绝缘体的区别是由于其内部的导电机制不同。导体容易导电是因为导体中有大量的自由电荷，电荷能从导体的一个地方移动到另外一个地方；例如：金属导体内部有大量的自由电子，酸、碱、盐的水溶液中有大量的正、负离子。当导体两端接入电源的正、负极时，这些做无规则运动的自由电荷就会发生定向移动形成电流。在绝缘体中，电荷几乎都被束缚在原子范围内，不能自由移动，可以移动的自由电荷很少，一般情况下即使将绝缘体接在电源的两极之间，也不能形成电流。但是，绝缘体不是绝对的，是有条件的，当条件改变时，绝缘体就可能导电，例如玻璃是绝缘体，但把玻璃加热到红炽状态时，它就成了导体，所以导体和绝缘体之间没有绝对的界限。 4、电流的方向： 当把用电器联在电池的正负两极时，电流沿着：正极 →用电器→负极，发光二极管是既有单向导电性，又有发光功能的电子元件 从科学的角度解释： 电流是由电荷的定向移动形成的。形成电流的电荷可以是正电荷，也可以是负电荷。在金属导体中能自由移动的电荷是自由电子，在酸、碱、盐溶液中能自由移动的电荷是正、负离子。 通常情况下，自由电荷做无规则运动，此时，并不形成电流，只有当这些自由电荷发生了定向移动时才能形成电流。当用金属导体将电源两极连接起来时，金属导体中的每一个自由电子都受到正电荷的吸引，结果自由电子向某一方向定向移动形成了电流。 5、怎样画好电路图 （1）应完整地反映电路的组成，即要把电源、用电器、导线和开关都画在电路之中，不能遗漏某一种电路元件，要特别注意电源的极性及导线交叉时是否相连。 典型例题： 例1．在通常情况下，下列物质：橡胶、酸碱盐的水溶液、铁、玻璃、水银、食用油、塑料中，属于导体的有＿＿＿＿＿＿＿＿＿，属于绝缘体的有＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 解析：酸碱盐的水溶液、铁、水银。 橡胶、玻璃、食用油、塑料 例2．指出下图的错误，画出正确的电路图： 解析： 甲图：开关 说明：常见的错误电路一般有三种： 例3：下列说法正确的是（ ） 解析：根据能量的观点分析，电源时提供电能的装置，用电器时消耗电能的装置。在本题中，电炉、电动机、电灯泡都属于用电器。正确答案：C 例4：对于灯泡来说，电流在灯丝中无论沿什么方向流动，都能发光。但是二极管只能让一个方向的电流流过它（即单向导电性，二极管的符号类似一个箭头，电流方向与箭头方向相同时，电流才能通过）。如图所示灯泡发光，请在图中标出电池的+、-极和电流的方向。 解析：根据题意，电灯在图示的情况下发光，由二极管的单向导电性可知，电流从B到C经A回到电池，则电池的极性为：左负右正，如图： 课堂练习： 1、当把用电器接在电池的正、负两极时，电流沿着电池____________极到____________，再回到电池____________极的方向流动。如图所示，当开关合上时，电流方向是从__________点经过__________点再到_________点。 2、善于导电的物体叫做____________；不善于导电的物体叫做____________。金属中由于有____________，所以能够导电。食盐水溶液能导电的原因是________________________。 3、一个简单电路由____________、____________、____________、____________、四部分组成。只有电路____________时，电路中才有电流。在用导线连接用电路时，开关要处于____________状态。 4、小陶观察到电工师傅连接电线时，都要先削去电线外面包的一层橡胶或塑料，再将两根金属材料线芯接好，随后用胶布包好连接处。小陶想考考你这样做的道理。 5、把电路各部分与对应的作用画线连起来。 答案： 自己动手 1、（1）结合导体善于导电的原因，猜想：绝缘体不善于导电的原因是____________________。 2、收集身边一些常用的小东西，如三角板、塑料尺、钢尺、钢笔、牙刷、图钉、小刀、硬币、铅笔芯、螺丝刀等。根据你的经验先猜想一下哪些是导体，哪些是绝缘体。设计一下实验来检测你的猜想是否正确，画出它的电路图，并写出实验步骤。 答案及提示： 测试 选择题 1．在铅笔盒中的下列物品中，其中属于绝缘体的是（ ） 2．关于导体和绝缘体，下列说法正确的是（ ）
4．电路中的电流既看不见，也摸不着，但是它的许多特点和水流、车流类似，人们在研究电流特点时，多用水流来相比，这种科学思维方法可以叫做（ ） 5．如图所示的实物电路图中，可以使小灯泡发光的正确电路是（ ） 6．电路中能产生的持续电流的条件是（ ） 答案与解析 答案 解析： 1. 2． 3. 4、此种方法叫作类比法，选C 5． 6. 动 手 动 脑 1、我们平常所说的“把灯开开”，实际是将电路中的开关（ ），使电路形成（ ）。 2、将左下图的电学元件及其符号与它们的名称用线连起来。
4、以美国为首的北约部队，野蛮的使用石墨炸弹轰炸南联盟的科索沃地区，炸弹在空中爆炸后产生大量的石墨絮状物，造成科索沃大片地区停电，请问石墨炸弹是供电系统遭到破坏的原因是什么？ 答案及提示： 1、关闭，闭合电路（通路） 2、 3、 4、石墨是导体，爆炸后产生的絮状物附着在供电线路上会是供电线路造成短路（相当于把电源的正负极直接连在一起）而遭到破坏。  0人 | 分享到： 阅读(21)| 评论(0)| 引用(0) |举报
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②断开的开关： 
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