2018-2019學年九年級物理全冊 第十五章 電荷、電流、電路講義 （新版）新人教版.doc

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電荷、電流、電路 漫畫釋義 知識互聯(lián)網(wǎng) 模塊一 電荷的認知 知識導航 電荷 帶電現(xiàn)象 將一根摩擦過的塑料尺靠近輕小物體, 可以看見輕小物體將被塑料尺吸引．物體具有了吸引輕小物體的性質(zhì), 我們就說物體帶了電, 若物體不帶電我們就說此物體呈電中性． 兩種電荷 自然界只有兩種電荷, 于是我們便把其中的一種叫做正電荷, 另外一種叫做負電荷．并且我們規(guī)定, 用絲綢摩擦過的玻璃棒帶的電荷為正電荷, 毛皮摩擦過的橡膠棒帶的電荷叫負電荷． 起電方式 摩擦起電、接觸起電、感應起電 電荷間的相互作用 同種電荷相互排斥, 異種電荷相互吸引． 電荷量 電荷的多少叫做電荷量, 它的單位是庫侖, 簡稱庫, 符號(C)． 電中和 兩個帶等量異種電荷的物體相互接觸時, 帶負電的物體上的多余電子轉(zhuǎn)移到帶正電的物體上, 這兩個物體都沒有多余的電子, 也不缺少電子, 都恢復成不帶電的狀態(tài), 這種現(xiàn)象叫做正、負電荷的中和．電的中和現(xiàn)象也是電子轉(zhuǎn)移的結(jié)果, 并不是電荷消失了． 驗電器 驗電器的結(jié)構如右圖, 它是用來檢驗物體是否帶電的儀器, 利用的是同種電荷相互排斥的原理．如果我們將一個帶電物體接觸驗電器的金屬球, 帶電物體上的電荷便會轉(zhuǎn)移一部分到金屬箔上使金屬箔的兩個箔片帶上同種電荷．由于同種電荷相互排斥金屬箔便會張開, 我們便知道物體帶了電．另外, 金屬箔帶的電荷越多, 張開的角度也就越大, 因此我們還可以用驗電器來比較帶電量的大?。? 原子結(jié)構和元電荷 原子結(jié)構 原子是由原子核和電子構成, 一個原子的質(zhì)量幾乎全部集中在原子核上．原子核處于原子的中心, 電子在核外繞原子高速轉(zhuǎn)動．原子核帶正電, 電子帶負電, 原子核所帶正電荷量等于電子所帶的負電荷量, 所以整個原子是電中性的． 元電荷 通過實驗發(fā)現(xiàn), 電子所帶的電荷量的大小是自然界中最小的, 人們把這個最小的電荷量叫做元電荷, 用符號e表示, C．任何帶電體所帶的電量都是元電荷的整數(shù)倍． ☆☆ 注意：元電荷指的是最小電荷量, 并不是指電子． 夯實基礎 【例1】 如圖, 將一根塑料繩一端握緊, 把繩盡可能撕成細絲, 用手從上向下捋幾下, 觀察到的現(xiàn)象是 , 說明的道理是 . 【答案】 細絲會分開; 同種電荷相互排斥． 【例2】 實驗室里常常用驗電器來檢驗物體是否帶電, 用被絲綢摩擦過的玻璃棒接觸驗電器的金屬球, 可發(fā)現(xiàn)驗電器的兩片金屬箔會因排斥而張開, 對這一現(xiàn)象理解正確的是(　　) A．金屬箔帶正電, 金屬球不帶電 B．金屬箔和金屬球都帶正電 C．金屬箔帶正電, 金屬球帶負電 D．金屬箔和金屬球都帶負電 【答案】 B 【例3】 用毛皮摩擦過的橡膠棒去靠近甲和乙兩個輕小物體, 結(jié)果與甲相排斥、跟乙相吸引．于是可以判定(　　) A．甲帶正電, 乙?guī)ж撾? B．甲帶負電, 乙?guī)д? C．甲帶負電, 乙不帶電或帶正電 D．甲帶正電, 乙不帶電或帶負電 【答案】 C 【例4】 用塑料梳子在干燥的頭發(fā)上梳幾下, 梳子上會帶電, 經(jīng)檢驗梳子帶的是負電荷．下列說法中正確的是(　　) A．梳子得到了一些電子 B．梳子失去了一些電子 C．梳子失去了一些原子核 D．摩擦創(chuàng)造了電荷 【答案】 A ☆教師拓展題目1： 與火車相比, 汽車車廂外表面更容易堆積灰塵. 對于導致這種現(xiàn)象的原因分析, 你認為下列說法中最可能的是(　　) A. 火車車廂的外表面比汽車車廂的外表面光滑, 更不容易堆積灰塵. B. 火車行駛的速度比汽車的大, 產(chǎn)生的風更大, 更容易把灰塵吹掉. C. 火車行駛的速度比汽車的大, 車廂外側(cè)空氣流動的速度比汽車的大, 車廂外側(cè)氣壓比汽車的小, 車廂的內(nèi)外壓強差比汽車的大, 更不容易堆積灰塵. D. 在車輛行駛過程中, 車廂外表面由于和空氣摩擦而帶電, 因為汽車的輪胎是絕緣的橡膠, 和鐵輪的火車相比更不容易把電荷導入地下, 因而更容易吸附灰塵. 【答案】 D ☆教師拓展題目2: 把酒精燈火焰靠近帶電的驗電器的金屬球, 發(fā)現(xiàn)驗電器的箔片稍微合攏了一些, 這說明驗電器的電荷減少了, 其原因是(　　) A．電荷被火焰燒毀 B．火焰使周圍空氣變成導體, 電荷轉(zhuǎn)移到空氣中 C．電荷轉(zhuǎn)移到酒精燈上 D．火焰產(chǎn)生相反的電荷與它們中和 【解析】 驗電器的箔片合攏, 說明它的電荷減少了, 即發(fā)生了中和或者電荷的轉(zhuǎn)移, 但火焰是不能產(chǎn)生電荷的． 【答案】 B ☆教師拓展題目3: 運送汽油的汽車, 在它的車尾總裝有一根鐵鏈條拖在地上, 這是為什么? 【解析】 當汽車運行的過程中, 汽油會不斷地與油槽的壁摩擦, 從而使油槽帶電．而汽車的后輪是絕緣體橡膠, 電荷不能通過它傳到地下, 會在油槽里越聚越多, 當達到一定程度時就有可能發(fā)出電火花, 使極易燃燒的汽油著火燃燒而發(fā)生爆炸事故．在車尾裝一根鐵鏈條拖在地上, 油槽里的電荷可通過鐵鏈傳到地下, 從而避免產(chǎn)生電火花而引起爆炸事故． 模塊二 電流的形成 知識導航 電流 1. 定義:電荷的定向移動稱為電流. 2. 兩個相同的驗電器A、B．其中A帶電而B不帶電．用金屬棒把A和B連接起來我 們可以發(fā)現(xiàn)驗電器B也帶上了電(金屬箔張開)． 從上面的現(xiàn)象我們發(fā)現(xiàn)電荷是可以移動的．我們將電荷的定向移動稱為電流, 并且規(guī) 定電流的方向為正電荷的移動方向． ☆☆ 注意：一定要注意“定向”二字,只有定向的電荷運動才能形成電流．負電荷的移動也可以產(chǎn)生電流, 電流的方向與負電荷的移動方向相反． 導體和絕緣體 1. 導電性能的差異：容易導電的物體叫導體(金屬、石墨、人體、大地、酸堿鹽的水溶液等); 不容易導電的物體叫做絕緣體(橡膠、塑料、玻璃、陶瓷、空氣等)． 2. 物質(zhì)結(jié)構差異：導體內(nèi)有大量的可以自由移動的電荷即自由電荷, 例如：在金屬中有大量能夠自由移動的自由電子; 在酸、堿、鹽的水溶液中有能自由移動的正、負離子, 而在絕緣體中, 幾乎沒有能夠自由移動的電荷, 所以絕緣體不容易導電． ☆☆ 注意： (1)導體和絕緣體都可以導電． (2)導體和絕緣體沒有明顯的界限, 也就是說我們不能說導體導電能力大于多少的物 體叫做導體, 也不能說導電能力低于多少的物體叫做絕緣體． (3)導體和絕緣體可以相互轉(zhuǎn)化, 當條件改變時, 絕緣體可變?yōu)閷w．例如當玻璃變成 熾熱狀態(tài)時, 由絕緣體變?yōu)閷w．在條件改變時, 導體也可以變?yōu)榻^緣體, 例如： 酸、堿、鹽的水溶液是導體, 當給水溶液通電后, 水溶液中的正、負離子向兩極 移動, 并在兩極析出, 水溶液中的正、負離子逐漸減少, 水溶液會逐漸變?yōu)榻^緣 體． 夯實基礎 【例5】 小紅利用如圖所示的電路裝置來判斷物體的導電性, 在A、B兩個金屬夾之間分別接入下列物體時, 閉合開關不能使小燈泡發(fā)光的是(　　) A．塑料直尺 B．鉛筆芯 C．鋼制小刀 D．銅制鑰匙 【答案】 A 【例6】 關于電流的形成, 下列說法正確的是(　　) A．電荷的運動形成電流 B．電子的定向移動才能形成電流 C．只有正電荷的定向移動才能形成電流 D．正負電荷的定向移動都能形成電流 【答案】 D 【例7】 下列說法正確的是(　　) A．驗電器既能檢驗物體是否帶電, 也能檢驗出物體帶電的種類 B．銅線中的電流是靠自由電子定向移動形成的 C．絕緣體不容易導電是因為絕緣體內(nèi)沒有電子 D．電源是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的裝置 【答案】 B 【例8】 電視機工作時, 從顯像管尾部的熱燈絲發(fā)射出來的電子高速撞擊在電視機的熒光屏上, 使熒光屏發(fā)光, 則在顯像管內(nèi)(　　) A．電流方向從熒光屏到燈絲 B．電流方向從燈絲到熒光屏 C．顯像管內(nèi)是真空, 沒有電流 D．顯像管內(nèi)電流方向不斷改變 【答案】 A 電流的方向跟電子的移動方向相反． 【例9】 如圖甲所示, 驗電器A帶負電, B不帶電．用帶有絕緣柄的金屬棒把驗電器A、B兩金屬球連接起來的瞬間(如圖乙所示), 金屬棒中(　　) A．電流方向由A到B B．電流方向由B到A C．有電流但方向無法確定 D．始終無電流 【答案】 B 模塊三 電路的識別 知識導航 電流 我們將電荷的定向移動稱為電流, 并且規(guī)定電流的方向為正電荷的移動方向． 電路 電路的組成 所謂電路, 就是把電源、用電器、開關用導線連接起來組成的電流的路徑．一個完整的電路應該包括電源、用電器、開關和導線四種電路元件, 缺一不可．右圖就是一個最簡單的電路．電路中的電流總是從電源正極流出, 經(jīng)過用電器流到負極． 電源 電源是提供電能的裝置, 它維持電路中有持續(xù)電流, 它工作時是將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能．常見的電源有: 干電池、蓄電池和發(fā)電機等． 用電器 用電器是用電來工作的設備, 它在工作時是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．常見的用電器有：電燈、電爐、電視機、電鈴、電冰箱等． 電路的三種狀態(tài) 電路的連接方式 1. 串聯(lián) 2. 并聯(lián) 3. 混聯(lián) 能力提升 【例10】 電路和水路有許多相似之處．在電路中和水路中的閥門作用相似的是(　　) A．電源 B．用電器 C．開關 D．導線 【答案】 C 【例11】 如圖所示, 在桌面上有兩個小燈泡和一個開關, 它們的連接電路在桌面下, 無法看到. 某同學試了一下, 閉合開關時兩燈泡均亮, 斷開開關時, 兩燈泡均熄滅, 這兩個小燈泡究竟是串聯(lián)連接, 還是并聯(lián)連接, 請你寫出判斷方法. 【答案】 取下一個, 觀察另一個是否還可以工作. 若能, 則并聯(lián); 若不能, 則串聯(lián). 【例12】 下圖電路中, 開關能夠同時控制兩盞燈, 且兩燈發(fā)光情況互不影響的電路是(　　) 【答案】 D 【例13】 如圖所示的四個電路中, 閉合開關S, 三盞燈都能發(fā)光. 若其中任意一盞燈的燈絲燒斷, 其它兩盞燈仍然發(fā)光的, 一定是電路圖(　　) 【答案】 C 【例14】 如圖所示, 要使燈泡L1、L2并聯(lián)在電路中, 則三個開關的斷開、閉合情況是(　　) A．S1、S3閉合, S2斷開 B．S2、S3閉合, S1斷開 C．S2閉合, S1、S3斷開 D．S1閉合, S2、S3斷開 【答案】 A 【例15】 如右圖所示的電路中, 若要使兩燈串聯(lián), 應閉合開關_______; 若要使兩燈并聯(lián), 就要閉合開關________． 【答案】 S3; S1, S2 S L3 L2 L1 【例16】 如圖所示電路, 當S斷開時, 三燈泡都發(fā)光, 則當開關S閉合時( ) A．L1、L3亮, L2不亮 B．L1亮, L2、L3不亮 C．L1、L2、L3都不亮 D．L1、L2、L3都亮 【答案】 B 【例17】 如圖所示的電路中, 開關閉合后, 兩個燈泡并聯(lián)的電路是(　　) A B C D 【答案】 B 【例18】 請連接實物圖, 使兩個燈泡并聯(lián), 兩個開關分別控制兩盞燈; 并畫出電路圖. 【答案】 【例19】 只改動一根導線, 讓兩盞燈并聯(lián)發(fā)光. 【答案】 模塊四 電路的設計 【例20】 想想議議: 教室有6盞燈, 3個開關, 每個開關控制2盞燈, 畫出符合要求的電路圖. 【答案】 【例21】 如圖所示, 電冰箱內(nèi)有一個通過冰箱門來控制的開關, 當冰箱門打開時, 開關閉合使冰箱內(nèi)的照明燈點亮; 當冰箱門關閉時, 開關斷開使冰箱內(nèi)的照明燈熄滅．在下面的四個電路中, 能正確表示冰箱開門狀態(tài)下冰箱內(nèi)照明電路的是(　　) A B C D 【答案】 C 【例22】 如圖所示是一個能吹出冷熱風的電吹風簡化電路圖, 圖中A是吹風機, B是電熱絲, 則下列分析正確的是(　　) A．只閉合開關S1, 電吹風吹出冷風 B．只閉合開關S2, 電吹風吹出熱風 C．同時閉合開關S1、S2, 電吹風吹出冷風 D．同時閉合開關S1、S2, 電吹風吹出熱風 【答案】 D 【例23】 某醫(yī)院要安裝一種呼喚電鈴, 使病房內(nèi)的各病人均可單獨呼叫．只要一按床頭的開關, 值班室的電鈴就響, 同時與這個病床對應的指示燈就亮．請在圖中畫出正確的連接方法． 【答案】 由圖看出值班室只有一個電鈴, 說明電鈴是共同使用的, 應該放在干路中, 每個病床的病人單獨呼叫, 說明互不影響, 應該各自為一條支路, 正確連接如圖所示． 【例24】 根據(jù)以下要求, 設計電路, 用筆畫線代替導線在圖中畫出相應的實物連接圖．(導線不能交叉)要求：(1)只閉合S1時, 紅燈發(fā)光, 綠燈不發(fā)光; (2)S1、S2都閉合時, 兩燈都發(fā)光; (3)只閉合S2時, 兩燈均不發(fā)光． 【答案】 【例25】 小敏在爺爺?shù)呐P室設計了一個如圖的“聰明”電路, 方便爺爺．“光控開關”在光弱(晚上)時自動閉合, 光強(白天)時自動斷開; “聲控開關”在有聲時自動閉合, 兩分鐘后自動斷開．表中開關使用情況, 不符合電路設計工作要求的是(　　) 選項 電路設計工作要求 開關使用情況 A 白天, 燈不亮 閉合S2 斷開S1 B 晚上．睡前, 燈亮 斷開S2 閉合S1 C 晚上, 拍拍手, 燈亮 閉合S2 斷開S1 D 晚上．遇打雷, 燈不亮 斷開S2 閉合S1 A. A B. B C. C D. D 【答案】 B 模塊五 思考題 【例26】 判斷圖中各電阻的連接方式： 【答案】 本題我們采用“節(jié)點法”, 如圖所示的電路中, 節(jié)點a和c可以看成同一點都是分流點, 節(jié)點b和d都是匯合點, 于是可把分流點a、c合為一點, 把匯合點b、d合為一點, 則可將原電路圖改畫為右圖, 容易看出, 電阻、、是并聯(lián)的． 【例27】 在如圖所示的電路中, 當電鍵K閉合時, 哪盞燈可以發(fā)光? 它們的連接關系是? 【答案】 4盞等全部發(fā)光, 并聯(lián).  實戰(zhàn)演練 【練1】 小施學校的教學樓有東、南、西、北四扇大門, 放學后要求都要將門關上．平時傳達室的蔣師傅住在南門, 每天都要跑三個地方檢查門是否關上, 非常辛苦．小施學了電學后為減輕蔣師傅的工作量, 設計了一電路圖, 即三個門中只要有門沒關好(相當于一個開關斷開), 則代表該扇門的指示燈就會發(fā)光．下列電路圖中符合要求的是(　　) 【答案】 A 【練2】 某檔案館的保密室進出門有下列要求：甲、乙兩資料員必須同時用各自的鑰匙(S甲、S乙分別表示甲、乙兩資料員的鑰匙)使燈亮才能進入保密室; 而館長只要用自己的鑰匙(S館長表示館長的鑰匙)使燈亮就可以進入保密室．下列電路中符合上述要求的是(　　) A. B. C. D. 【答案】 C 【練3】 如下圖所示, 當只閉合開關S1時, 燈 可以工作; 當只閉合開關S2時, 燈 可以工作; 當S1、S2全都閉合時, 燈 可以工作. 【答案】 E1; E3; E1、E2、E3 靜電屏蔽 如果將導體放在電場中, 導體內(nèi)的自由電子在電場力的作用下, 會逆電場方向運動。這樣, 導體的負電荷分布在一邊, 正電荷分布在另一邊, 這就是靜電感應現(xiàn)象。由于導體內(nèi)電荷的重新分布, 這些電荷在與外電場相反的方向形成另一電場。根據(jù)場強疊加原理, 當導體內(nèi)部總電場強度為零時, 導體內(nèi)的自由電子不再移動。物理學中將導體中沒有電荷移動的狀態(tài)叫做靜電平衡。處于靜電平衡狀態(tài)的導體, 內(nèi)部電場強度處處為零。由此可推知, 處于靜電平衡狀態(tài)的導體, 電荷只分布在導體的外表面上。如果這個導體是中空的, 當它達到靜電平衡時, 內(nèi)部也將沒有電場。這樣, 導體的外殼就會對它的內(nèi)部起到“保護”作用, 使它的內(nèi)部不受外部電場的影響, 這種現(xiàn)象稱為靜電屏蔽。 法拉第曾經(jīng)冒著被電擊的危險, 做了一個聞名于世的實驗——法拉第籠實驗。法拉第把自己關在金屬籠內(nèi), 當籠外發(fā)生強大的靜電放電時, 他并未受到任何影響. 在工程技術中, 如果需要屏蔽的區(qū)域較大, 還可采用金屬屏蔽網(wǎng),也有良好的屏蔽效果。在電子儀器中,為了免受靜電干擾, 常利用接地的儀器金屬外殼作屏蔽裝置。電測量儀器中的某些聯(lián)接線的導線絕緣外面包有一層金屬絲網(wǎng)做為屏蔽。某些用途的電源變壓器中, 常在初級繞組與次級繞組之間放置一不閉合的金屬薄片作為屏蔽裝置。 法拉第籠實驗 靜電屏蔽的應用