第七章 电路 知识梳理 一、电荷 1.电荷 （1）带电体的性质：带电体具有吸引轻小物体的性质。 （2）摩擦起电：用摩擦的方法使物体带电。 接触起电：用接触的方法使物体带电。 （3）电荷种类： 正电荷：把用丝绸摩擦过的玻璃棒上带的电荷规定为正电荷。 负电荷：把用羊皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷规定为负电荷。 （4）电荷间的相互作用规律： 同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引。 （5）电荷量：电荷的多少叫电荷量，简称电荷。电荷量的单位是库仑，用字母 C 表示。 （6）验电器： 2.原子及其结构 （1）原子及其结构：原子的中心是原子核，在原子核周围，有一定数目的电子在核外运动。电子 -19 是带有最小负电荷的粒子，所带电荷量为 1.6 10 C 。原子核带正电，它和核外电子带的负电荷在 数量上相等，所以原子在整体上不显电性。 （2）摩擦起电的本质：由于不同物质的原子核束缚电子的本领不同。当两个物体摩擦时，哪个物 体的电子核束缚电子的本领弱，它的一些电子就会转移到另一个物体上。失去电子的物体因为缺少 电子而带正电，得到电子的物体因为有了多余电子而带负电（等量的）。由此可见，摩擦起电并不 是创造了电荷，而是使电荷发生了转移，使正、负电荷分开。 3.导体与绝缘体 （1）电荷的定向移动 （2）导体和绝缘体 定义 常见物体 原因 相互转化 导体 绝缘体 容易导电的物体 不容易导电的物体 金属、石墨、人体、大地 玻璃、橡胶、陶瓷 导体中有大量能够自由移动 绝缘体中几乎没有自由电荷 的电荷 导体和绝缘体没有严格的界限，在条件改变时可以相互转化 二、电流和电路 1.电流 （1）电荷的定向移动形成电流。（电路要闭合） （2）在物理学中，把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。 说明： a.金属导线中的电流，主要是由带负电的自由电子定向移动形成的。电流方向与电子定向移动的方 向相反。 b.当电路闭合时，在电源外部，电流的方向丛电源的正极出来，经过用电器流回电源的负极。 2.电路的构成及电路图 （1）电路的构成： 电源、用电器、导线、开关组成电流可以流过的路径——电路。只有电路闭合，电路中才有电流。 注意：用电器上标有“+”的位置与电源正极相连，标有“—”的位置与电源负极相连。 （2）电路图 a.概念：用符号表示电路连接的图，叫做电路图。 b.画电路图时要注意： *必须用规定的电路元件符号。 *所画符号和实物要对应，连接顺序要一致。 *元件要分布均匀。 *整个电路最好画成长方形，导线要横平竖直，尽量简洁。 3.通路、断路和短路 1．通路：正常接通的电路。通路时电路中有电流，用电器能工作。如图甲所示。 2．断路：断开的电路，即电路中有一处或多处断开。断路时，电路中无电流流过，用电器不能工 作。如图乙所示。 3．短路：用导线将电源的两极直接连在一起的电路。特别要注意：由于短路时电流很大，会烧坏 电源，并有一定的危险（发生火灾），所以短路是绝对不允许的。如图丙所示。 4．短路种类及危害：短路有两种情况，一是电源正负极之间没有用电器，而用导线直接把正负极 连接起来，这种情况下，发生短路的电路中电流会很大，很可能烧坏电源，这是绝对不允许的；二 是部分电路的短路，如果有特殊需要，在电路设计中是允许的，此时被短路的用电器不工作。 三、电流的测量 （一）电流 1．电流：表示电流强弱的物理量，用字母 I 表示。 2．电流的单位：安培，简称安，符号是 A。 (1)如果在 1 s 内通过导体横截面的电荷量是 1C（库仑），那么导体中的电流就是 IA，即 1 A=1 C/s。 (2)电流的常用单位还有毫安(mA)、微安(μA)。1 A=1 000 mA，1 mA=1 000 μA. （二）电流表 1．电流表：用来测量电流大小的仪表叫做电流表。电流表在电路中的符号为 。常用的电流 表是磁电式电流表（亦称磁电式表头），如图所示。由于测量的需要不同，电流表分为安培表、毫 安表和微安表。 2．电流表的特点：其内阻很小，可视为 0，接入电路时不影响电路电流的大小。 3．电流表的量程：常用电流表有两个量程：0～0.6 A 与 0～3 A。若使用 0～0.6 A 量程，读数时 看表盘下一行数字，其每一大格代表 0.2 A，每一小格代表 0.02 A。若使用 0～3 A 量程，读数时 看表盘上一行数字，其每一大格代表 1A，每一小格代表 0.1 A。 4．电流表的使用规则 使用规则 电路图 违反使用规则造成的后果 电流表必须和被测的用电器 串联 如果电流表跟被测电路并联 会造成短路，轻则会使被测 电路中的用电器不工作，重 则会烧坏电流表或 电源 电流必须从电流表“+”接线 柱流入，从“-”接线柱流出 如果电流表的“+”“-”接线柱 接反，电流表的指针会反向 偏转，不仅测不出电流，指 针还会被打弯 被测电流不能超过电流表的 量程 如果被测电流超过电流表的 量程，则指针偏转的角度过 大，指针会被打弯，还可能 烧坏电流表 绝对不允许把电流表直接连 到电源的两极上 电流表可以看成一根导线， 若把电流表直接连到电源的 两极上，会造成短路，烧坏 电流表，并可能损坏电源 5．电流表量程的选择原则 在被测电流不超过其最大测量值的前提下，尽可能选择小量程，这样可使电流表指针偏转角度尽可 能大些，便于精确读数，从而能减小测量的误差。在不能预先估计被测电流大小的情况下，要先接 入大量程，将电路中的开关迅速闭合再断开，看指针偏转情况。如果指针偏角太小，应换用小量 程；如果指针偏转迅速超过最大值，应换大量程的电流表。 6．电流表的读数方法 (1)看清选用的是哪个量程。如选“-”“0.6”两个接线柱时，表示指针偏到最右端刻度线时电流是 0.6 A，而不是 3A。 (2)根据所使用的量程，看清每一大格表示的电流值，确定分度值。如果使用 0～0.6 A 量程，则分 度值为 0.02 A;如果使用 0～3 A 量程，则分度值为 0.1 A。 (3)接通电路，当指针稳定后再读数，则电流=分度值×小格数。 口诀：一看接线柱，确定量程数。 二看每小格，明确分度值。 三看指针处，正视仔细读。 四、电压及其测量 1.电压的作用及其单位 （1）电压的作用是使电路中的自由电荷定向移动形成电流，符号是 U。 （2）电压的单位是伏特，简称伏，符号是 U。1kV=1000V，1V=1000mV，1mV=1000uV。 （3）几个常见的电压值： *一节干电池的电压，U=1.5V *家庭电路的电压，U=220V *人体的安全电压，U<36V （4）电压是形成电流的原因，但并不是存在电压就一定有电流，还要看电路是否是通路，因此， 形成电流的条件是：a.电路两端有电压；b.通路。 （5）电压不能说成哪一个点的电压，而是说“哪两个点之间的电压”。 （6）电压表和结构介绍 元件符号、量程、读数方法、使用时注意事项。 五、电流与电压、电阻的关系 导体中的电流与导体两端的电压及导体的电阻有关，因此探究电流与它们的关系时，就采用“控制 变量法”。 (1)器材：电源、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻(三个)。 (2)电流与电压的关系(只用一个定值电阻，保持电阻不变) ① 按电路图连接电路； ② 闭合开关 S，调节滑动变阻器的滑片，使定值电阻 R 两端的电压成整 数倍变化，并读出对应的电流表的值，记入表格； ③ 换用另一个定值电阻，重复上面的实验。 归纳结论：电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。 (3)电流与电阻的关系(保持电压一定，改变定值电阻) ① 按电路图连接电路； ② 闭合开关 S，调节滑动变阻器的滑片，使定值电阻 R1 两端的电压为 U0，并读出对应的电流表 的值，记入表格； ③ 断开开关，分别用定值电阻 R2、R3 代替 R1，并调节滑动变阻器，使电压表的示数仍为 U0，并 将相应电流表示数记入表格。 归纳结论：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。 六、欧姆定律 (1)内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。 (2)公式：I＝ 其中 U 表示导体两端的电压，单位是伏特(V)；R 表示导体的电阻，单位是欧姆(Ω)；I 表示通 过导体的电流，单位是安培(A)。 (3)公式的变形：由 I＝变形可得 ①R＝，这个公式表示导体的电阻在数值上等于导体两端的电压与通过它的电流的比值，但 R 是 导体本身的属性，不能理解为导体的电阻与电压成正比，与电流成反比。 ②U＝IR，说明导体两端的电压在数值上等于通过导体的电流与导体电阻的乘积，不表示电压与 电流成正比，因为电压是电流形成的原因。 (4)注意事项 适用范围：欧姆定律研究的是电源外部的一部分或全部纯电阻电路。 物理量的同一性、同时性：I、U、R 都是同一段导体或者同一段电路在同一时间的三个物理量。 七、电阻 1.电阻：导体对电流阻碍作用的大小叫做电阻。 用符号 R 表示，单位是欧姆（  ），千欧（ k ） 2.影响电阻大小的因素： （1）材料。长度相同、横截面积相同的不同材料组成的导体，电阻一般不同。 （2）长度。由同一种材料组成的导体，横截面积相同时，导体越长电阻越大。用一个比喻：街道 越长，行人受到阻碍的机会越多。 （3）横截面积。由同一种材料组成的导体，长度相同时，横截面积越大的导体电阻越小。 用一个比喻：街道越宽行人受到阻碍的机会越少，越畅通；管道越粗，水越容易流过去。 （4）导体电阻还随着温度的变化而变化。对于大多数导体来说，温度升高时，电阻变大，如金属 导体；但也有少数导体，其电阻随温度的升高而降低，如石墨。 八、变阻器 1.概念：能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器。 2.学生实验常用的变阻器——滑动变阻器 （1）原理：靠改变连入电路的电阻丝的长度来改变电阻。 （2）构造：主要部件是由电阻率大的电阻丝绕成的线圈（表面涂有绝缘漆）；滑片套在金属棒 上，可以自由滑动；金属棒的电阻很小，相当于一根导线。 （3）使用方法：a.不能超过变阻器允许通过的最大电流值；b.接入电路时“一上一下”。 九、串联和并联 1.串联和并联 串联电路和并联电路是两种最基本的连接方式。如果电路中各元件是逐个顺次连接起来的，就叫做 串联电路；如果电路各元件是并列地连接在电路两点间，就叫做并联电路。 特点 1 特点 2 特点 3 串联电路 电流只有一条路径 通过一个用电器的电流也一定通过另 一个用电器，各用电器工作互相影响 一个开关即可控制所有用电器 并联电路 电流子有两条或两条以上的路径，有干路 和支路之分 干路电流在分支处分成两条或两条以上的 支路，各支路用电器互不影响 在干路中设置开关可以控制整个电路，在 各支路设置开关可以控制这条支路 注意：开关连入电路时应该是断开的，在确认电路连接无误后再闭合。 2