電學基礎知識

正負電荷：自然界只有兩種電荷一一被絲綢摩擦過的玻璃棒帶的電荷是正電荷（+）;

毛皮摩擦過的橡膠棒上帶的電荷是負電荷（一）。

具有正電荷的實質(zhì)是物質(zhì)中的原子失去了電子：具有負電荷的實質(zhì)是物質(zhì)中的原子得到了

多余的電子。有得就有失，摩擦起電并不是創(chuàng)造了電荷，而是電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移。

1.電荷間的相互作用：同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引。

兩個物體相互吸引有兩種情況一一可能是它們帶異種電荷而互相吸引，還可能是一個物體

帶電而吸引另一個不帶電的輕小物體。

2.使物體帶電的方法

（1）.摩擦起電

a）定義：用摩擦的方法使物體帶電。

b）原因：不同物質(zhì)原子核束縛電子的本領不同。

c）實質(zhì)：電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體使正負電荷分開。

d）能量轉(zhuǎn)化：機械能--電能

（2）.接觸帶電：物體和帶電體接觸帶了電。如帶電體與驗電器金屬球接觸使之帶電。

（3）.感應帶電：由于帶電體的作用，使帶電體附近的物體帶電。

3.椅瑜物體帶電的方法

（1）.使用驗電器。

a）驗電器的構造：金屬球、金屬桿、金屬箔。

b）驗電器的原理：同種電荷相互排斥。

c）從驗電器張角的大小，可以判斷所帶電荷的多少。但驗電器不能檢驗帶電體帶的是正

電荷還是負電荷。

（2）.利用電荷間的相互作用。

（3）.利用帶電體能吸引輕小物體的性質(zhì)。

4.中和：放在一起的等量異種電荷完全抵消的現(xiàn)象。

（1）.如果物體所帶正、負電量不等，也會發(fā)生中和現(xiàn)象。這時，帶電量多的物體先用

部分電荷和帶電量少的物體中和，剩余的電荷可使兩物體帶同種電荷。

（2）.中和不是意味著等量正負電荷被消滅，實際上電荷總量保持不變，只是等量的正

負電荷使物體整體顯不出電性。

一、摩擦起電

1.原子的結構：原子是由位于中心的原子核和核外的電子組成的:原子核的質(zhì)量比電

子的大得多，幾乎集中了原子的全部質(zhì)量：原子核帶正電，電子帶負電，電子在原子核的

吸引下，繞核高速運動。

原子核帶正電，電子帶負電。電子繞核運動。但整個原子呈中性。

2.摩擦起電：摩擦過的物體具有吸引輕小物體的現(xiàn)象,就是摩擦起電現(xiàn)象。

摩擦的兩個不同物體同時分別帶上等量異種電荷。

3.摩擦起電的原因：不同物質(zhì)的原子核束縛電子的本領不同，兩個物體互相摩擦時，哪個物

體的原子核束縛電子的本領弱，它的一些電子就會轉(zhuǎn)移到另一個物體上；失去電子的物體

因缺少電子而帶正電，得到電子的物體因為有了多余電子而帶等量的負電。

4.摩擦起電不是創(chuàng)造了電荷，只是電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上。

二、導體和絕緣體

1.導體和絕緣體：善于導電的物體叫做導體:不善于導電的物體叫做絕緣體。

常見的導體：金屬、石墨、人體、大地、酸堿鹽的水溶液等。

常見的絕緣體：橡膠、玻璃、塑料、油、陶瓷等。

2.導體容易導電的原因：里面有大量的自由電荷，它們可以脫離原子核的束縛，而在導體內(nèi)

部自由移動。

3.導體和絕緣體之間并沒有絕對的界限，在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化。一定條件下，絕緣體也

可變?yōu)閷w。

一、電流

1.電流的形成：電荷在導體中定向移動形成電流。

自由電荷在金屬導體中是自由電子，在酸、堿、鹽水溶液中是正、負離子。

2.電流的方向：把正電荷移動的方向規(guī)定為電流的方向。

在電源外部，電流的方向是從電源的正報流向魚板。在金屬導體中，電流的方向跟自由電

子的移動方向想反。

3.電源：能夠提供持續(xù)電流的裝置。

干電池、蓄電池供電時，化學能轉(zhuǎn)化為電能:發(fā)電機發(fā)電時，機械能轉(zhuǎn)化為電能。

4.持續(xù)電流形成的條件：①必須有電源；②電路必須閉合（通路）。

二、電路

1.電路的三種狀態(tài)：

通路——處處連通的電路叫通路，此時電路中有電流通過，電路是閉合的。

斷路（開路）一某處斷開的電路叫斷路，此時電路不閉合，電路口無電流。

短路——不經(jīng)過用電器而直接用導線把電源正、負極連在一起，電路中會有很大的電流，

可能把電源燒壞。

用電器兩端直接用導線連接起來的情況也屬于短路。

2.電路圖：用符號表示電路連接的圖。

三、電路圖

1.由電路圖連接實物：首先按電路圖擺好元件位置。其中開關S應是斷開的。若有滑動變阻

器，應將其滑片P調(diào)到變阻器的阻值最大端。

a）實物圖的連接中，要注意每個元件的位置和它與電路圖中符號位置的對應關系。

2.由實物圖畫電路圖：參照實物圖畫出電路圖時，要用規(guī)定的符號表示相應的元件，要分清

元件間的連接關系，要畫成規(guī)則的方框圖（導線要畫直，拐彎處要畫成直角）。

一、電流的測量

1.電流：電流是表示電流強弱的物理量，用符號/表示。電流的單位為安培（安,

A）。

2.電流的定義式：

其中/表示電流，單位為安培（A）；

。表示電荷，單位為庫倫（C）；

f表示通電的時間，單位為秒（s）。

lA=103mA=106gA

3.電流表：測量電流的儀表叫電流表。符號為。），其內(nèi)阻很小，可看做零，電流表相當于導

線。

4.電流表的示數(shù)：

量程使用接線柱表盤上刻度位置大格代表值小格代表值

0?0.6A和“0.6”下一行0.2A0.02A

0?3A和“3”上一行1A0.1A

在下一行讀出的示數(shù)是指針指向相同位置時，在上一行讀出的示數(shù)的5倍。

部分電流表的三個接線柱分別是“+”、'。6”和“3”。這時“0.6”和“3”是負接線柱，電流要從“+”

流入，再從“0.6”或"3"流出。

5.正確使用電流表的規(guī)則：

a）電流表必須和被測的用電器串聯(lián)。

如果電流表與用電器并聯(lián)，不但測不出流經(jīng)此用電器的電流，如果電路中沒有別的用電器

還會因為電流表直接連到電源的兩極上使電流過大而燒壞電流表。

b）電流必須從“+”接線柱流進去，從“一”接線柱流出來。否則電流表的指針會反向偏轉(zhuǎn)。

c）被測電流不能超過電流表量程。

d）任何情況下都不能使電流表直接連到電源的兩極。

6.無法估測待測也流的人小時，可先用人量程試觸,若指針偏轉(zhuǎn)超過最人值則應斷開開關檢

查：如果指針偏轉(zhuǎn)幅度太小，會影響讀數(shù)的準確性，應選用小量程檔。

7.使用電表前，如果指針不指零：可調(diào)整中央調(diào)零螺旋使指針調(diào)零。

電壓

1.電壓：電壓是使電路中自由電荷定向移動形成電流的原因。電壓的符號是U,單位為伏特

（伏,V）。

a）要在一段電路中產(chǎn)生電流，它的兩端就要有電壓。

b）電源的作用是給用電器兩端提供電壓。

c）lkV=103V=106mV

2.電壓表：測量電路兩端電壓的儀表叫電壓表，符號為其內(nèi)阻很天，接入電路上相當于

affio

3.電壓表的示數(shù)：

量程使用接線柱*表盤上刻度位置大格代表值小格代表值

0?3V和“3”下一行IV0.1V

0-15V“『和"15"上一行5V0.5V

在下一行讀出的示數(shù)是指針指向相同位置時，在上一行讀出的示數(shù)的5倍。

*部分電流表的三個接線柱是“+”、“3”和力5”。這時“3”和“15”是負接線柱，電流要從“+”流

入，再從"3”和“15”流出。

4.正確使用電壓表的規(guī)則：

a）電壓表必須和被測的用電器并聯(lián)。

如果與被測用電器串聯(lián)，會因為電壓表內(nèi)阻很大，此段電路開路而無法測此用電器兩段的

電壓。如果被測用電器在支路上，這時電壓表測的是其他支路兩端的電壓；如果被測用電

器在干路上，則整個電路便成開路了，這時電壓表測的是電源電壓。

b）電流必須從接線柱流進去，從“一”接線柱流出來。

c）被測電壓不能超過電壓表量程。

5.無法估測待測電壓的大小時，可先用大量程試觸。再根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)幅度選用適當量程。

6.常見的電壓：

干電池兩極間的電壓是I.5V手持移動電話的電池兩極間的電壓3.6V

對人體安全的電壓不高于36V家庭電路的電壓220V

發(fā)生閃電的云層間電壓幾百萬伏至幾億伏動力電路的電壓380V

電蛭可以產(chǎn)生200V左右的電壓，用來自衛(wèi)。

7.電流表、電壓表的比較：

電流表電壓表

符號

連接方式與被測用電器串聯(lián)與被測用電器并聯(lián)

直接連接電源不能能

異量程0.6A、3A3V、I5V

每大格0.2A、1AIV、5V

每小格0.02A、0.1A0.1V、0.5V

內(nèi)阻很小，幾乎為零，相當于短路很大，相當于開路

使用前要調(diào)零：讀數(shù)時看清量程和每大（?。└?；正接線柱流入，負接線柱流出：不

同

能超過最大測量值。

1.電阻的計算公式：R=—

R一一電阻一一歐姆（C）:U一一電壓一一伏特（V）；I一一電流——安培（A）o

2.關于電阻的注意事項：

a）導體不同，電阻也一般不同。

b）導體的電阻與導體的溫度有關.對大多數(shù)導體來說，溫度越高，電阻越大。

c）電阻是導體阻礙電流作用的性質(zhì)，是導體本身的一種性質(zhì)。與導體兩端有無電壓、電壓大

小、是否有電流通過以及電流大小等均無關。

d）R=幺■只表示電壓、電流和電阻的數(shù)值關系，沒有物理意義。

I

3.電阻的分類：定值電阻（-=-）、變阻器（W）

一、第四節(jié)變阻器

1.滑動變阻器：

原理：通過改變接入電路中電阻線的長度改變電阻，從而改變電路中的電流。

作用：改變電流、調(diào)節(jié)電壓和保護用電器。

某滑動變阻器標有“50。1A”的字樣，表明該滑動變阻器的最大阻道為50Q,允許通過的

最大電流為lAo

2.使用滑動變阻器的注意事項（見下圖）：

a）接線時必須遵循“一上一下”的原則。

如果選用A、B兩個接線柱，相當于接入一段導線；如果選用C、D兩個接線柱，相當于接

入一段定值電阻。這兩種錯誤的接法都會使滑動變阻器失去作用。

b）A和B相當于同一個接線柱。即選用AC、BC或AD、BD是等效的。

c）選用C接線柱時，滑片P向左移動，滑動變阻器的電阻值將減小；

選用D接線柱時，滑片P向左移動，滑動變阻器的電阻值將增大。

（滑片距離下側(cè)已經(jīng)接線的接淺柱越遠，連入電路中的電阻越大）

d）每個變阻器都標有規(guī)定的最大電阻和允許通過的最大電流，使用時大能超過它的最大值。

3.應用：電位器

4.注意：

a）滑動變阻器的銘牌，告訴了我們滑片放在兩端及中點時，變阻器連入電路的電阻。

b）分析因變阻器滑片的變化引起的動態(tài)電路問題，關鍵搞清哪段電阻絲連入電路，再分析滑

片的滑動導致變阻器的阻值如何變化。

1.探究電流跟電壓、電阻關系的實驗設計

（1）實驗方法——控制變量法

因影響導體中的電流大小的因素可能有兩個：電壓和電阻，所以要探究與其中一個因素的關

系，應保持另一個因素不變?？梢韵缺３蛛娮璨蛔?，用電壓表和電流表測出定值電阻兩端的電壓

和電流，研究電流與電壓的關系；也可以保持電壓不變，改變電阻，用電流表測出電阻中，的電

流，研究電流跟電阻的關系。

(2)根據(jù)控制變量法，探究電流跟電壓、電阻的關系可分為兩步：

①保持電阻不變，通過改變電壓，觀察電流的變化：

②保持電壓不變，通過改變電阻，觀察電流的變化。

2.探究電流跟電壓和電阻的關系

實驗目的探沈電流與電壓的關系探究電流與電阻的關系

控制電壓不變，換用不同的電阻，利用

控制電阻不變，利用滑動變阻器來改變

控制變量滑動變阻器調(diào)節(jié)使不同電阻兩端的電壓

電阻兩端的電壓和通過導體的電流

相同

電路圖

實驗圖象

結論電阻不變時，電流與電壓成正比電壓不變時，電流與電阻成反比

3.實驗過程中注意事項分析

(1)在連接實物圖時，開關應斷開，滑動變阻器的滑片要移到阻值最大的位置。

(2)電流表和電壓表要選擇合適的量程，電流表一般選擇0?0.6A,電壓表在不能確定的情

況下可利用試觸法，在不超量程的情況下，要盡可能選用小量程，以減小實驗的誤.差。

(3)一定要讓電流從電流表和電壓表的正接線柱上流入，從負接線柱上流出，否則指針會向

零刻度線的左側(cè)偏轉(zhuǎn)。

(4)讀數(shù)時，視線要與刻度盤上的刻度線垂直，若指針不指在整刻度線，要適當估讀。

(5)在探究電流與電阻的關系時，一定要控制電壓不變：在探究電流與電壓的關系時，一定

要控制電阻不變。

(6)在寫實驗結論時，一定要注意結論成立的前提條件。

電壓表量程的選擇

電壓表量程一般根據(jù)電源電壓或用電器的規(guī)格選擇，電流表沒有特殊說明一般選用0~0.6

A,滑動變阻器電.阻的變化要以下接線柱為準，滑片遠離時電阻變大，靠近時電阻變小。，

4.利用數(shù)學函數(shù)圖象分析電流與電阻和電壓的關系

圖象作為表示物理規(guī)律的方法之一，可以直觀地反映某一物理量隨另一〃

物理量變化的函數(shù)關系，形象地描述物理規(guī)律。應用圖象不僅可以直接求出\

或讀出某些待求物理量，還可以用來探究某些物理規(guī)律，測定某些物理量，\

分析或解決某些復雜的物理過程。

如圖所示，橫軸表示電流，縱軸表示電阻，從圖象中可以看出，電流隨0R

.電阻的增大而減小。

1.（2009?東營）某同學在探究“電阻上的電流跟兩端電壓的關系”時，發(fā)現(xiàn)通過電阻a、b的電

流隨電壓變化情況如圖所示，則下列結論與圖象相符的是（）

A.電阻一定時，電流隨著電壓的增大而減小B.電壓相同時，阻值大的電阻通過的電

流大

C.電流相同時，阻值小的電阻兩端的電壓大D.兩電阻阻值的關系是Ra>Rb

2.（2015?南寧）如圖是“探究電流與電阻的關系”的電路圖.將5。的定值電阻接入圖中A、B

兩點間，正確操作后，電流表的示數(shù)為0.4.A.接下來的操作是：斷開刀關，將50的定值電阻

更換為10Q的定值電阻，再將滑動變阻器的滑片P移到最（選填“左"或"右"）端，然后

閉合開關，移動滑片P，使電壓表的示數(shù)為V時，讀出電流表的示數(shù).

3.（2014?鞍山）在探究“電流與電阻的關系”實驗中，電路如圖1所示：

（1）連接電路時，開關應當.

（2）閉合開關前，滑動變阻器滑片調(diào)至（"a"或"b"）端.

（3）將電路連接正確后，閉合開關，移動滑動變阻器滑片P,使定值電阻R兩端的電壓為2V,

電流表示數(shù)如圖2所示，則R的阻值為0.

（4）換上10。的電阻后，閉合開關，電壓表示數(shù)將（填“變大"或"變小”），此時應將

滑片

P向（填"a"或"b〃）端移動，電阻兩端的電壓為V.

（5）小芳同學正確連接電路后，俄合開關，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓

表有示數(shù)且接近電源電壓，其原因是.

4.（2014?邵陽