电

【同步教育信息】

一. 本周教学内容：

电荷

二. 重点、难点：

1. 知道摩擦起电现象，知道两种电荷及它们间的相互作用。

2. 知道电量及其单位。

3. 常识性了解原子结构，理解摩擦起电的原因。

4. 知道电流是如何形成的及电流方向的规定。

5. 知道导体和绝缘体的区别。

6. 知道常见的导体和绝缘体。

三. 知识点分析：

本章是学习电学概念和规律的必要的预备知识，主要内容有：摩擦起电、电流、导体和绝缘体、电路、串联电路和并联电路。

　　本章的重点是电路以及串联电路和并联电路的知识。

　　第一节“摩擦起电 两种电荷”。摩擦起电和两种电荷的知识，学生虽然在小学自然常识中已经学过，但学生在初中阶段有必要从头讲起。因为从电的发展史来看，人们首先得到的是静电知识，从电学的系统来看，静电是电学的基本知识。要使初中学生对电学具有比较系统的知识，就有必要以简单的静电现象作为学习的起点。

　　教材在讲述摩擦起电的基础上，给出了电的概念和电量的单位。

　　第二节“摩擦起电的原因 原子结构”。这一节首先让学生知道原子的结构，了解原子是由位于中心的原子核和核外的电子组成的，并且原子核带正电，电子带负电。在此基础上教材讲述了摩擦起电的原因，并指出摩擦起电并不是创造了电荷，只是电荷从一个物体转移到另一个物体。

　　第三节“电流”。电流的初步概念，是电学中最基本的概念之一。 从两个相同的验电器A和B，用金属棒把A和B连接起来，有短暂电流出现这一实验来引出电流的概念，能够根据观察到的现象推知电荷是从哪个验电器移动到哪个验电器的，以说明电荷发生了定向移动。还可以从这个实验说明，这里的电流是短暂的，由此引入小灯泡与干电池、开关串联的电路可以产生持续电流，引出电源的概念。在此基础上，教材讲述了电流方向的规定。

　　第四节“导体和绝缘体”

　　从连接用电器的导线出发，用实验来观察物质有容易导电的，也有不容易导电的，自然地引出导体和绝缘体的概念，并介绍导体和绝缘体的用途。学生在学习这部分知识之后，应能联系实际，判别用电器的哪部分是导体，哪部分是绝缘体，消除对电的恐慎心理，以便在日常用电中，正确使用好用电器。

　　关于导体和绝缘体之间并没有绝对的界线，在一定条件可以互相转化，可使学生受到辩证唯物主义观点的教育，同时又为学习用电常识作了一定程度的准备。

怎样解释简单的静电现象？

　　原子结构的理论告诉我们：物质的原子都是由带正电的原子核和带负电的电子构成。用这一理论解释各种电现象时，要明确以下几点：

（1）电荷既不能创生，也不能消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到它的另一部分。在电荷转移的过程中，它的总量保持不变。这就是说，一个物体得到了电荷，必定有另一个物体失去了电荷。

　　（2）自然界里只有正、负两种电荷。同种电荷越多，它们对外的作用就越强，异种电荷在一起，它们对外的作用将互相抵消。若正、负电荷数量相同时，它们对外作用完全抵消，这就是电的“中和”。因此，所谓物体不带电，并不是物体内没有电荷，而是物体内正、负电荷的数量相等。物体带电，是因为物体内正、负电荷的数量不相等，若正电荷数量大于负电荷，物体带正电；反之，物体带负电。

　　（3）原子核的质量远远大于核外电子的质量。因此，原子核不容易发生转移。在静电现象中，电荷的转移是电子发生了转移。我们用原子结构的理论解释电现象时，尤应注意这一点。

　　（4）各种物质的原子核对电子的束缚能力不同，因而物质得失电子的本领也不同，这就造成了摩擦起电等各种带电现象。金属的外层电子容易丢失，这些从原子内跑出来的电子叫做“自由电子”，所以金属容易导电。绝缘体内的电子受到原子核的束缚，不容易成为自由电子，所以它不容易导电。但是利用强电力作用、高温等方法可以使一部分电子摆脱原子核的束缚，成为自由电子，于是绝缘体变成了导体。

为什么金属导体中自由电子定向移动的方向不是电流的方向？

　　在历史上，开始研究电流时要规定电流的方向。人们规定：“正电荷定向移动的方向为电流的方向”。现在知道，金属中电流是由于自由电子定向移动形成的。但电子是带负电的，当然，按规定所说，金属中自由电子方向不能是电流的方向。那么是否有必要重新规定电流的方向呢？到现在为止，人们并没有加以修改。这是因为：（1）许多科技文献均以此为准，修改引起混乱。（2）规定正电荷定向移动，还是负电荷定向移动方向为电流方向，研究电学问题效果相同，更改没有必要。（3）在某些情况中（例如：酸、碱、盐的水溶液），也有正电荷定向移动形成电流的现象。

【典型例题】

有关摩擦起电 两种电荷例题

[例1] 悬吊在丝线上的泡沫塑料小球，用一带电体去靠近，会发现小球先被吸引，与带电体接触后又立即就被带电体推开，这是为什么？

分析：根据吸引、接触、排斥这三个过程，用带电的特点和电荷相互作用的规律即可解释。

解答：因为带电体有吸引轻小物体的性质，所以小球先被带电体吸引。小球与带电体接触后小球带上与原带电体相同的电荷，由于同种电荷相斥，所以小球立即被带电体排斥而分开。

　

[例2] 有甲、乙、丙三个小球，将它们两两靠近它们都相互吸引，如图1所示，那么下面的说法中正确的是（ ）

A. 三个小球都带电 　　　 B. 只有一个小球带电

C. 有两个小球带同种电荷 D. 有两个小球带异种电荷

分析：根据电荷相互作用的规律，带电体之间要么相互吸引，要么相互排斥。因此，如果三个小球都带电，其中必有两个小球带同种电荷而相互排斥，因此可否定A与C。如果只有一个小球带电，那么另两个不带电的小球之间不会发生相互吸引。

解答：D

说明：判断这类轻小物体相互作用及带电体的带电问题，关键是必须明确自然界只存在两种电荷，且非相互吸引即相互排斥，而不带电的轻小物体与带正电的物体或带负电的物体都能相互吸引。

有关摩擦起电的原因 原子结构例题

[例1] 如图1所示，已知验电器A带的是正电，验电器B带的电性未知。现拿一根带有绝缘柄的金属棒去接触两验电器的金属球，如验电器A，B的金属箔张角不变，验电器B带什么电？为什么？如验电器A，B的金属箔张角都减小为零，验电器B带什么电？为什么？

分析：验电器B是带电的，只能是有多余电子而带负电或缺少电子而带正电，现拿一根带有绝缘柄的金属棒去接触两验电器的金属球，验电器A、B的电荷只能通过金属棒发生转移，而且如有电荷的转移只能是电子的转移。

解答：（1）验电器A，B的金属箔张角不变，说明两验电器没有通过金属棒发生电荷的转移，所以验电器B带的是与A相同的正电荷。

（2）验电器A，B的金属箔张角都减小为零，说明两带电体相接触后都恢复成不带电的状态，这是电中和的现象，必定有电荷的转移。由于验电器A原来缺少电子而带正电，所以验电器B一定是有多余电子而带负电。

说明：解释摩擦起电、接触带电和电中和现象时，必须抓住有电荷的转移这一关键，而且转移的只能是带负电的电子。　　

[例2] 两个形状大小完全相同的金属球A和B，如果A球带大量的正电荷，B球带少量的负电荷，当A、B两球接触后再分开，则（ ）

A. A，B两球都不带电

B. A，B两球带等量的正电荷

C. A，B两球带等量的负电荷

D. A球带正电荷，B球不带电

分析：当A，B两球接触后，电子从B球向A球转移，使得A球带的正电荷一部分被B球带的负电荷中和掉了。这时A球仍带正电荷，于是B球的负电荷继续转移到A球上，直到A，B两球缺少的电子相等为止，此时两球带上等量的正电荷。

解答：B

说明：电中和现象可以是完全中和，使两个原来带等量异种电荷的物体都恢复成不带电的状态。也可以是部分中和，如题中情况。必须注意，只有两个球的大小、形状相同时，才会平分中和后余下的电荷。

有关电流例题

[例1] 在电路中有电源，是否就一定有电流存在？

分析：如图1所示，从常识可知，图（a）因开关断开，电路未闭合，所以电路中没有电流，灯不亮。图（b）开关合上，电路闭合，电路中有电流，灯亮。比较（a）（b）两图可知，得到持续电流的条件是：① 必须有电源；② 电路必须闭合。这两个条件，缺一不可。　

　

解答：不一定。要有持续的电流，除了要有电源外，电路必须闭合。

　

[例2] 如图2所示，A，B为两验电器，A带正电，B带负电。用一条金属棒将两验电器的金属棒接通的瞬间，实际发生定向移动的是________，方向是由______到______，电流的方向是由______到______。　

　

分析：金属导体中能发生定向移动的电荷是自由电子，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向与自由电子定向移动的方向相反。

解答：自由电子，B、A，A、B。

有关导体和绝缘体例题

[例1] 为什么电线芯线常用铜或铝来做？而电线芯线外面的包层常用橡胶或塑料来做？

分析：可以从铜（或铝）和橡胶（或塑料）这两类物质的导电能力上考虑。

解答：因为铜或铝是导电性能良好的金属，用它们做芯线可以导线，而橡胶或塑料是绝缘体，用它们包在芯线外面可以防止电线漏电和人触电。　　

[例2] 绝缘体不容易导电是因为绝缘体中（ ）

A. 没有电荷 B. 没有自由电荷

C. 有大量自由电荷 D. 只有少量自由电荷

分析：在绝缘体中，电荷几乎都被束缚住了而不能自由移动，只有极少量自由电荷，所以不容易导电。

解答：D

说明：导体、绝缘体都是由分子或原子组成的，因此都有大量的电荷存在。如果物体中自由电荷极多那就是导体，如果物体中自由电荷极少那就是绝缘体。因此，导体和绝缘体之间没有绝对的界限，而且条件变了可以转化。

[例3] 图1是某种按钮开关构造的截面图。A为外壳，B为按钮，C、D为金属片，其中C具有弹性。试简述按钮开关如何使电路通、断？制作A、B部件的材料应是导体还是绝缘体？为什么？

图1

解答：使用按钮开关时，按下按钮B，弹性金属片C与金属片D接触，于是电路接通；松开按钮B，由于弹性，金属片C恢复原位，与金属片D分开，于是电路断开。外壳A和按钮B都必须使用绝缘材料，例如胶木、塑料之类，这是为了使用时安全，因为人身是导体。

又问：在塑料、大地、陶瓷、纯水、空气、玻璃和盐水中，通常属于导体的是__________。

解答：盐水。

再问：电工用的钢丝钳的柄上为什么要套一层橡胶或塑料？

分析：电工用的钢丝钳接触的是电气设备，橡胶、塑料通常是绝缘体，钢丝钳的柄上套一层橡胶或塑料，是为了使用安全。

进一步思考：

一般导线的线芯是用铜或铝制成的，外面包一层橡胶或塑料；但高压输电铁塔上的架空线却是裸导线。这是为什么？

分析：为了传输电流，导线芯应当用导电性能良好的铜、铝制成。在一般导线的外面包一层橡胶或塑料，是因为橡胶、塑料为绝缘体，有它们保护，使用时比较安全。但导体和绝缘体之间并无绝对的界限，在高温或电压很高的条件下，原本不善于导电的物体，也可变成导体。故高压输电铁塔上的架空线用橡胶、塑料是无法绝缘的，只能借助空气绝缘，故为裸导线。

如果将图1中的按钮开关里的金属片D换成塑料片，将会怎样？

分析：按下铵钮B，弹性金属片C虽与塑料片D接触，但因塑料是绝缘体，无法将电路接通，按钮开关也就失去了控制电路通、断的作用。

观察拉线开关的构造，说明为什么它被拉一次电路接通，再拉一次电路又断开了？

分析：图2为拉线开关里面的构造示意图。A、B两接线柱分别接电源和用电器的一端，拉线簧C通过拉线控制中心的胶木转轮D，在转轮D的周边间隔地分布着一些金属片，它们的中心集中于转轮的一个侧面，和与接线柱B相连的金属片E接触；另一有弹性的铜片F与接线柱A相连。转轮的周边还有一些卡口G，可使铜片F间隔地与金属片或胶木接触，如图10所示。当拉线簧C使铜片F正好与转轮D周边的金属片接触时，相当于A、B相连，这时电流从电源经用电器形成通路。再拉一下拉线，拉线簧C使铜片F与转轮D周边的金属片离开，接触的是胶木转轮，这时电流就中断了。

　

　　可见拉线开关巧妙、合理地利用了导体与绝缘体材料，从而有效地控制了电流的通、断。

【模拟试题】

摩擦起电两种电荷

一. 判断题

1. 自然界中只存在两种电荷。（ ）

2. 磁铁能吸引铁屑，所以磁铁也带了电。（ ）　　

3. 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。（ ）

4. 丝绸与玻璃棒摩擦，丝绸带负电。（ ）

5. 毛皮摩擦橡胶棒，毛皮带负电。（ ）

6. 两个带异种电荷的物体相互接触叫中和。（ ）

7. 物体失去电子，带负电。（ ）

8. 铜棒中有电流是带正电荷的原子核作定向移动。（ ）

9. 铜棒中有电流，实质是离开原子核束缚的电子作定向移动。（ ）

10. 干电池的外壳是铝筒。（ ）

11. 铅蓄电池是把许多铅板放在盐水中做成的。（ ）

12. 连接电路时电键应置于断开位置。（ ）

13. 电源内部的电流方向是电源的正极指向负极。（ ）

14. 电源内部的电流方向是电源的负极指向正极。（ ）　　

15. 导体能导电是由于导体内有多余的电荷。（ ）　　

16. 半导体的导电能力比导体强。（ ）　　

17. 不管什么情况，玻璃总是很好的绝缘体。（ ）　　

18. 导体和绝缘体没有绝对的界限。（ ）　　

19. 能摩擦起电的物质都不可能是绝缘体。（ ）　　

20. 内部能自由移动电荷少的物体是绝缘体。（ ）

21. 半导体的导电能力在导体和绝缘体之间。（ ）

二. 填空题

1. 图1是氢原子的结构模型图。中间用A表示的是______，绕A运动用B表示的是______。A带______电，B带______电。A与B带电数量______（选填“相等”、“不相等”）。

图1

2. 判断下列物体带正电还是带负电。

（1）羊毛与硬塑料棒相互摩擦后，羊毛失去电子，硬塑料棒带______。

　　（2）有机玻璃棒在人头发上摩擦后与被毛皮摩擦过的橡胶棒相斥，有机玻璃棒带______。

　　（3）一硬棒经尼龙绸摩擦后与用丝绸摩擦过的玻璃棒相吸，那么这硬棒带______。

3. 带电体与带正电的验电器金属球接触后，验电器金属箔张开的角度变小，带电体带______。

4. 图2为验电器的构造示意图。

　　图2

（1）零件名称：A是______；B是______；C是______。

　　（2）验电器是利用______电荷间的相互______的特性制成的。它可以用来检验物体______。

（3）用丝绸摩擦过的玻璃棒与图2的A接触，则验电器带______。

5. 原子的中心是______，带______电，核外有绕核运动的______，带______电。在通常情况下，原子对外呈______。

6. 摩擦起电并不是创造了电，只是______从一个物体上移到了另一个物体上。

7. 1C电量等于______个电子所带的电量。

8. 用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带负电，这时是电子从______转移到了______上。

9. 两个带等量异种电荷的物体互相接触，这两个物体都没有多余的______，也不缺少______，这种现象叫做______。

10. 图3所示的电路中，A是______，B是______，C是______，D是______。

　　图3

11. 我们知道金属导体中自由电子的移动方向与电流方向相反。图4中箭头方向表示导线中自由电子的移动方向，则通过小灯泡的电流方向是从______点到______点。电源的A端为______极，B端为______极。

图4　　

12. 图5是一根家用电线的示意图，它由两部分组成，中间A部分由______制成（选填“导体”、“绝缘体”），A的作用是______。外层B部分由______制成（选填“导体”、“绝缘体”），B的作用是______。

　　图5

三. 选择题

1. 观察教室里的电路，从完整的电路来看缺少的元件是（ ）

A. 用电器 B. 电键 C. 导线 D. 电源

2. 在图6所示的电路M、N间依次接入有机玻璃棒、铝棒、木棒、橡胶棒，则小灯泡发光的是接入（ ）

A. 有机玻璃棒 B. 铝棒 C. 木棒 D. 橡胶棒　

　　图6

3. 用丝绸摩擦过的玻璃棒接触一只原来不带电的验电器，金属箔张开，在这过程中（ ）

A. 玻璃棒上的质子转移到金属箔上

B. 玻璃棒上的电子转移到金属箔上

C. 金属箔上的质子转移到玻璃棒上

D. 金属箔上的电子转移到玻璃棒上

4. 把两个原来都不带电的绝缘物体相互摩擦，可能出现的情况是（ ）

A. 两个物体带等量的正电荷

B. 两个物体带等量的负电荷

C. 一个带电，另一个不带电

D. 两个物体带等量的异种电荷　　

5. 对导体和绝缘体，下列说法中正确的是（ ）

A. 绝缘体不能导电，但能带电

B. 绝缘体不能导电，也不能带电

C. 导体能够导电，但不能带电

6. 金属导体容易导电的原因是（ ）

A. 金属内部有多余的电子

B. 金属内部有多余的正电荷

C. 金属内部有大量的可以移动的电子

四. 实验题

1. 小华做小灯泡发光实验。电路的实物图如图7（a）、（b）、（c）所示。图（a）、（b）中闭合电键，小灯泡不亮。图（c）老师不准闭合电键。

　　 图7

（1）说出图（c）不准闭合电键原因。

（2）用铅笔线作导线，改正图（a）、（b）、（c）中的错误，达到闭合电键、小灯泡正常发光的目的。　　

2. 小明同学做下面的实验。小明先用被毛皮摩擦过的橡胶棒使验电器带上电，验电器的金属箔张开一定角度。

（1）小明用自己的手接触验电器的金属球。

　　实验结果是验电器金属箔______（选填“闭合”、“张开角度变小”或“张开角度变大”）理由是______。

　　（2）小明用干燥的木棒接触验电器的金属球。

　　实验结果是验电器金属箔张开角度不变。理由是干燥的木棒是______（选填“导体”、“绝缘体”）。

（3）小明用手拿潮湿的木棒接触验电器的金属球。

由于潮湿的木棒是导体，所以实验结果是验电器的金属箔______。

　　（4）小明手拿一棒，接触验电器的金属球。

实验结果是验电器金属箔闭合。那么以下判断有可能对的是（可能一个对，也可能有几个对）（ ）

A. 这棒是导体

B. 这棒是绝缘体，带上了正电

C. 这棒是绝缘体，带上了负电

【试题答案】

一. 1. √ 2. × 3. √ 4. √ 5. × 6. × 7. × 8. × 9. √ 10. ×

11. × 12. √ 13. × 14. √ 15. × 16. × 17. × 18. √ 19. × 20. √

21. √

二.1. 原子核，电子，正，负，相等

2.（1）负电 （2）负电 （3）负电

3. 负电

4.（1）金属球，金属杆，金属箔 （2）同种，排斥，是否带电 （3）正电

5. 原子核，正，电子，负，中性

6. 电子

7. 6.25×10¹⁸

8. 毛皮，橡胶棒

9. 电子，电子，电中和

10. 蓄电池，电键，灯泡，导线

11. D，C，负，正

12. 导体，导电，绝缘体，起保护和绝缘作用

三. 1. D 2. B 3. D 4. D 5. A 6. C

四. 1.（1）造成短路 （2）略

2.（1）闭合，人是导体 （2）绝缘体 （3）闭合 （4）A，B