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讲 义 部 分:
电流与电路
第一节 电荷
电荷
带电体:物体有了吸引轻小物体的性质,我们就说是物体带了电(荷)。这样的物体叫做带电体。轻小物体指碎纸屑、头发、通草球、灰尘、轻质球等。
电荷:电荷的多少叫做电荷量,简称电荷,符号是Q。电荷的单位是库仑(C)。在各种带电微粒中,电子电荷量的大小是最小的。人们把最小电荷叫做元电荷,常用符号e表示。e=1.6×10-19 C。任何带电体所带电荷都是e的整数倍。
正负电荷:自然界只有两种电荷——被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷是正电荷(+);被毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫做负电荷(-)。
电荷间的相互作用:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。两个物体相互吸引有两种情况——可能是它们带异种电荷而互相吸引,还可能是一个物体带电而吸引另一个不带电的轻小物体。
使物体带电的方法
摩擦起电
定义:用摩擦的方法使物体带电。
原因:不同物质原子核束缚电子的本领不同。
实质:电荷从一个物体转移到另一个物体使正负电荷分开。
接触带电:物体和带电体接触带了电。如带电体与验电器金属球接触使之带电。
感应带电:由于带电体的作用,使带电体附近的物体带电。
检验物体带电的方法
使用验电器。
验电器的原理:同种电荷相互排斥。
从验电器张角的大小,可以判断所带电荷的多少。但验电器不能检验带电体带的是正电荷还是负电荷。
利用电荷间的相互作用。
利用带电体能吸引轻小物体的性质。
中和:放在一起的等量异种电荷完全抵消的现象。
如果物体所带正、负电量不等,也会发生中和现象。这时,带电量多的物体先用部分电荷和带电量少的物体中和,剩余的电荷可使两物体带同种电荷。
中和不是意味着等量正负电荷被消灭,实际上电荷总量保持不变,只是等量的正负电荷使物体整体显不出电性。
摩擦起电
原子的结构:原子是由位于中心的原子核和核外的电子组成的;原子核的质量比电子的大得多,几乎集中了原子的全部质量;原子核带正电,电子带负电,电子在原子核的吸引下,绕核高速运动。原子核带正电,电子带负电。电子绕核运动。但整个原子呈中性。
摩擦起电:摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象,就是摩擦起电现象。摩擦的两个不同物体同时分别带上等量异种电荷。
摩擦起电的原因:不同物质的原子核束缚电子的本领不同,两个物体互相摩擦时,哪个物体的原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等量的负电。
摩擦起电不是创造了电荷,只是电子从一个物体转移到另一个物体上。
由同种物质组成的两物体摩擦不会起电。
导体和绝缘体
导体和绝缘体:善于导电的物体叫做导体;不善于导电的物体叫做绝缘体。常见的导体:金属、石墨、人体、大地、酸碱盐的水溶液等。常见的绝缘体:橡胶、玻璃、塑料、油、陶瓷等。
半导体:导电能力在绝缘体和导体之间的物体,叫做半导体。常见的半导体:硅、锗。半导体的应用:集成电路(包括二极管、三极管)、热敏电阻、光敏电阻等。
导体容易导电的原因:里面有大量的自由电荷,它们可以脱离原子核的束缚,而在导体内部自由移动。
“导电”与“带电”的区别:导电过程是自由电荷定向移动的过程,导电体是导体;带电过程是电子得失的过程,能带电的物体可以是导体,也可以是绝缘体。
导体和绝缘体之间并没有绝对的界限,在一定条件下可相互转化。一定条件下,绝缘体也可变为导体。
第二节 电流和电路
电流
电流的形成:电荷在导体中定向移动形成电流。自由电荷在金属导体中是自由电子,在酸、碱、盐水溶液中是正、负离子。
电流的方向:把正电荷移动的方向规定为电流的方向。在电源外部,电流的方向是从电源的正极流向负极。在金属导体中,电流的方向跟自由电子的移动方向相反。
电源:能够提供持续电流的装置,叫做电源。干电池、蓄电池供电时,化学能转化为电能;发电机发电时,机械能转化为电能。
持续电流形成的条件:① 必须有电源; ② 电路必须闭合(通路)。只有两个条件都满足时,才能有持续电流。
电路和电路图
电路:由电源、用电器、开关、导线等元件组成的电流的路径,叫做电路。
电路元件的作用:电源——能够提供电流的装置,或把其他形式的能转化为电能的装置(干电池将化学能转化为电能)。用电器——消耗电能,将电能转化为其他形式能的装置。开关——控制电路的通断。导线——传导电流,输送电能。
电路的三种状态:通路 断路 短路
电路图:用符号表示电路连接的图,叫做电路图。
第三节 串联和并联
串联电路:两个用电器首尾相连,然后接到电路中,就说这两个用电器是串联的。
并联电路:两个用电器的两端分别连在一起,然后接到电路中,两用电器是并联的。
串联电路与并联电路的特点:
串联电路 并联电路 连接特点 逐个顺次连接(首尾相连)
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