[初二理化生]电学基础.doc

一．电的概述 1．1 摩擦起电 我们发现，如果用毛皮摩擦玻璃棒，玻璃棒就会带电并能吸附轻小物体，同时毛皮上也有等量的电。这个现象是由于毛皮摩擦玻璃棒而产生的使物体具有的特殊性质。我们说，在这种情况下玻璃棒和毛皮带电，并规定玻璃棒带的是正电，毛皮带的是负电。 物体与其他相适应的物体摩擦起电，所带的电不是正电就是负电。气带电的正负，通常是依据带电玻璃棒受到的是斥力还是引力来判断别的。两种适当的物体相互摩擦时，两物体通常是带上不同种类的电，两物体之所以带正电或者负电，是由于两物体带电性质的不同。 我们用来摩擦起电的物体，通常都是些不易导电的物体，也就是绝缘体。一般来说，金属等物质不易摩擦起电，但由此认为金属不起电则是错误的。因为对于金属，尽管摩擦能起电，但瞬间就逃掉了。所以，为了防止摩擦所起的电逃掉，可将金属棒粘个绝缘柄，这样可使金属带电。 1.2带电的起因 物质由原子构成，原子由带正电的原子核及绕其旋转的电子构成。这些电子均是带一定量的负电并具有质量的基本粒子，电子带负电的总量和原子核带正电的总量相等，所以就整体而言物体处于电中和状态，通常不显电性。 我们称电的总量，即电量为电荷，单位为库【仑】，用符合C表示。通常不显电性的物体，因摩擦而带电，这是由于摩擦造成物体不再处于原子内正负电荷代数和为零的中和状态而产生的。摩擦起电表现出来的引力和斥力就是电力。物体由原子构成，电力对原子中的电荷气作用。当电荷能够在物体中自由移动时，电力只作用于物体并使物体有运动的趋势。 正因为这样，由于摩擦破坏了正负电荷的中和状态，使物体带电从而产生电力。这时产生的引力或斥力将使绝缘体发生运动。原子中的电子因受原子核的引力而按一定的轨道绕原子核旋转，当受到外部电力作用时，能脱离原子核的约束而自由运动，这样的电子叫做自由电子。 “电”是由自由电子的增减而表现出来的，也就是说，如果将一定数量的电子从尚未带电的物体中移到其他物体，则失去自由电子的物体带正电，得到自由电子的物体带负电。 绝缘体带电就是指得到或失去自由电子的状态。即使从电池或发电机获得大电流的情况，也是从自由电子在导线中移动开始的。 1.3电荷间的作用力 关于引力与斥力的库仑定律 带有电荷的物体称为带电体。带电体之间具有相互作用力，作用力的方向沿着两电荷的连线，同性电荷相持，异性电荷相吸。 两个带电体之间相互作用力的大小，正比于每个带电体的电量，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向沿着两电荷的连线。 这就是库仑定律，用公式表示如下： F∝Q1Q2/r.r 其中，Q1Q2是以库【仑】（C）为单位表示的电量，r是以米（m）为单位表示的两带电物体之间的距离，F是以牛【顿】为单位表示的力。 1.4欧姆定律 定义：在直流情况下，一闭合电路中的电流与电动势成正比，或当一电路元件中没有电动势时，其中的电流与两端的电位差成正比。 在同一电路中，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻阻值成反比，这就是欧姆定律，基本公式是I=U/R。欧姆定律由乔治·西蒙·欧姆提出，为了纪念他对电磁学的贡献，物理学界将电阻的单位命名为欧姆，以符号Ω表示。 欧姆定律 公式 　部分电路欧姆定律公式： I=U/R U = RI 或 I = U/R = GU (I=U：R) 公式说明 　　其中G = 1/R，电阻R的倒数G叫做电导，其国际单位制为西门子(S)。 ?? 利用欧姆定律测电阻 　　其中：I、U、R——三个量是属于同一部分电路中同一时刻的电流强度、电压和电阻。 　　Ｉ＝Q／t　电流＝电荷量／时间 (单位均为国际单位制） 　　也就是说：电流＝电压/ 电阻 　　或者 电压＝电阻×电流『只能用于计算电压、电阻，并不代表电阻和电压或电流有变化关系』 适用范围 　　欧姆定律适用于金属导电和电解液导电，在气体导电和半导体元件等中欧姆定律将不适用 二．电路的链接方式及常用元器件 2.1 串联连接 　　电路中的元件或部件排列得使电流全部通过每一部件或元件而不分流的一种电路连接方式。 ?? 串联电路 ?? 串联电路图 串联是连接电路元件的基本方式之一。将电路元件(如电阻、电容、电感等)逐个顺次首尾相连接。将各用电器串联起来组成的电路叫串联电路。串联电路中通过各用电器的电流都相等。 2.1.1串联电路的特点： 　　1. 串联电路电流处处相等： I总 = I1 = I2 = I3 =……= In 　　2. 串联电路总电压等于各处电压之和：U总=U1+U2+U3+……+Un 　　3. 串联电阻的等效电阻等于各电阻之和：R总=R1+R2+R3+……+Rn 　　4. 串联电路总功率等于各功率之和：P总=P1+P2+P3+……+Pn 　　5. 串联电容器的等效电容量的倒数等于各个电容器的电容量的倒数之和：