人教版九级物理电子课本新版

巡山小妖精
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2020年11月28日 17:43
最佳经验
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陕西建筑职工大学-十九届一中

2020年11月28日发(作者:贺绿汀)


精品教育
第1节

两种电荷




在干燥的天气里,衣服表面容易吸附灰尘;与
头发摩擦过的塑料尺、塑料笔杆,能吸起纸屑;用
塑料梳子梳头,头发会随着梳子飘起来……

两种电荷


为什么会出现上述这些现象呢?这是因为摩
擦过的物体带了“电”,或者说带了电荷(electric
charge)。用摩擦的方法使物体带电,叫做摩擦起
电。带电的物体间存在怎样的相互作用呢?

演 示


电荷间的相互作用
1.

用丝绸摩擦两根玻璃棒,手持一根玻璃棒,
靠近另一根被吊起的玻璃棒(图15.1-1)。观察有
什么现象发生。
2.

手持用毛皮摩擦过的橡胶棒,靠近被吊起
的用丝绸摩擦过的玻璃棒。观察有什么现象发生。

32

物理

九年级

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图15.1-1

电荷间的相互作用


精品教育
实验发现,电荷间有相互作用,相同电荷及不
同电荷间相互作用不同。
人们还发现,无论用什么方法带电,物体所带
的电荷或者与丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷相同,
或者与毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷相同。自然界
只有两种电荷。人们把用丝绸摩擦过的玻璃棒带的
电荷叫做正电荷(positive charge),用毛皮摩擦过
的橡胶棒带的电荷叫做负电荷(negative charge)。
同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
物体所带电荷有多有少,电荷的多少叫做电荷
量。为了方便起见,电荷量也可简称电荷。电荷量
的单位是库仑(column),简称库,符号是C。一
金属球

金属杆

绝缘垫


根实验室中常用的玻璃棒或橡胶棒,摩擦后所带的


电荷量大约只有10

C。
实验室里常用验电器来检验物体是否带电。用
金属箔

带电体接触验电器的金属球,就有一部分电荷转移
到验电器的两片金属箔上,这两片金属箔带同种电
荷,由于互相排斥而张开(图15.1-2)。

图15.1-2

验电器能显示物体是

否带电

原子及其结构


通过前面的学习我们知道,常见的物质是由分
子、原子构成的。有的分子由多个原子构成,有的分
子只由一个原子构成。
20世纪初科学家发现,原子也有进一步的结

构,它的中心是原子核,在原子核周围,有一定
数目的电子(electron)在核外运动。 电子是带有
19

最小负电荷的粒子,所带电荷量为1.6×10


C。


原子核带正电。在通常情况下,原子核所带的
正电荷与核外所有电子所带的负电荷在数量上相
等,原子整体不显电性,物体对外也不显电性。

氢原子的结构最简单,原子核中有1个正电荷

第十五章

电流和电路

33

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精品教育
(其电荷量与电子电荷量相等),核外有1个电子。

氦原子核中有2个正电荷,核外有2个电子(图

+1

H

1

+2

He

2

15.1-3)。
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,哪个物体的原子核束缚电子的本领
图15.1-3

氢原子和氦原子

的结构

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等量的负电。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,使正、负电荷分开。

导体和绝缘体


带电的物体有时会与其他的物体接触,从而
失去电荷。那么,什么物体容易传导电荷,什么
物体不容易传导电荷呢?下面我们通过实验来

研究。

演 示

电荷在金属棒中的定向移动
取两个相同的验电器A和B,

使A带

电,

B不带电。可以看到A的金属箔张开,
B的金属箔闭合。
A

B

1.

用橡胶棒把A和B连接起来(图

图15.1-4


15.1-4),观察A、B金属箔的张角有什么
变化。
2.

再次使A带电,B不带电。用带
有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来(图


15.1-5),观察A、B金属箔的张角有什么
A

B

图15.1-5
变化。与用橡胶棒的情况一样吗?
实验现象是,用橡胶棒连接,验电器

图15.1-5


34

物理

九年级

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精品教育
A、B金属箔的张角没有变化;用金属棒连接,验
电器A的金属箔张开的角度减小,B的金属箔由闭

合变为张开。这表明,验电器B也带了电。就是说,
有一部分电荷通过金属棒从A移动到了B,电荷发生
了移动。
电荷在金属中可以定向移动,说明金属是

可以

导电

的。有的

物体

容易导

电,叫

做导体

(conductor)。金属、人体、大地、石墨、食盐水溶
液等都是导体。有的物体不容易导电,叫做绝缘体
(insulator)。橡胶、玻璃、塑料等都是绝缘体。
在金属中,部分电子可以脱离原子核的束缚,
而在金属内部自由移动,这种电子叫做自由电子。
金属导电,靠的就是自由电子。

1. 有甲、乙、丙三个带电体,甲物体排斥乙物体,乙物体吸引丙物体。如果丙物


体带正电,甲物体带哪种电?

2. 如图15.1-6,用一段细铁丝做一个支架,作为转


动轴,把一根中间戳有小孔(没有戳穿)的饮料吸管放

在转动轴上,吸管能在水平面内自由转动。用餐巾纸摩

擦吸管使其带电。

(1)把某个物体放在带电吸管一端的附近,发现吸

管向物体靠近,由此是否可以判断该物体已经带电?

回答:吸管带的是哪种电?餐巾纸带哪种电?为什么?

(3)吸管和餐巾纸摩擦起电时,哪个失去了电子?哪个得到了电子?

3. 金属锡的原子核带有50个大小与电子电荷相等的正电荷,它的原子核外有多少

图15.1-6


饮料吸管的静电实验

(2)把丝绸摩擦过的玻璃棒放在带电吸管一端的附近,观察吸管运动的方向,并

个电子?这些电子总共带多少库仑的电荷?为什么金属锡对外不显电性?


第十五章

电流和电路

35

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精品教育
第2节

电流和电路





上一节中图15.1-5的实验结果表明,电荷在金

属导体中做了定向移动,但这种定向移动瞬间就结
束了。实际中点亮的小灯泡能持续发光,是因为有
电荷不断地流过小灯泡。那么,怎样才能使电荷不
断地流过小灯泡呢?

想想做做

有如下器材:小灯泡、小电动机、蜂鸣器
各一个,一个开关、一节电池(带电池盒)和
不能把电池的两端
用导线直接连在一起!
一些导线(图15.2-1)。先后三次连接电路,分

别使小灯泡亮、电动机转、蜂鸣器发声。小灯
泡、电动机、蜂鸣器要受开关的控制。
小灯泡


蜂鸣器

小电动机


图15.2-1


实验结果表明,要想让小灯泡亮、电动机转、
蜂鸣器发声,必须要有电池(cell),还要用导线将
它们与电池连接成闭合的回路。

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物理

九年级

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精品教育
电流


闭合开关,小灯泡持续发光,表明有电荷持续
地流过小灯泡。
导线、小灯泡的灯丝都是金属做的。金属里面
有大量自由电子,它们可以自由移动。平时金属内
自由电子运动的方向杂乱无章,但是接上电池之后,
它们就受到了推动力,就会做定向移动,电荷的定
向移动形成电流(electric current)。
回路中有电流时,发生定向移动的电荷可能是
正电荷,也可能是负电荷,还可能是正、负电荷同
时向相反方向发生定向移动。在19世纪初,物理

学家刚刚开始研究电流时,并不清楚在各种情况下
究竟是哪种电荷在移动,当时就把正电荷定向移动
的方向规定为电流的方向。
按照这个规定,当电池、导线、小灯泡组成的
回路闭合时,在电源外部,电流的方向是从电源正
极经过用电器流向负极的(图15.2-2)。


15.2-2

电流的方向


想想做做


利用发光二极管判断电流的方向


光二

极管

是一

种电

子元

件,

简称

LED。它的两根引脚中较长的为正极,较短
的为负极。当电流由正极经过

LED流向负

极时,LED发光,表明它处于导通状态;反

之,电流不能从负极流向正极,LED不会发
光(图15.2-3)。所以,根据其发光与否可

以判断电路中是否有电流及电流的方向。


15.2-3

发光二极管

具有单向导电性

请你将LED接入某电路中,闭合开关,

观察LED是否发光,判断电路中电流的方向。

第十五章

电流和电路

37

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精品教育
电路的构成


物理学中将电池这类提供电能的装置叫做电源
(power supply),将灯泡、电动机、蜂鸣器等这类
消耗电能的装置叫做用电器。电源、用电器,再加
上导线,往往还有开关,组成了电流可以流过的路
径──电路(electric circuit)。
只有电路闭合时,电路中才有电流。
电池能够维持小灯泡中的电流,所以电池是一
种常见的电源(图15.2-4)。发电机也是一种常见

的电源,家庭电路中的电流就是靠远方电厂中的发
图15.2-4

各种电池

电机来维持的。

电路图


画图时如果把电源、用电
器等元件原样画出,既麻

烦又不清楚。为了便于

研究,人们通常用图形


符号来表示这些元件
(图15.2-5)。





图15.2-5

几种常用

的元件及其符号

① 图15.2-5是根据国家标准GBT4728绘制的一些常用的电路元件及所对应的符号。

38

物理

九年级

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精品教育
用符号表示电路连接的图,叫做电路图。电路
图是对实际电路的有效抽象。有了元件的符号,我们
就可以用它来方便地替代实物电路了(图15.2-6)。

图15.2-6

电路和电路图

通路

断路

短路


人们把正常接通的电路, 即用电器能够工作的

电路叫做通路。电路中如果某处被切断,电路中就
不会有电流流过,这种情况叫做断路。直接用导线
将电源的正、负极连接起来,这种情况叫做短路。
电源被短路,电路中会有很大的电流,可能把电源
烧坏,这是不允许的。
如果电路是接通的,但用电器两端被导线直接
连通,这种情况叫做该用电器被短接。

演 示

图15.2-7是由

一个小灯

泡、

一个
LED、两节干电池、一个开关组成的电

路。闭合开关,小灯泡和LED发光。

用一根导线接在小灯泡的两端,
你会看到小灯泡熄灭了,而LED还

发光。想一想,这是为什么?
实验现象表明,小灯泡被短接而熄

灭,电流流经外加导线而绕过了小灯泡。

图15.2-7

发光的小灯泡会熄灭吗?

第十五章

电流和电路

39

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精品教育

1.

图15.2-8甲是把电

池和玩具电风扇连接起来

的电路图。请在图15.2-8

乙中用笔画线表示导线,

连接相应的电路。

2.

在图15.2-9中有电



图15.2-8

连接玩具电风扇



子门铃、电源和开关,请用笔画线表示导线把它们连起来,使得门铃能够正常工作,

并画出相应的电路图。电子门铃可以用“ — 电子门铃 —”这样的符号表示。


图15.2-9

连接电子门铃


图15.2-10

常用手电筒的结构

3.

观察图15.2-10所示的手电筒结构图。按下按键

时,电路是怎样接通的?在图中画出电流流过的路径。

另画出手电筒的电路图。

4.

图15.2-11是某人连接的电路,小电动机能转

吗?在接错的那根导线上打一个“×”,表示这根导线

不要,再把正确接法的导线画出来,并在三根导线上分

别标明电流的方向。

5. 图15.2-12甲、乙中,各有一根导线接错而使小灯


图15.2-11

电动机能转吗?

泡被短接,请把这根导线找出来,在上面打一个“×”。






图15.2-12

把短接的导线找出来


40

物理

九年级

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精品教育
第3节

串联和并联







用一个电源、两个小灯泡、一个开关和一些导
线组成电路,要想让两个小灯泡都发光,可以有几
种接法?

串联和并联


像图15.3-1那样,两个小灯泡依次相连,然后

接到电路中,我们说这两个小灯泡是串联(series
connection)的。

图15.3-1

两个小灯泡的串联

像图15.3-2那样,两个小灯泡的两端分别连在

一起,然后接到电路中,我们说这两个小灯泡是并
联(parallel connection)的。并联电路中两个用电
器共用的那部分电路叫干路,单独使用的那部分电
路叫支路。

图15.3-2

两个小灯泡的并联

第十五章

电流和电路

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