一知識介紹1．

靜電的初步知識（1）自然界只存在正、負兩種電荷。規定用絲綢摩擦過的玻璃棒帶的電荷叫正電荷，用毛皮摩擦過的橡膠棒帶的電荷叫負電荷。電荷間的相互作用是：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。（2）使物體帶電的方法有：摩擦起電、接觸帶電、感應起電。摩擦起電：兩個物體相互摩擦時，一個物體失去部分電子帶正電，另一物體得到部分電子帶負電。通過摩擦起電使電子發生轉移，使兩個物體同時帶上等量異種的電荷。接觸帶電：帶電物體與不帶電物體相互接觸，電子將從帶負電的物體轉移到不帶電的物體，使兩物體都帶負電；或電子從不帶電物體轉移到帶正電的物體，使兩物體都正電。感應起電：如圖8—1所示，把帶電體A移近導體B，在導體B的兩端同時出現等量異種電荷。在靠近A的一端，出現了和A上相異的電荷；在遠離A的一端出現了和A上相同的電荷。這中現象叫靜電感應現象。在A移開之前，將B分開，使B1和B2不相互接觸，則B1和B2分別帶上等量異種的電荷。這種帶電方法叫感應帶電。在上述各種帶電方法，都是把正負電荷分開，而不是創造電荷。電荷既不能創造，也不能被消滅，他們只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的移部分轉移到另移部分，這就是電荷受恒定律。（3）若兩物體帶有等兩異種電荷，接觸后兩物體都不帶電，這種現象叫中和現象。中和現象是使等量異種電荷的作用相互抵消，而不是電荷被消滅，同樣遵守電荷受恒定律。2．電流（1）形成電流的條件：電荷的定向移動形成電流，導體中產生電流的條件是導體兩端存在電壓；電流的方向：規定正電荷的定向移動方向為電流的方向。（2）電流強度的定義：通過導體橫截面的電量q跟通過這些電量所用的時間t的比值，叫做電流強度，簡稱電流。用I表示電流，電流強度的定義式為；電流強度的微觀表達式I=nsve，其中n表示單位體積內自由電荷的數目、s表示導體的橫截面積、v表示自由電荷定向移動的平均速率、e表示自由電荷的帶電量。3．電壓（1）電壓是使電路中形成電流的原因；電壓的大小跟移動電荷時電流做功的大小有關，即（2）電源是能提供持續電流的裝置。電源工作時，是把其他形式的能轉化為電能，使電源兩極分別聚集了許多正負電荷，在電源兩端產生電壓；在電源內部把來到正極的負電荷移到負極，來到負極的正電荷移到正極，使電源正負極始終保持一定的電壓。4．歐姆定律（1）電阻：導體對電流的阻礙作用叫導體的電阻；電阻的定義式：。在國際單位制中電阻的單位是歐姆，簡稱歐，符號是。（2）歐姆定律：導體中的電流I跟導體兩端的電壓U成正比，跟導體的電阻R成反比。歐姆定律的表達式為：。（3）導體的伏安特性：導體中電流跟電壓的關系還可以用圖線來表示，用橫軸表示電壓U，縱軸表示電流I，畫出的U—I圖線叫做導體的伏安特性曲線。在金屬導體中，電流跟電壓成正比，伏安特性曲線是通過坐標原點的直線（如圖8—2所示）。圖中直線的斜率等于導體電阻的倒數，寫成公式為：斜率：直線的斜率越小表示導體電阻越大。圖中兩條直線中直線2代表的電阻大。圖8—2（4）電阻定律：導體的電阻R跟它的長度L成正比，跟它的橫截面積成反比，這就是電阻定律。電阻定律的表達式為：式中的比例系數跟導體的材料有關，是一個反映材料導電性能的物理量，叫做材料的電阻率。5．電功、電功率和焦耳定律（1）電功的定義：在一段電路中電場力所做的功，就是通常說的電流所做的功，簡稱電功。（2）電功的計算：電流在一段電路上所做的功W等于這段電路兩端的電壓U、電路中的電流I和通電時間t三者的乘積。電功的計算公式為：W=UIt。（3）電功率的定義：在一段電路上的電功率P，等于這段電路兩端的電壓U和電路中電流I的乘積。電功率的定義式為：P=UI。（4）電功率和熱功率的聯系和區別：熱功率P=I2R，在電路中只有電阻元件時（即純電阻電路），電功率和熱功率是相等的。當電路中有電動機、電解槽等用電器時，電能要分別轉化成機械能、化學能等，只有一部分轉化成內能，電功率大于熱功率。（5）電功、電功、電功率和焦耳定律的聯系：純電阻電路 （電功率定義式） 公式、、常用于并聯電路（電壓不變時），公式、、常用于串聯電路（電流不變時）。公式和只適用于純電阻電路，對于非純電阻電路只能用焦耳定律來計算電流產生的熱量。6．串聯電路：把若干個電阻或電學元件一個接一個連接起來，這種連接方式叫做串聯。（1）串聯電路中各處的電流相同：。（2）串聯電路兩端的電壓等于各電阻兩端的電壓之和：。（3）串聯電路的總電阻等于各電阻之和：。（4）串聯電路中電壓的分配與電阻成正比：。（5）串聯電路中功率的分配與電阻成正比：。7．并聯電路：把若干個電阻或電學元件并列地連接起來，這種連接方式叫做并聯。（1）并聯電路各支路兩端的電壓相同：。（2）并聯電路干路中的電流等于各支路的電流之和：。（3）并聯電路總電阻的倒數等于各電阻倒數之和：。（4）并聯電路各支路電流的分配與電阻成反比：。（5）并聯電路各支路功率的分配與電阻成反比：。（6）n個相同的電阻R并聯，總電阻；（7）并聯電路總電阻小于任一支路電阻；某一支路電阻變大（其他支路電阻不變），總電阻必變大，反之變??；并聯支路增大，總電阻減小，反之增大。8．電路的簡化在復雜電路中，當導體間串聯、并聯的組合關系不規則時，要進行電路的簡化。需要通過畫等效電路圖的方法來分析電路。這種方法可分為四步：（1）在初中階段，一般認為電流表的電阻為零，電壓表的電阻為無限大。把電流表當作導線，電壓表視為開路。（2）用字母標出電路圖中三條導線相交的結點。（3）從電源的正極出發，根據電流的路徑及各個結點的位置畫出簡單的電路圖。（4）電流表和電壓表復位。9．滑動變阻器的兩個用途：（1）限流：用來控制電路中的電流，電路的連接如圖8—3所示，在接通電源之前應把滑片P移到B端，使得接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，以保證安全。（2）分壓：用來調節負載（用電器）R2兩端的電壓，電路的連接方式如圖8—4所示，移動滑片P可以調節加在負載R2上的電壓。一般情況下，在接通電源之前應把滑片P移到A端，使得負載R2兩端的電壓最小，以保證安全。圖8—3圖8—410．電壓表和電流表（1）電流表（表頭）：

電流表（表頭）的內阻：電流表（表頭）的電阻通常叫做電流表（表頭）的內阻。滿偏電流：指針偏轉到最大刻度時的電流叫做電流的滿偏電流。滿偏電壓：電流表通過滿偏電流時，加在電流表兩端的電壓叫滿偏電壓。（2）把電流表改裝電壓表：

電流表（表頭）的滿偏電壓和滿偏電流一般較小，把電流表改裝成電壓表時要串聯分壓電阻R（如圖8—5所示）：電壓表的內阻RV等于Rg和R的串聯時的總電阻，即RV=Rg+R。

圖8—5（3）電流表改裝成大量程的電流表，實際是將小量程的電流表擴大量程，需要并聯分流電阻R（如圖8—6所示）：電流表的內阻RA等于Rg和R的并聯時的總電阻，即。（4）電流表和電壓表內阻對測量的影響：電流表內阻RA比測量支路電阻越小，電路因為串聯接入電流表而引起的電流的變化就越小，即誤差就越小。

電壓表內阻RV比測量部分電路電阻越大，電路因為并聯接入電壓表引起的電壓的變化就越小，即誤差就越小。

圖8—611．伏安法測電阻（1）通過測定電阻兩端的電壓和流過電阻的電流，利用公式來求電阻的方法叫伏安法。（2）伏安法測電阻的兩種電路的比較。①

電流表內接法（如圖8—7所示）電阻的測量值為：，U和I分別是電壓表和電流表的讀數。電流表內阻RA和被測電阻RX串聯，電流表內阻RA會分去一部分電壓UA，所以電阻的真實值為：。由此分析得，測量值R測比真實值R真實大。當RX<<RA時，兩電阻上分得的電壓有UX>>UA。即由于電流表內阻分壓作用引起的誤差就會小得多。所以電流表內接法適合于測量阻值較大的電阻。圖8—7②

電流表外接法（如圖8—8所示）電阻的測量值為：，U和I分別是電壓表和電流表的讀數。電壓表內阻RV和被測電阻RX并聯，電壓表內阻RV會分去一部分電流IV，所以電阻的真實值為：。由此分析得，測量值R測比真實值R真實小。當RX<<RV時，兩電阻上分得的電流有IX>>IV。即由于電壓表分流作用引起的誤差就會小得多。所以電流表外接法適合于測量阻值較小的電阻。圖8—812．電路黑盒子問題所謂黑盒子問題是題目已知一些盒子外端口的測量結果，要求根據已知條件判斷盒子中的電學元器件的種類和連接方式的問題，分析和解答這類問題需要較強的逆向思維能力。解決黑盒子問題通常可按以下方法來分析：（1）將電流或是電壓的數據轉化為電阻的數據；（2）從電阻最小的接線柱連接，逐漸向電阻較大的接線柱做縱深分析。在這個過程中，凡是可以利用的已連接電阻盡可能用串聯或并聯的方法加以利用；反之，再接入新的電阻，直到完成接線為止。（3）完成電路連接后，綜觀全局，分析是否能將所用電阻個數減小到最少。13．家庭電路的連接（1）家庭電路主要的組成部分有：電燈、開關、保險盒、總開關、電能表、插座、導線等。（2）電燈把電能轉化為光能，用于照明；開關跟用電器串聯，可隨時通斷電路。（3）保險盒內有保險絲，保險絲是用電阻率比較大而熔點低的鉛銻合金制成。當電流強度超過規定值時，能自動切斷電源避免損壞用電設備或引起火災。選用保險線應使它的額定電流等于或稍大于電路最大的正常工作電流。（4）電能表用于測量用戶消耗了多少電能；插座用于給用電器供電。（5）各部分的連接：保險盒串聯在電路里，開關接在火線上，并與用電器串聯，所有電燈和插座都應并聯。14．安全用電（1）安全電壓：經驗證明，只有不高于36V的電壓才是安全電壓。家庭電路的電壓是220V；動力電路的電壓是380V，都超出了安全電壓。（2）用測電筆辨別火線和零線。家庭電路中