第二章 电流和电路
第一节 电荷、电流和电路
学习目标
1. 了解电荷的种类及其相互作用。
2. 知道摩擦起电的原因及实质。
3. 知道电流的概念及其方向的规定。
4. 能够区分常见导体与绝缘体。
5. 知道组成电路的各个元件及其作用。
6. 掌握简单的电路图。
知识精讲
一、自然界的两种电荷
（1）自然界只有两种电荷，即正电荷和负电荷。
（2）同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。
注：①因为带电体能吸引轻小物体，所以相互吸引的两个物体可能带异种电荷，也可能一个带电，另一个不带电。
②检验物体是否带电的仪器——验电器，其箔片张开的原理就是因为两个箔片上带有同种电荷，由于相互间的排斥力使箔片张开。
（3）电荷量：电荷的多少叫作电荷量，简称电荷。单位是库仑，简称库，符号是C。
一个电子所带电荷量是1.6×10-19C。
二、摩擦起电
原子是由位于中心的原子核和核外的电子组成的。原子核带正电，核外的电子带负电。通常情况下，原子核所带的正电荷与核外电子总共所带的负电荷在数量上相等，整个原子不显电性。但不同物质的原子核束缚电子的本领不同，两个物体互相摩擦的时候，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，失去电子的物体因为缺少电子而带正电，得到电子的物体因为有了多余的电子而带等量的负电。
注：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。
三、导体和绝缘体
（1）容易导电的物体叫作导体，如金属、人体、大地、石墨等。
（2）不容易导电的物体叫作绝缘体，如橡胶、玻璃、塑料等。
（3）导体和绝缘体之间并没有明显的区分界限，当外在条件改变的时候，它们可以相互转化，例如，干燥的木棒是绝缘体，而潮湿的木棒是导体。
四、电流
电荷的定向移动形成电流。我们把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
注：①在金属导体中能够移动的是带负电的自由电子，它的移动方向和电流方向相反。
②电路中电源外部的电流一般是从电源的正极流到电源的负极。
五、电路和电路图
（1）电路：用导线把电源、用电器、开关连接起来，组成电流可以流过的路径叫作电路，它由用电器、电源、开关、导线四部分构成。电源是提供电能的装置；用电器是消耗电能的装置；开关是控制电路通断的装置；导线用于输送电能。完整的电路都是由这四种装置组成的。
（2）电路图：用符号表示电路连接的图。电路图中的符号是统一规定的，使用电路图的好处是简明、直观，如图2-1-1所示。
图2-1-1
六、电路状态——通路、开路、短路
（1）通路。电路接通，电路中就有了电流，用电器可以正常工作。接通的电路叫作通路。
（2）开路（断路）。电路中某处被切断，电路中就没有电流流过，用电器也不能工作。断开的电路叫作开路。
（3）短路。直接用导线将电源的正、负极连接起来，电路中会有很大的电流，可能把电源烧坏。这种不经用电器，电流直接由电源的正极回到电源的负极的电路叫作短路。组装电路和画电路图的时候一定要避免短路情况的发生。
方法提炼
一、判断电路连接的基本思路
对于一个连接正确的电路来说，电流都是从电源正极出发，经过开关、导线和用电器之后，最终要回到电源的负极。故判断电路连接的时候，我们可以从电源正极开始，手持铅笔依次勾画出电流的大致流向。
二、对短路的补充说明
短路有两种情况。一种是电源正负两极之间没有用电器，而用导线直接把正负两极连接起来的电源短路。这种情况下，发生短路的电路中电流会很大，很可能烧坏电源，这是绝对不允许的。另一种是部分电路被短路的局部短路，可以用来控制某一段电路中电流的有无，是允许的。如图2-1-2所示，如果开关S断开，L1和L2是通路，两灯都亮；如果闭合开关S，L1亮而L2不亮，即L1仍是通路而L2被短路（电源没有被短路）。
图2-1-2
典例精析
例题1. 如图2-1-3所示，若只让灯L1发光，应闭合开关______，断开开关______；如果开关S1和开关S3同时闭合，会出现______情况，这是不允许的。
【思路点拨】若只让L1发光，应该有电流从电源正极出发流过灯L1后再回到电源负极，从而可以看到只能闭合开关S2才能实现这样的目的；开关S1和开关S3同时闭合的时候，导线直接把电源正、负两极连接起来，电流就不经过用电器而直接回到电源负极了，属于电源短路，这种情况要避免。
图2-1-3
【答案】S2 S1和S3 电源短路
例题2. 图2-1-4所示的实物电路图中，闭合开关后可以使小灯泡发光的正确电路是（ ）。
图2-1-4
【思路点拨】一个完整的电路由电源、开关、导线、用电器四部分构成。且在开关闭合之后，它们要形成闭合回路，所以我们检查电路的时候，就依据这样的标准来判断。A图，两个电池没有连接；B图，开关一闭合，导线就把电源正负极直接连接起来，造成短路；D图，灯泡没有连入电路之中，开关一闭合，导线就把电源正负极直接连接起来，造成短路。
【答案】C
典题精练
1. 用带负电的物体去靠近一个用细丝线悬挂着的通草小球时，若通草小球被吸引，则该通草小球（ ）。
A. 一定带负电
B. 一定不带电
C. 一定带正电
D. 可能带正电，也可能不带电
2. 如图2-1-5所示的电路中，当开关闭合后，在金属夹A，B之间分别接入硬币、铅笔芯、橡皮和塑料尺，小灯泡都能发光的是（ ）。
图2-1-5
A. 接入硬币和橡皮
B. 接入塑料尺和铅笔芯
C. 接入硬币和铅笔芯
D. 接入橡皮和塑料尺
3. （多选）下列说法中正确的是（ ）。
A. 电荷的定向移动形成电流
B. 有电源就有电流
C. 电荷定向移动方向就是电流方向
D. 金属导体中电流的方向和自由电子实际移动的方向相反
4. 电路中提供电能的是______，消耗电能的是______，输送电能的是______，控制输送电能的是______。任何情况下都不能不经过______而把电源的两端直接连在一起。
5. 如图2-1-6所示的电路中，哪个图是完整的？不完整的图各缺少什么？
图2-1-6
6. 在连接电路的过程中，下列几种做法没有必要的是（ ）。
A. 断开开关按电路图连接元件
B. 开关必须靠近电源的正极
C. 各个接线点一定要连接牢固
D. 全部连接完后，再对照电路图检查，无误后再闭合开关
7. 下列电路图与实物图（见图2-1-7）一致的是（ ）。
图2-1-7
8. 如图2-1-8所示，开关S闭合时，可能发生的现象是（ ）。
图2-1-8
A. L1被烧坏
B. L1、L2均不发光
C. 电池被烧坏
D. L2被烧坏
9. 如图2-1-9所示是一个错误的电路，要把它改成正确的电路，可采用的办法是（ ）。
图2-1-9
A. 在电路中的A点接一开关
B. 去掉电灯L1
C. 去掉开关S所在的支路，断开A点，接入一个开关
D. 去掉电灯L2
10. 根据图2-1-10所示的电路图，画线连接实物图。
图2-1-10
中考真题
真题1. （福建龙岩）四个悬挂着的带电通草小球，相互作用情况如图2-1-11所示，那么D球（ ）。
图2-1-11
A. 带与A球不同种的电荷
B. 带与B球不同种的电荷
C. 带与C球不同种的电荷
D. 一定带正电荷
真题2. （广东深圳）高铁每节车厢都有两间洗手间，只有当两间洗手间的门都关上时（每扇门的插销都相当于一个开关），车厢中指示牌内的指示灯才会发光提示旅客“洗手间有人”。图2-1-12所示的电路图中，能实现上述功能的是（ ）。
图2-1-12