【同步教育信息】
一. 本周教學內容：
電荷
二. 重點、難點：
1. 知道摩擦起電現象，知道兩種電荷及它們間的相互作用。
2. 知道電量及其單位。
3. 常識性了解原子結構，理解摩擦起電的原因。
4. 知道電流是如何形成的及電流方向的規定。
5. 知道導體和絕緣體的區別。
6. 知道常見的導體和絕緣體。
三. 知識點分析：
本章是學習電學概念和規律的必要的預備知識，主要內容有：摩擦起電、電流、導體和絕緣體、電路、串聯電路和并聯電路。
本章的重點是電路以及串聯電路和并聯電路的知識。
第一節“摩擦起電 兩種電荷”。摩擦起電和兩種電荷的知識，學生雖然在小學自然常識中已經學過，但學生在初中階段有必要從頭講起。因為從電的發展史來看，人們首先得到的是靜電知識，從電學的系統來看，靜電是電學的基本知識。要使初中學生對電學具有比較系統的知識，就有必要以簡單的靜電現象作為學習的起點。
教材在講述摩擦起電的基礎上，給出了電的概念和電量的單位。
第二節“摩擦起電的原因 原子結構”。這一節首先讓學生知道原子的結構，了解原子是由位于中心的原子核和核外的電子組成的，并且原子核帶正電，電子帶負電。在此基礎上教材講述了摩擦起電的原因，并指出摩擦起電并不是創造了電荷，只是電荷從一個物體轉移到另一個物體。
第三節“電流”。電流的初步概念，是電學中最基本的概念之一。 從兩個相同的驗電器A和B，用金屬棒把A和B連接起來，有短暫電流出現這一實驗來引出電流的概念，能夠根據觀察到的現象推知電荷是從哪個驗電器移動到哪個驗電器的，以說明電荷發生了定向移動。還可以從這個實驗說明，這里的電流是短暫的，由此引入小燈泡與干電池、開關串聯的電路可以產生持續電流，引出電源的概念。在此基礎上，教材講述了電流方向的規定。
第四節“導體和絕緣體”
從連接用電器的導線出發，用實驗來觀察物質有容易導電的，也有不容易導電的，自然地引出導體和絕緣體的概念，并介紹導體和絕緣體的用途。學生在學習這部分知識之后，應能聯系實際，判別用電器的哪部分是導體，哪部分是絕緣體，消除對電的恐慎心理，以便在日常用電中，正確使用好用電器。
關于導體和絕緣體之間并沒有絕對的界線，在一定條件可以互相轉化，可使學生受到辯證唯物主義觀點的教育，同時又為學習用電常識作了一定程度的準備。
怎樣解釋簡單的靜電現象？
原子結構的理論告訴我們：物質的原子都是由帶正電的原子核和帶負電的電子構成。用這一理論解釋各種電現象時，要明確以下幾點：
（1）電荷既不能創生，也不能消滅，它們只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到它的另一部分。在電荷轉移的過程中，它的總量保持不變。這就是說，一個物體得到了電荷，必定有另一個物體失去了電荷。
（2）自然界里只有正、負兩種電荷。同種電荷越多，它們對外的作用就越強，異種電荷在一起，它們對外的作用將互相抵消。若正、負電荷數量相同時，它們對外作用完全抵消，這就是電的“中和”。因此，所謂物體不帶電，并不是物體內沒有電荷，而是物體內正、負電荷的數量相等。物體帶電，是因為物體內正、負電荷的數量不相等，若正電荷數量大于負電荷，物體帶正電；反之，物體帶負電。
（3）原子核的質量遠遠大于核外電子的質量。因此，原子核不容易發生轉移。在靜電現象中，電荷的轉移是電子發生了轉移。我們用原子結構的理論解釋電現象時，尤應注意這一點。
（4）各種物質的原子核對電子的束縛能力不同，因而物質得失電子的本領也不同，這就造成了摩擦起電等各種帶電現象。金屬的外層電子容易丟失，這些從原子內跑出來的電子叫做“自由電子”，所以金屬容易導電。絕緣體內的電子受到原子核的束縛，不容易成為自由電子，所以它不容易導電。但是利用強電力作用、高溫等方法可以使一部分電子擺脫原子核的束縛，成為自由電子，于是絕緣體變成了導體。
為什么金屬導體中自由電子定向移動的方向不是電流的方向？
在歷史上，開始研究電流時要規定電流的方向。人們規定：“正電荷定向移動的方向為電流的方向”。現在知道，金屬中電流是由于自由電子定向移動形成的。但電子是帶負電的，當然，按規定所說，金屬中自由電子方向不能是電流的方向。那么是否有必要重新規定電流的方向呢？到現在為止，人們并沒有加以修改。這是因為：（1）許多科技文獻均以此為準，修改引起混亂。（2）規定正電荷定向移動，還是負電荷定向移動方向為電流方向，研究電學問題效果相同，更改沒有必要。（3）在某些情況中（例如：酸、堿、鹽的水溶液），也有正電荷定向移動形成電流的現象。
【典型例題】
有關摩擦起電 兩種電荷例題
[例1] 懸吊在絲線上的泡沫塑料小球，用一帶電體去靠近，會發現小球先被吸引，與帶電體接觸后又立即就被帶電體推開，這是為什么？
分析：根據吸引、接觸、排斥這三個過程，用帶電的特點和電荷相互作用的規律即可解釋。
解答：因為帶電體有吸引輕小物體的性質，所以小球先被帶電體吸引。小球與帶電體接觸后小球帶上與原帶電體相同的電荷，由于同種電荷相斥，所以小球立即被帶電體排斥而分開。
[例2] 有甲、乙、丙三個小球，將它們兩兩靠近它們都相互吸引，如圖1所示，那么下面的說法中正確的是（ ）
A. 三個小球都帶電 B. 只有一個小球帶電
C. 有兩個小球帶同種電荷 D. 有兩個小球帶異種電荷
分析：根據電荷相互作用的規律，帶電體之間要么相互吸引，要么相互排斥。因此，如果三個小球都帶電，其中必有兩個小球帶同種電荷而相互排斥，因此可否定A與C。如果只有一個小球帶電，那么另兩個不帶電的小球之間不會發生相互吸引。
解答：D
說明：判斷這類輕小物體相互作用及帶電體的帶電問題，關鍵是必須明確自然界只存在兩種電荷，且非相互吸引即相互排斥，而不帶電的輕小物體與帶正電的物體或帶負電的物體都能相互吸引。
有關摩擦起電的原因 原子結構例題
[例1] 如圖1所示，已知驗電器A帶的是正電，驗電器B帶的電性未知。現拿一根帶有絕緣柄的金屬棒去接觸兩驗電器的金屬球，如驗電器A，B的金屬箔張角不變，驗電器B帶什么電？為什么？如驗電器A，B的金屬箔張角都減小為零，驗電器B帶什么電？為什么？
分析：驗電器B是帶電的，只能是有多余電子而帶負電或缺少電子而帶正電，現拿一根帶有絕緣柄的金屬棒去接觸兩驗電器的金屬球，驗電器A、B的電荷只能通過金屬棒發生轉移，而且如有電荷的轉移只能是電子的轉移。
解答：（1）驗電器A，B的金屬箔張角不變，說明兩驗電器沒有通過金屬棒發生電荷的轉移，所以驗電器B帶的是與A相同的正電荷。
（2）驗電器A，B的金屬箔張角都減小為零，說明兩帶電體相接觸后都恢復成不帶電的狀態，這是電中和的現象，必定有電荷的轉移。由于驗電器A原來缺少電子而帶正電，所以驗電器B一定是有多余電子而帶負電。
說明：解釋摩擦起電、接觸帶電和電中和現象時，必須抓住有電荷的轉移這一關鍵，而且轉移的只能是帶負電的電子。
[例2] 兩個形狀大小完全相同的金屬球A和B，如果A球帶大量的正電荷，B球帶少量的負電荷，當A、B兩球接觸后再分開，則（ ）
A. A，B兩球都不帶電
B. A，B兩球帶等量的正電荷
C. A，B兩球帶等量的負電荷
D. A球帶正電荷，B球不帶電
分析：當A，B兩球接觸后，電子從B球向A球轉移，使得A球帶的正電荷一部分被B球帶的負電荷中和掉了。這時A球仍帶正電荷，于是B球的負電荷繼續轉移到A球上，直到A，B兩球缺少的電子相等為止，此時兩球帶上等量的正電荷。
解答：B
說明：電中和現象可以是完全中和，使兩個原來帶等量異種電荷的物體都恢復成不帶電的狀態。也可以是部分中和，如題中情況。必須注意，只有兩個球的大小、形狀相同時，才會平分中和后余下的電荷。
有關電流例題
[例1] 在電路中有電源，是否就一定有電流存在？
分析：如圖1所示，從常識可知，圖（a）因開關斷開，電路未閉合，所以電路中沒有電流，燈不亮。圖（b）開關合上，電路閉合，電路中有電流，燈亮。比較（a）（b）兩圖可知，得到持續電流的條件是：① 必須有電源；② 電路必須閉合。這兩個條件，缺一不可。
解答：不一定。要有持續的電流，除了要有電源外，電路必須閉合。
[例2] 如圖2所示，A，B為兩驗電器，A帶正電，B帶負電。用一條金屬棒將兩驗電器的金屬棒接通的瞬間，實際發生定向移動的是________，方向是由______到______，電流的方向是由______到______。
分析：金屬導體中能發生定向移動的電荷是自由電子，電流的方向規定為正電荷定向移動的方向與自由電子定向移動的方向相反。
解答：自由電子，B、A，A、B。
有關導體和絕緣體例題
[例1] 為什么電線芯線常用銅或鋁來做？而電線芯線外面的包層常用橡膠或塑料來做？
分析：可以從銅（或鋁）和橡膠（或塑料）這兩類物質的導電能力上考慮。
解答：因為銅或鋁是導電性能良好的金屬，用它們做芯線可以導線，而橡膠或塑料是絕緣體，用它們包在芯線外面可以防止電線漏電和人觸電。
[例2] 絕緣體不容易導電是因為絕緣體中（ ）
A. 沒有電荷 B. 沒有自由電荷
C. 有大量自由電荷 D. 只有少量自由電荷
分析：在絕緣體中，電荷幾乎都被束縛住了而不能自由移動，只有極少量自由電荷，所以不容易導電。
解答：D
說明：導體、絕緣體都是由分子或原子組成的，因此都有大量的電荷存在。如果物體中自由電荷極多那就是導體，如果物體中自由電荷極少那就是絕緣體。因此，導體和絕緣體之間沒有絕對的界限，而且條件變了可以轉化。
[例3] 圖1是某種按鈕開關構造的截面圖。A為外殼，B為按鈕，C、D為金屬片，其中C具有彈性。試簡述按鈕開關如何使電路通、斷？制作A、B部件的材料應是導體還是絕緣體？為什么？
圖1
解答：使用按鈕開關時，按下按鈕B，彈性金屬片C與金屬片D接觸，于是電路接通；松開按鈕B，由于彈性，金屬片C恢復原位，與金屬片D分開，于是電路斷開。外殼A和按鈕B都必須使用絕緣材料，例如膠木、塑料之類，這是為了使用時安全，因為人身是導體。
又問：在塑料、大地、陶瓷、純水、空氣、玻璃和鹽水中，通常屬于導體的是__________。
解答：鹽水。
再問：電工用的鋼絲鉗的柄上為什么要套一層橡膠或塑料？
分析：電工用的鋼絲鉗接觸的是電氣設備，橡膠、塑料通常是絕緣體，鋼絲鉗的柄上套一層橡膠或塑料，是為了使用安全。
進一步思考：
一般導線的線芯是用銅或鋁制成的，外面包一層橡膠或塑料；但高壓輸電鐵塔上的架空線卻是裸導線。這是為什么？
分析：為了傳輸電流，導線芯應當用導電性能良好的銅、鋁制成。在一般導線的外面包一層橡膠或塑料，是因為橡膠、塑料為絕緣體，有它們保護，使用時比較安全。但導體和絕緣體之間并無絕對的界限，在高溫或電壓很高的條件下，原本不善于導電的物體，也可變成導體。故高壓輸電鐵塔上的架空線用橡膠、塑料是無法絕緣的，只能借助空氣絕緣，故為裸導線。
如果將圖1中的按鈕開關里的金屬片D換成塑料片，將會怎樣？
分析：按下銨鈕B，彈性金屬片C雖與塑料片D接觸，但因塑料是絕緣體，無法將電路接通，按鈕開關也就失去了控制電路通、斷的作用。
觀察拉線開關的構造，說明為什么它被拉一次電路接通，再拉一次電路又斷開了？
分析：圖2為拉線開關里面的構造示意圖。A、B兩接線柱分別接電源和用電器的一端，拉線簧C通過拉線控制中心的膠木轉輪D，在轉輪D的周邊間隔地分布著一些金屬片，它們的中心集中于轉輪的一個側面，和與接線柱B相連的金屬片E接觸；另一有彈性的銅片F與接線柱A相連。轉輪的周邊還有一些卡口G，可使銅片F間隔地與金屬片或膠木接觸，如圖10所示。當拉線簧C使銅片F正好與轉輪D周邊的金屬片接觸時，相當于A、B相連，這時電流從電源經用電器形成通路。再拉一下拉線，拉線簧C使銅片F與轉輪D周邊的金屬片離開，接觸的是膠木轉輪，這時電流就中斷了。
可見拉線開關巧妙、合理地利用了導體與絕緣體材料，從而有效地控制了電流的通、斷。
【模擬試題】
摩擦起電兩種電荷
一. 判斷題
1. 自然界中只存在兩種電荷。（ ）
2. 磁鐵能吸引鐵屑，所以磁鐵也帶了電。（ ）
3. 同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。（ ）
4. 絲綢與玻璃棒摩擦，絲綢帶負電。（ ）
5. 毛皮摩擦橡膠棒，毛皮帶負電。（ ）
6. 兩個帶異種電荷的物體相互接觸叫中和。（ ）
7. 物體失去電子，帶負電。（ ）
8. 銅棒中有電流是帶正電荷的原子核作定向移動。（ ）
9. 銅棒中有電流，實質是離開原子核束縛的電子作定向移動。（ ）
10. 干電池的外殼是鋁筒。（ ）
11. 鉛蓄電池是把許多鉛板放在鹽水中做成的。（ ）
12. 連接電路時電鍵應置于斷開位置。（ ）
13. 電源內部的電流方向是電源的正極指向負極。（ ）
14. 電源內部的電流方向是電源的負極指向正極。（ ）
15. 導體能導電是由于導體內有多余的電荷。（ ）
16. 半導體的導電能力比導體強。（ ）
17. 不管什么情況，玻璃總是很好的絕緣體。（ ）
18. 導體和絕緣體沒有絕對的界限。（ ）
19. 能摩擦起電的物質都不可能是絕緣體。（ ）
20. 內部能自由移動電荷少的物體是絕緣體。（ ）
21. 半導體的導電能力在導體和絕緣體之間。（ ）
二. 填空題
1. 圖1是氫原子的結構模型圖。中間用A表示的是______，繞A運動用B表示的是______。A帶______電，B帶______電。A與B帶電數量______（選填“相等”、“不相等”）。
圖1
2. 判斷下列物體帶正電還是帶負電。
（1）羊毛與硬塑料棒相互摩擦后，羊毛失去電子，硬塑料棒帶______。
（2）有機玻璃棒在人頭發上摩擦后與被毛皮摩擦過的橡膠棒相斥，有機玻璃棒帶______。
（3）一硬棒經尼龍綢摩擦后與用絲綢摩擦過的玻璃棒相吸，那么這硬棒帶______。
3. 帶電體與帶正電的驗電器金屬球接觸后，驗電器金屬箔張開的角度變小，帶電體帶______。
4. 圖2為驗電器的構造示意圖。
圖2
（1）零件名稱：A是______；B是______；C是______。
（2）驗電器是利用______電荷間的相互______的特性制成的。它可以用來檢驗物體______。
（3）用絲綢摩擦過的玻璃棒與圖2的A接觸，則驗電器帶______。
5. 原子的中心是______，帶______電，核外有繞核運動的______，帶______電。在通常情況下，原子對外呈______。
6. 摩擦起電并不是創造了電，只是______從一個物體上移到了另一個物體上。
7. 1C電量等于______個電子所帶的電量。
8. 用毛皮摩擦橡膠棒，橡膠棒帶負電，這時是電子從______轉移到了______上。
9. 兩個帶等量異種電荷的物體互相接觸，這兩個物體都沒有多余的______，也不缺少______，這種現象叫做______。
10. 圖3所示的電路中，A是______，B是______，C是______，D是______。
圖3
11. 我們知道金屬導體中自由電子的移動方向與電流方向相反。圖4中箭頭方向表示導線中自由電子的移動方向，則通過小燈泡的電流方向是從______點到______點。電源的A端為______極，B端為______極。
圖4
12. 圖5是一根家用電線的示意圖，它由兩部分組成，中間A部分由______制成（選填“導體”、“絕緣體”），A的作用是______。外層B部分由______制成（選填“導體”、“絕緣體”），B的作用是______。
圖5
三. 選擇題
1. 觀察教室里的電路，從完整的電路來看缺少的元件是（ ）
A. 用電器 B. 電鍵 C. 導線 D. 電源
2. 在圖6所示的電路M、N間依次接入有機玻璃棒、鋁棒、木棒、橡膠棒，則小燈泡發光的是接入（ ）
A. 有機玻璃棒 B. 鋁棒 C. 木棒 D. 橡膠棒
圖6
3. 用絲綢摩擦過的玻璃棒接觸一只原來不帶電的驗電器，金屬箔張開，在這過程中（ ）
A. 玻璃棒上的質子轉移到金屬箔上
B. 玻璃棒上的電子轉移到金屬箔上
C. 金屬箔上的質子轉移到玻璃棒上
D. 金屬箔上的電子轉移到玻璃棒上
4. 把兩個原來都不帶電的絕緣物體相互摩擦，可能出現的情況是（ ）
A. 兩個物體帶等量的正電荷
B. 兩個物體帶等量的負電荷
C. 一個帶電，另一個不帶電
D. 兩個物體帶等量的異種電荷
5. 對導體和絕緣體，下列說法中正確的是（ ）
A. 絕緣體不能導電，但能帶電
B. 絕緣體不能導電，也不能帶電
C. 導體能夠導電，但不能帶電
6. 金屬導體容易導電的原因是（ ）
A. 金屬內部有多余的電子
B. 金屬內部有多余的正電荷
C. 金屬內部有大量的可以移動的電子
四. 實驗題
1. 小華做小燈泡發光實驗。電路的實物圖如圖7（a）、（b）、（c）所示。圖（a）、（b）中閉合電鍵，小燈泡不亮。圖（c）老師不準閉合電鍵。
圖7
（1）說出圖（c）不準閉合電鍵原因。
（2）用鉛筆線作導線，改正圖（a）、（b）、（c）中的錯誤，達到閉合電鍵、小燈泡正常發光的目的。
2. 小明同學做下面的實驗。小明先用被毛皮摩擦過的橡膠棒使驗電器帶上電，驗電器的金屬箔張開一定角度。
（1）小明用自己的手接觸驗電器的金屬球。
實驗結果是驗電器金屬箔______（選填“閉合”、“張開角度變小”或“張開角度變大”）理由是______。
（2）小明用干燥的木棒接觸驗電器的金屬球。
實驗結果是驗電器金屬箔張開角度不變。理由是干燥的木棒是______（選填“導體”、“絕緣體”）。
（3）小明用手拿潮濕的木棒接觸驗電器的金屬球。
由于潮濕的木棒是導體，所以實驗結果是驗電器的金屬箔______。
（4）小明手拿一棒，接觸驗電器的金屬球。
實驗結果是驗電器金屬箔閉合。那么以下判斷有可能對的是（可能一個對，也可能有幾個對）（ ）
A. 這棒是導體
B. 這棒是絕緣體，帶上了正電
C. 這棒是絕緣體，帶上了負電
【試題答案】
一. 1. √ 2. × 3. √ 4. √ 5. × 6. × 7. × 8. × 9. √ 10. ×
11. × 12. √ 13. × 14. √ 15. × 16. × 17. × 18. √ 19. × 20. √
21. √
二.1. 原子核，電子，正，負，相等
2.（1）負電 （2）負電 （3）負電
3. 負電
4.（1）金屬球，金屬桿，金屬箔 （2）同種，排斥，是否帶電 （3）正電
5. 原子核，正，電子，負，中性
6. 電子
7. 6.25×1018
8. 毛皮，橡膠棒
9. 電子，電子，電中和
10. 蓄電池，電鍵，燈泡，導線
11. D，C，負，正
12. 導體，導電，絕緣體，起保護和絕緣作用
三. 1. D 2. B 3. D 4. D 5. A 6. C
四. 1.（1）造成短路 （2）略
2.（1）閉合，人是導體 （2）絕緣體 （3）閉合 （4）A，B
