7.1 电流 电压- 2024-2025学年沪教版物理九年级上册

7.1 电流 电压 第七章 电路 1 1.理解电荷、原子结构，摩擦起电、电荷、电荷量及其单位、自由电子及其他相关知识的应用。 2.理解电流和电压，学会电流表和电压表的测量和使用，认识测量在物理学中的重要作用。 3.理解电源与电压的定义，对常见的电流和电压值有了解，认识电流电压的实际意义。 学 习 目 标 2 新课引入 观看图片中这位女孩，在接触带电金属球后的头发有什么变化？ 为什么会这样呢？ 未接触 刚接触 接触后 3 1．常见物质是由分子、原子构成的。 原子 核外电子 原子核 质子 中子 电中性 带正电 带负电 不带电 带正电 2．原子结构 3. 电子（e） ：电子是带有最小负电荷的粒子 e＝1.6×10-19C 一、原子及其结构 新 课 讲 解 氢原子示意图 锂原子示意图 8 想一想：这个氧原子带电吗？ 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，整个原子呈中性，物体对外也不显电性。 1.用塑料尺、笔杆与头发摩擦，再靠近碎纸屑，观察现象。 2.用塑料梳子梳头发，观察现象。 能吸引碎纸屑 新 课 讲 解 做 一 做 　　用摩擦的方法使物体带电，叫做摩擦起电。 带电体具有吸引轻小物体的性质。 二、摩擦起电 电荷:一些物体被摩擦后，能够吸引轻小物体，人们把这种现象称为物体带了“电”，或者说带了电荷。 7 1.电视机的荧光屏上经常粘有灰层，这是因为电视机工作时，屏幕上带有 ，而具有了 的性质。 电荷 吸引轻小物体 想 一 想 2.在干燥的秋冬季节，晚上脱毛衣时会发现一些小火花，并伴有“啪啪”的响声，这是由于脱毛衣时因__________，发生放电的缘故。 摩擦起电 8 两个物体相互摩擦时，束缚电子本领强的物体得到电子带负电，束缚电子本领弱的物体失去电子带正电。 强 得 负，弱 失 正。 丝绸与玻璃棒摩擦时，丝绸束缚电子的本领强，得到电子带负电；玻璃棒束缚电子的本领弱，失去电子带正电。 摩擦起电的实质：电子的得失 摩擦起电的实质 规定： 用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫做正电荷； 用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫做负电荷。 1.自然界只有两种电荷 三、两种电荷 10 【实验】 【思考】 两种电荷间有怎样的作用规律？ 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。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。 2.电荷间的相互作用规律 11 　　凡是与丝绸摩擦过的玻璃棒相排斥的带电体，必定与毛皮摩擦过的橡胶棒相吸引。 12 【思考】 ①两根丝绸摩擦过的玻璃棒，带的电荷 (“相同”、“不同”）它们相互 ， ②两根毛皮摩擦过的橡胶棒，带的电荷 (“相同”、“不同”）它们相互 ， ③丝绸摩擦过的玻璃棒和毛皮摩擦过的橡胶棒相互 （“吸引”、“排斥”），说明丝绸摩擦过的玻璃棒和毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷 （“相同”、“不同”）。 相同 排斥 相同 排斥 吸引 不同 同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。 实验结论 13 验电器用来检验物体是否带电 金属球 绝缘垫 金属杆 金属箔 金属罩 接线柱 【结构】 【作用】 3.验电器 14 【原理】 同种电荷互相排斥。 验电器的原理 15 1．自制一个小球验电器 器材：细线、铝箔、玻璃杯、塑料笔杆。 2．使这个验电器带上正电。 自制简易验电器 【中和现象】 电荷的多少叫做电荷量。单位：库仑，简称：库，符号：C 一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10-7 C 1.等量的异种电荷放在一起完全抵消的现象叫中和现象。 2.中和现象并不是电荷的消失，而是电荷发生了转移，使正、负电荷抵消。 4.电荷量 17 实验研究 【实验1】 　　用橡胶棒连接验电器 　　验电器A、B金属箔的张角没有变化。 　　验电器A的电荷量没有变化，验电器B仍不带电。 A B 实验现象 实验分析 四、导体和绝缘体 【实验2】 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。 用金属棒连接两验电器 验电器B上也带了电。有一部分电荷通过金属棒从A移动到了B，电荷发生了定向移动。 电荷在金属中可以定向移动， 说明金属是可以导电的。 实验现象 实验分析 实验结论 A B 导体: （1）定义： 善于导电的物体叫做导体。 绝缘体： 不善于导电的物体叫做 绝缘体。 金属、人体、食盐（或酸碱盐）水溶液、大地、石墨、碳棒、水银等。 橡胶 、玻璃 、塑料、 陶瓷、纯净的水、干木、空气、油等。 （2）导体易导电的原因： 导体内部有大量的自由电荷。 （3）例子： （1）定义： （2）绝缘体不易导电的原因： （3）例子： 绝缘体内部几乎没有自由电荷。 （金属、石墨、人体、大地、酸碱盐溶液、湿木） （橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油、干木） 新 课 引 入 电与我们的生活息息相关，我们的生活离不开电。 电视机能播放精彩的电视节目，洗衣机能把衣服洗得 干干净净，电灯能给黑夜带来光明，空调可以使冬天 温暖、夏天凉爽…… 22 一、认识电路 输电电路 家庭电路 新 课 讲 解 电子电路 活动1 怎样使一个小灯泡发光 选择器材使小灯泡发光 干电池 氧化银电池 蓄电池 硅光电池 锂电池 学生电源 燃料电池 发电机 各种电源 按钮开关 拉线开关 单刀开关 空气开关 声控开关 光控开关 感应开关 温控开关 各种开关 电视机 电冰箱 洗衣机 电风扇 台灯 微波炉 电脑 电烤箱 各种用电器 导线 电路元件的作用 电源：能够持续向用电器提供电能的器件。 用电器：利用电来工作的器件。 开关：控制电路通断的器件。 导线：连接电路。 电路是用导线把电源、开关、用电器等连接起来组成的电的路径。 一个完整的电路应包含＿＿＿、＿＿＿、＿＿和＿＿＿四部分。 电源 开关 用电器 导线 总 结 1．通路：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。 通路的特点：用电器能正常工作 二、通路 断路 短路 2．断路：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（或开路）。 （1）导线断了；（2）开关断开；（3）灯丝断了；（4）接线有松动 断路的特点：用电器不工作 ？ 二、通路 断路 短路 3．短路：导线不经过用电器直接跟电源两极连接的电路，叫做短路。 短路时，电路中电流很大，电源和导线会因发热过多而被烧坏。 电源短路 二、通路 断路 短路 电源的两极是不允许直接用导线连接起来的 演示实验 如图是由一个小灯泡、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，观察小灯泡和LED的发光情况。想一想，这是为什么？ 讨论分析： （1）观察到了什么现象？ 将导线接在小灯泡两端——小灯泡熄灭，LED继续发光 （2）小灯泡被短接后熄灭说明了什么？ ——电流流经外加导线而绕过了小灯泡 （3）这个实验说明了什么？ ——用电器被短接后，电流将流经外加导线，不再通过用电器 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。 ？ 图1 图2 熔断器 发热器 保温指示灯 加热指示灯 图3 如何把电路连接情况反映出来呢？ 如果都用实物连接图来表示电路连接情况是费时、费力的，其连接情况也不易识别。 我们用统一的规定的符号表示电路中的各元件。 三、电路图 1.电路元件符号 用规定的符号表示电路连接情况的图，叫做电路图。 定义 2.电路图的画法 （1）先画电源，然后沿电流方向依次画出电路元件，元件顺序不能颠倒，要和实物图一一对应. （2）元件位置安排要适当，分布要均匀，元件不要画在拐角处。 （3）整个电路图最好呈长方形，有棱有角，导线要横平竖直。 下列画法可以吗？ ？ 请你根据实物连接情况画出电路图。 M 练 一 练 画电路图时，应做到以下几点： 1、要用统一规定的符号。 2、连接线要画成横平竖直。 3、电路图要简洁、整齐、美观。 总 结 马路上行人和车辆沿一定方向运动就形成了“人流”和“车流”；自来水管中的水沿一定方向流动，形成“水流”。 新 课 引 入 导体中的电荷沿一定方向移动，就会形成电流。 一、什么是电流 新 课 讲 解 　　1．电流的形成：电荷的定向移动形成电流 　　闭合开关，小灯泡持续发光，表明有电荷持续流过小灯泡。电荷的定向移动形成电流。 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。科学家为了研究电流的方便，把 正电荷定向移动的方向规定为电流的方向 什么电荷发生定向移动形成电流的呢？ 　　2．电流的方向 43 没有通电时自由电子的运动情况 归纳总结：金属导线中自由电子的定向移动方向与电流方向相反。 通电时自由电子的运动情况 电流方向 45 根据电流方向的规定，在电源外部，电流是从电池的正极经过用电器流向电池的负极。 （a）串联电路的电流流向 （b）并联电路的电流流向 用一节干电池和两节干电池串联分别给一个灯泡通电，你会发现什么现象？ 做 一 做 47 电力机车和手机工作时的电流有什么不同？ 　　1．电流（I）：表示电流强弱的物理量。 　　2．单位：安培，简称安，符号是A。 　　电流的常用单位： 　　毫安（mA） 1 mA=10-3 A 　　微安（mA） 1 mA =10-6 A 二、电流强弱 48 物理学史 安培（1775~1836） 安培是法国的科学家，他在物理、化学、数学等方面都有很深的造诣,安培在电学方面的贡献格外突出，被后人称为“电学中的牛顿”。为了纪念他，特将安培的名字作为电流的单位。 49 常见电流 你还知道其他一些用电器的电流大小吗？ 计算器中电源的电流 约100 µA 半导体收音机电源的电流 约50mA 手电筒中的电流 约200mA 家庭节能灯中的电流 约0.2A 家用电冰箱的电流 约1A 家用空调器的电流 约5A 雷电电流 可达2×105A 50 三、电流的测量 刻度盘 数值单位 指针 调零旋钮 正接线柱 负接线柱 量程为0～0.6 A 量程为0～3 A 1. 电流表：测量电流的仪器。 A + － 　　认识电流表 　　电流表的电路符号 51 【思考】 电流表如何连接？ 2. 电流表的连接： （1）电流表必须和被测的用电器串联。 （2）电流必须从正接线柱流入，从负接线柱流出。 （3）必须正确选择量程。 （4）不允许把电流表直接连到电源的两极！ 52 正负接线柱接反 出现下面现象的原因 想 一 想 电流过大、电流表量程选小了 　　以下电路中，电流表连接方法正确的是（ ） A A A A B A A C D 练 一 练 54 【思考】 电流表如何读数？ （1）明确所选电流表的量程； （2）确定电流表的分度值； （3）由指针位置读出示数。 0~0.6 A 0~3 A 0.02 A 0.1 A 量程 分度值 55 请读出下列电流表的示数。 0.58 A 1.4 A 读 一 读 56 甲、乙和丙三块电流表的示数如图所示，则甲电流表的示数为：______________；乙电流表的示数为：______________；丙电流表的示数为：______________。 0.5A 0.7A 0.52A 练 一 练 【实验】使用电流表测量电流 （1）画出实验电路图， （2）按电路图连接实验器材， （3）采用大量程试触法选择量程，然后闭合开关，读出电流表的示数。 提示：为避免电流过大损坏电流表，在不能事先估算电流的情况下，要先闭合开关然后迅速断开（叫做“试触”），看看在开关闭合的瞬间指针的偏转是否在最大测量值之内。 2. 电流表的使用 S L A 58 S L A S L A （4）改变电流表在电路中的位置，比较电流表两次示数。 　　想一想，两次电流表的示数相同说明什么？ 59 1．连接实物图，要求两灯并联，开关控制两盏灯，电流表测灯L2的电流（约0.5 A），并画出电路图。 L2 L1 S L2 L1 A 练 一 练 60 2．根据所给电路图连接实物图。 L2 L1 L2 L1 A1 A2 A2 A1 61 　　3．开关控制 ，电流表A1 测 的电流，电流表A2 测 的电流。再画出电路图。 干路 L1 干路 L2 L1 A2 A1 L2 L1 A2 A1 62 新课引入 一道电光像把利刃刺破了黑色的天幕，大地也被闪电照得通亮。紧接着，震耳欲聋的巨雷在耳边炸响…… 自然界真是奇妙无穷。你想知道雷电有多么强大吗？雷电的电压能达到多高？雷电和家里用的电在本质上一样吗？让我们一起探索这些有趣的问题吧！ 63 酸甜多汁的水果不仅可以为我们的身体提供能量，还可以发电呢！几只水果提供的电力足以点亮一排发光二极管！水果在这里扮演了“电源”的角色：它为发光二极管提供了“电压”，使自由电荷在电路中定向运动起来。 一、电源与电压 新 课 讲 解 　　小实验：小灯泡发光时，电路中一定有电流通过。试试看，在如图所示的电路中先后接入一节和两节干电池时，小灯泡的亮度一样吗？ 你看到的现象对我们有什么启示？ 实验说明电路中电流的强弱与电源有关。 实验探究 【讨论分析】 （1）电路连接如图所示，闭合开关，观察实验现象。 （1）电流是怎样形成的？ 【探究活动】 （2）将电源取下，用一段导线连接在电源的位置，闭合开关，观察实验现象。 现象：电路中有电流产生。 现象：电路中没有电流产生。 实验电路 （2）电源的作用是什么？ （导线和灯泡中的自由电子定向移动） （形成电流） 【观察】 电灯 涡轮 水路 活塞 抽水机 开关 电路 电源 水压 形成水流 电压 形成电流 抽水机 保持 水压 电源 保持 电压 持续水流 持续电流 想一想 水压是产生水流的原因。 抽水机是提供水压的装置。 电压是电路中产生电流的原因。 电源是给用电器两端提供提供电压的装置。 电路中形成持续电流的条件： 1.闭合电路 2.有电源（有电压）的存在 想一想 2．电压的单位： 　　国际单位：伏特（volt） ，简称伏（ V ）。 　 常用单位：千伏（kV），毫伏（mV）。 　　换算：　　1 kV =1 000 V= 103 V 　　　　　　　1 mV =0.001 V= 10-3 V 电压是自由电荷定向移动形成电流的原因。 1．电压的作用： 总 结 伏特 (1745～1827) 意大利科学家，1800年3月20日发明了伏特电堆,这是物理学历史上的神奇发明之一。伏特电堆是由铜板和锌板中间夹着一层食盐水的湿布组成，多层极板相当于多个电池串联而成。电堆能产生连续的电流，它的强度的数量级比从静电起电机能得到的电流大，由此开始了一场真正电学的科学革命。 认一认 认一认 名称：xx5号碱性电池 电压：1.5V 类别：干电池 含汞量：无汞 保质期：10年 高压输电线的电压可达一万伏、十万伏甚至更高 起电机放电球之间的电压高达几万伏 电鳐的模样很怪,扁平身子,头和胸连在一起，浑身光滑无鳞，电鳐凭着自己的“电武器”，能随意放电，在海洋里几乎是无敌的,能产生200伏特以上的电压。 人如果不小心踩着海底的电鳐时，它放出的电足够将一个成年人电倒。 负接线柱 电压表的标志 指针 刻度盘 正接线柱 调零 螺丝 1.认识电压表 二、怎样测量电压 接 线 柱 量 程 每一大格 分 度 值 "15" 0—3v "3" 0—15v 0.1v 5v 1v 0.5v 2.电压表的使用 （1）电压表要与被测电路并联，要测哪部分电路的电压，电压表就和哪部分电路并联； （2）电压表接进电路时，要使电流从其“+”接线柱流入，从“—”接线柱流出； 3．注意观察电压表的量程，要使被测电压不超过电压表的量程（先选用较大量程，用导线试触） ？ 4．电压表可以直接接在电池的两极上，这时它测的是电池的电压． 电压表的连接：　　 （1）用直流电压表测量某元件两端的电压时，应与这个元件并联。 （2）应该使标有“ －”号的接线柱靠近电源的负极，另一个接线柱靠近电源的正极。（正进负出） （3）所用量程的最大测量值必须大于被测电路两端的电压。（试触法选择量程）在预先不知道被测电压大约值的情况下， 如果判定被测电压不会超出15 V，可以先用最大测量值为15 V的量程，如果测得的电压不超过3 V，为提高读数的准确性，可以改用最大测量值为3 V的量程进行测量。 （4）在不能超过电压表量程时，可直接与电源两极相连，则电压表测电源电压。 总 结 82 电压表和电流表的异同 比一比 电压表和电流表的异同: 仪 表 电 流 表 电 压 表 元 件 符 号 使用规则 接 法 接线柱 量程 能否直 接连到 电源两 极上 学生用表 量程 最小 刻度 读 数 串 联 并 联 电流从“＋”接线柱流入，从“－”接线柱流出 被测电流或电压不能超过电表的最大量程 不能 能 0～0.6A 0.02A 0～3A 0.1A 0～3V 0.1V 0～15V 0.5V 先看 量程 再读 A V 3．练习用电压表测量电压 实验 （1）电压表怎样连接？ V 先连接各个回路，后把电压表并联在被测用电器两端。 85 　　连接电路，使小灯泡发光并且用电压表测量小灯泡两端的电压，并画出对应的电路图。 练一练 V 　　（2）电压表的读数 　　读数步骤： 　　第一步，看量程； 　　第二步，看分度值； 　　第三步，读数， 分度值×格数。 　　两个表的读数各是多少？ 量程：0~3 V 分度值：0.1V 读数：1.6 V 量程：0~15 V 分度值：0.5V 读数：8 V 读一读 ？ 　　（1）将电压表接在小灯泡两端，接通电路，读取的数据是 ＿＿＿＿ V ； 　　（2）将电压表接在电源两端，接通电路，读取的数据是 ＿＿＿＿ V。 做一做 实验结果表明，电压表两次的示数是相等的，即在只有一个用电器的电路中，用电器两端的电压与电源电压相等。 （3）若电压表与用电器串联，则用电器能工作吗？电压表有示数吗？ 　　实验结果表明：若电压表与用电器串联，则用电器不能工作，电压表示数接近电源电压。因为电压表对电流的阻碍作用很大，电路相当于开路。 课堂小结 摩擦过的物体能吸引轻小物体，说明该物体带了电荷。用摩擦的方法使物体带电叫做摩擦起电。　 2．自然界只有两种电荷: 3．电荷间的相互作用: 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引 原理：同种电荷互相排斥 作用：检验物体是否带电 4．验电器 正电荷和负电荷 1. 摩擦起电 5、静电现象的应用和防护 静电喷涂、静电除尘、静电植绒、静电复印 避雷针 当 堂 小 结 1.电路的构成：电源、用电器、开关、导线 2.电路的状态 （1）通路：正常接通的电路 （2）断路：在某处被切断的电路 （3）短路：直接用导线将电源的正、负极连接起来的电路 3.电路图：用符号表示电路连接的图 一、电流 2.单位：安培（A），1A=1000mA，1mA=1000μA 二、电流表 1.结构、量程、分度值 2.使用方法 （1）必须将电流表和被测用电器串联； （2）必须让电流从“+”接线柱流进，从“-”接线柱流出； （3）必须正确选择电流表的量程； （4）不允许将电流表直接接到电源的两极。 课 堂 小 结 1.电流：电荷的定向移动形成电流。 规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向 一.电压：是形成电流的原因，电源是提供电压的装置。 二.电压表的使用方法： （1）并联在被测电路的两端； （2）电流从电压表的正接线柱流进，从负接线柱流出；（“正进负出”） （3）不要超过电压表的量程； （4）电压表可以直接接到电源的两极上。 课 堂 小 结 再见 95 $$