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專題19 電荷和電路
一、摩擦起電現象及其本質 摩擦起電現象吸引輕小物體是帶電體本身的一種性質，與輕小物體是否帶電無關，當帶電體帶有大量電荷時，不論輕小物體帶何種電荷，都會被帶電體吸引。摩擦起電的本質（1）摩擦起電并不是創造了電荷，只是電荷從一個物體轉移到了另一個物體； （2）摩擦起電現象中，轉移的是帶負電的電子； （3）兩個物體相互摩擦后的帶電情況取決于兩物體的原子核束縛核外電子本領的強弱。
二、電荷及其帶電現象 兩種電荷（1）正電荷：用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷叫正電荷；用“+”表示。 （2）負電荷：用毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷叫負電荷；用“-”表示。電荷間相互作用規律同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。帶電現象帶電體吸引輕小物體與異種電荷相互吸引不同。帶正電或帶負電的物體都能吸引輕小物體，這是帶電體的一種性質。
三、驗電器 構造金屬球、金屬桿、金屬箔。如圖所示。 作用檢驗物體是否帶電和物體帶電多少（帶電多，金屬箔張開角度大）。原理（1）利用同種電荷相互排斥的原理工作的； （2）當用帶電體接觸驗電器的金屬球時，就有一部分電荷轉移到驗電器的金屬箔上，這兩片金屬箔由于帶同種電荷互相排斥而張開。驗電器金屬箔張開的角度不同，反映了帶電體傳給驗電器的電荷的多少不同使用方法將被檢驗的物體與驗電器金屬球接觸，如果驗電器的兩片金屬箔張開一定角度，則說明物體帶電使用說明驗電器可檢驗物體是否帶電并能粗略估計物體所帶電荷量的多少，對同一個驗電器來說，金屬箔張開的角度越大，說明被檢驗的物體所帶電荷越多
四、導體和絕緣體的比較 導體絕緣體定義容易導電的物體不容易導電的物體示例金屬、石墨、人體、大地，以及各種酸、堿鹽的溶液橡膠、玻璃、陶瓷、塑料、油等導電或不導電的原因導體容易導電是因為導體內有大量的可自由移動的電荷，電荷從導體的一個地方移動到另一個地方絕緣體不容易導電是因為在絕緣體內電荷幾乎被束縛在原子內，不能自由移動，即絕緣體并非不含電荷，而是缺乏能夠自由移動的電荷
五、電路各元件作用 作用能量分析舉例注意事項電源提供電能，使電路中有持續的電流將其他形式轉化為電能干電池、發電機用電器標有“+”的接線柱與電源正極相連，標有“-”的接線柱與電源負極相連用電器利用電能工作的裝置工作時將電能轉化為其他形式能點燈、電爐、電視機、電冰箱等開關用來接通或斷開電路，起控制電路通斷作用—家中點燈開關、閘刀開關、聲控開關、光控開關開關接入電路時應斷開導線將電源、用電器、開關連接起來，形成電流的通路輸送電能電腦的電源線、插座的電線、實驗室中的各種導線導線要連接到電路元件接線柱上；不能導線將電源正負極直接連接起來
六、電路的三種狀態：通路、斷路和短路 電路狀態定義特點通路正常接通的電路，即用電器能夠工作的電路電路中有持續電流，用電器工作斷路某處被切斷的電路電路中無電流，用電器不工作短路直接用導線將電源的正負極連接起來的電路（1）用電器不工作，電路中有很大的電流，會損壞電源甚至燒壞導線的絕緣層，引發火災； （2）電源短路時用電器不會被燒壞
1．檢驗物體是否帶電的常用方法 現象帶電情況方法一：利用帶電體能吸引輕小物體的性質能吸引輕小物體帶電不能吸引輕小物體不帶電方法二：利用電荷間相互作用規律兩物體相互吸引可能兩物體帶異種電荷可能一個物體帶電，一個物體不帶電兩物體相互排斥兩物體帶有同種電荷方法三：利用驗電器（驗電器不帶電）金屬箔張開帶電金屬箔沒有張開不帶電
2．判斷物體帶電情況的“斥定吸不定”原則 “斥定”：從電荷的角度來說，兩個物體相互排斥時，兩個物體一定帶同種電荷； “吸不定”：兩個物體相互吸引時，兩個物體可能帶異種電荷，也可能是一個物體帶電，另一個物體不帶電。
模型1 摩擦起電現象及其實質
（2023 朝陽）與毛皮摩擦過的橡膠棒能吸引碎紙屑，這是　 　 現象；若毛皮帶正電，則橡膠棒　 　 （選填“得到”或“失去”）電子；通常情況下，橡膠棒是　 　 （選填“導體”或“絕緣體”）。
【答案】摩擦起電；得到；絕緣體。
【分析】（1）摩擦起電的實質是電荷的轉移，得電子的物質帶負電，失去電子的物質帶正電；
（2）根據導電性的不同，材料可分為導體，半導體，絕緣體三大類，容易導電的物體叫導體，不容易導電的物體叫絕緣體，導電性能介于導體與絕緣體之間的叫半導體。
【解答】解：與毛皮摩擦過的橡膠棒能吸引碎紙屑，這是摩擦起電現象；若毛皮帶正電，則橡膠棒得到電子而帶負電；通常情況下，橡膠棒不容易導電，是絕緣體。
名師點撥：本題考查了摩擦起電的實質、絕緣體，屬于基礎性題目
【變式練1】（2023 安徽）玻璃棒與絲綢摩擦后，玻璃棒帶正電，絲綢帶負電，在摩擦過程中（　　）
A．玻璃棒和絲綢都得到電子
B．玻璃棒和絲綢都失去電子
C．玻璃棒失去電子，絲綢得到電子
D．玻璃棒得到電子，絲綢失去電子
【答案】C
【分析】摩擦起電是兩個物體在摩擦過程中，電子發生了轉移，它從一個物體轉移到另一個物體上，使失去電子的物體帶正電，得到電子的物體帶負電。
【解答】解：用絲綢摩擦玻璃棒時，玻璃棒失去電子而帶正電，絲綢得到電子而帶負電；故C正確，ABD錯誤。
【點評】本題考查摩擦起電的實質，屬于必須掌握的基礎內容。
【變式練2】（2023 恩施州）同學們用身邊物品做小實驗。要使氣球產生如圖所示的“魔力”，可以將氣球與頭發　 　。氣球與頭發因為　 　而相互吸引。
【答案】摩擦；帶上異種電荷
【分析】（1）用摩擦的方法使物體帶電叫摩擦起電。
（2）同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。
【解答】解：要使氣球產生如圖所示的“魔力”，可以將氣球與頭發摩擦。氣球與頭發因為帶上異種電荷而相互吸引。
【點評】本題考查的是摩擦起電的原理，知道電荷間的相互作用規律，屬于基礎性題目。
【變式練3】（2023 廣州）手與硅膠管M均不帶電，用手摩擦M后，M與帶負電的塑料管互相排斥，則（　　）
A．M帶正電
B．M不帶電
C．手摩擦M時，正電荷從手轉移到M
D．手摩擦M時，電子從手轉移到M
【答案】D
【分析】（1）電荷間的相互作用規律是：同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引；
（2）用摩擦的方法使得物體帶電，該現象稱為摩擦起電現象，其實質是電子的轉移，得到電子的物體帶負電，失去電子的物體帶正電。
【解答】解：據題知M與帶負電的塑料管互相排斥，說明M帶負電，而M帶電是由于與手摩擦造成的，根據摩擦起電的實質是電子的轉移，得到電子的物體帶負電，失去電子的物體帶正電，由此可知在摩擦過程中M得到電子，手失去電子，即電子從手轉移到M，故ABC錯誤，D正確。
【點評】本題考查了電荷間的相互作用規律和摩擦起電的實質，屬于基礎題，難度不大。
模型2 物體帶電現象
（2023 湘潭）如圖所示，水平靜止放置的空易拉罐會向摩擦過的塑料管滾動，下列說法正確的是（　　）
A．摩擦起電創造了電荷
B．靜止放置的易拉罐沒有慣性
C．塑料管與易拉罐之間相互排斥
D．易拉罐受到引力，運動狀態發生了改變
【答案】D
【分析】（1）摩擦起電的實質是電子的轉移；
（2）任何物體都有慣性；
（3）帶電體具有吸引輕小物體的性質。
【解答】解：A、摩擦起電的實質是電子的轉移，不是創造了電荷，故A錯誤；B、任何物體都有慣性，故B錯誤；CD、摩擦過的塑料管因為摩擦起電，能夠吸引輕小物體，易拉罐受到引力，運動狀態發生了改變，故C錯誤、D正確。故選：D。
名師點撥：本題考查了物體帶電現象，涉及摩擦起電的實質、帶電體的性質、慣性等知識，屬于基礎知識。
【變式練1】（2023 長春）下列現象中，屬于靜電現象的是（　　）
A．磁鐵吸引鐵釘 B．用吸管“吸”飲料
C．地球吸引蘋果 D．摩擦過的氣球吸引頭發
【答案】D
【分析】（1）磁鐵具有吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質；（2）用吸管“吸”飲料是利用了大氣壓；（3）由于地球的吸引使物體受到的力叫做重力；（4）靜電現象是帶電體吸引輕小物體。
【解答】解：A、磁鐵吸引鐵釘，這是磁鐵的磁性，故A不符合題意；B、用吸管吸飲料時，吸管內的壓強小于外界大氣壓，飲料在大氣壓的作用下進入吸管，利用了大氣壓的作用，故B不符合題意；C、地球吸引蘋果是地球的引力，故C不符合題意；D、摩擦過的氣球吸引頭發，是因為帶電體能吸引輕小物體，這是氣球和頭發摩擦產生的靜電現象，故D符合題意。故選：D。
【變式練2】（2023 徐州）如圖所示，將一根針插在絕緣底座上，把折成V字形的鋁箔條水平架在針的頂端，就制成了一個簡單的驗電器。將待檢驗的物體靠近鋁箔條的一端，發現鋁箔條向物體偏轉，則說明該物體（　　）
A．帶正電荷 B．帶負電荷
C．不帶電 D．帶正電荷或負電荷
【答案】D
【分析】帶電體具有吸引輕小物體的性質，據此分析。
【解答】解：帶電體具有吸引輕小物體的性質，鋁箔條發生偏轉，說明待檢驗的物體帶電，但待檢驗物體的電性無法確定，故ABC錯誤，D正確。
【點評】深入理解帶電體的性質，能夠吸引輕小物體，可解答此題。
【變式練3】（2023 常州）“金陵金箔”是國家級非物質文化遺產，手工打造的金箔輕薄柔軟，不能用手直接拿取，正確拿取的方法是：手持羽毛輕輕掃過紙墊，如圖甲所示；再將羽毛靠近工作臺上方的金箔，羽毛即可將金箔吸住，如圖乙所示。羽毛掃過紙墊的結果和吸住金箔的原因，分別是（　　）
A．摩擦使得羽毛和紙墊帶異種電荷；異種電荷相互吸引
B．摩擦使得羽毛和紙墊帶異種電荷；帶電物體吸引輕小物體
C．摩擦使得羽毛和紙墊帶同種電荷；異種電荷相互吸引
D．摩擦使得羽毛和紙墊帶同種電荷；帶電物體吸引輕小物體
【答案】B
【分析】手持羽毛輕輕掃過紙墊，羽毛與紙墊摩擦，根據摩擦起電的原因可知，羽毛和紙墊帶上了異種電荷；羽毛帶了電，靠近金箔，由于帶電體會吸引輕小物體，故羽毛即可將金箔吸住，據此可得出結論。
【解答】解：手持羽毛輕輕掃過紙墊，羽毛與紙墊摩擦，根據摩擦起電的原因可知，羽毛和紙墊帶上了異種電荷；羽毛帶了電，靠近金箔，由于帶電體會吸引輕小物體，故羽毛即可將金箔吸住，故B正確，ACD錯誤。故選B。
【點評】本題考查物體帶電現象，主要涉及摩擦起電的原因和帶電體的性質，正確理解摩擦起電的原因是解題的關系，難度不大。
模型3 靜電的防止與應用
（2023 菏澤）下列應用中，屬于防止靜電帶來危害的是（　　）
A．靜電噴涂 B．靜電除塵 C．靜電復印 D．避雷針
【答案】D
【分析】生活科技上處處存在靜電現象，有些是靜電的應用，有些是要防止靜電，根據對靜電的應用和防止靜電的主要實例的了解進行解答。
【解答】解：A．靜電噴涂，噴槍噴出的油漆微粒帶正電，因相互排斥而散開，形成霧狀，被噴涂的物體帶負電，對霧狀油漆產生引力，把油漆吸到表面，屬于靜電應用，故A不符合題意；B．靜電除塵時除塵器中的空氣被電離，煙霧顆粒吸附電子而帶負電，顆粒向電源正極運動，屬于靜電應用，故B不符合題意；C．靜電復印是利用異種電荷相互吸引而使碳粉吸附在紙上，屬于靜電應用，故C不符合題意；D．避雷針是為了把產生的靜電導走，屬于靜電危害的防止，故D符合題意。故選：D。
名師點撥：本題考查是關于靜電的防止與應用，要求同學們熟練掌握靜電的防止與應用的具體實例。　
【變式練1】（2022 西藏）如圖所示，利用靜電噴漆槍給物件上漆，涂料小液滴之間相互排斥，但被物件吸引。則（　　）
A．物件一定帶負電 B．物件一定不帶電
C．小液滴可能不帶電 D．小液滴一定帶同種電荷
【答案】D
【分析】（1）電荷間的作用規律：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。
（2）帶電體能夠吸引輕小物體。
【解答】解：噴槍噴出的涂料小液滴相互排斥而散開，所以帶同種電荷；
涂料小液滴被噴涂的物件吸引，物件有兩種可能：①與涂料小液滴帶異種電荷，因異種電荷相互吸引；②不帶電，帶電的小液滴吸附在不帶電的物件表面；綜上分析，D正確，ABC錯誤。
【點評】本題要求同學們知道靜電噴漆的工作原理，了解物理學在實際生活中的運用。
【變式練2】（2022 柳州）（多選）博物館里有些古書非常陳舊，直接翻動它容易使書頁破損，有人提出，通過給書帶電，使書一頁頁分開來，如圖所示。假設給每頁書帶電可以實現，能使書一頁頁分開的帶電方式是（　　）
A．使每頁書都帶上正電
B．使每頁書都帶上負電
C．使相鄰書頁帶上異種電荷
D．只讓封面帶正電，封底帶負電
【答案】AB
【分析】該人利用了電荷間的作用規律，即同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。
【解答】解：通過給書帶電，使書一頁頁分開來，根據同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引知識可知，可以給書帶上同種電荷，書一頁頁可以分開，故AB正確，CD錯誤。
【點評】本題考查了電荷間的相互作用規律，基礎題。
【變式練3】（2023 牡丹江）【動手動腦，實踐體驗】
小明制作的“靜電鈴鐺”如圖所示，將兩個空易拉罐分別放在泡沫底座上，用細線拴著一枚曲別針系在一根塑料吸管上，將其搭在兩個易拉罐上方。拿一捆塑料吸管與毛皮摩擦后接觸一個易拉罐，曲別針被吸引撞到易拉罐，又被彈開撞到另一個易拉罐，然后左右擺動撞擊兩側易拉罐，發出像鈴鐺一樣“叮當叮當”的聲音。請分析解釋上述現象。
【答案】拿一捆塑料吸管與毛皮摩擦后帶電，用帶電的塑料吸管接觸易拉罐，易拉罐是導體，接觸后也帶上了電，由于帶電體能吸引輕小物體，將曲別針吸引過來，撞擊易拉罐；曲別針也是導體，接觸易拉罐使其帶上同種電荷，由于同種電荷相互排斥，曲別針與易拉罐分開，但由于慣性不會馬上停下來，繼續運動撞擊到另一側易拉罐，使另一側易拉罐也帶上同種電荷，曲別針又被排斥，這樣曲別針在兩側易拉罐間來回擺動，撞擊易拉罐發出“叮當叮當”的聲音。
【分析】電荷間相互作用：同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引；帶電體具有吸引輕小物體的性質。
【解答】解：拿一捆塑料吸管與毛皮摩擦后帶電，用帶電的塑料吸管接觸易拉罐，易拉罐是導體，接觸后也帶上了電，由于帶電體能吸引輕小物體，將曲別針吸引過來，撞擊易拉罐；曲別針也是導體，接觸易拉罐使其帶上同種電荷，由于同種電荷相互排斥，曲別針與易拉罐分開，但由于慣性不會馬上停下來，繼續運動撞擊到另一側易拉罐，使另一側易拉罐也帶上同種電荷，曲別針又被排斥，這樣曲別針在兩側易拉罐間來回擺動，撞擊易拉罐發出“叮當叮當”的聲音。
模型4 電荷間的相互作用規律
（2023 沈陽）小明發現一個有趣的現象，將兩段透明膠帶分別粘在桌面上，如圖甲所示。膠帶能粘在桌面上，說明分子間有　 　力；當迅速將膠帶撕下來并將它們靠近，發現兩膠帶互相排斥，如圖乙所示。小明分析這是因為兩段膠帶被迅速撕下時帶了電荷，因帶　 　（填“同種”或“異種”）電荷而相互排斥。
【答案】引；同種。
【分析】（1）分子之間存在相互作用的引力和斥力；
（2）同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。
【解答】解：（1）膠帶能粘在桌面上，是因為分子間有引力的作用；
（2）兩段膠帶被迅速撕下時帶了電荷，因帶同種電荷而相互排斥。
名師點撥：本題考查了分子間的作用力和電荷間的相互作用規律，屬基礎題。
【變式練1】（2022 宜賓）如圖，小燁把一段扁平、干燥的塑料繩一端扎緊，把另一端撕開成許多輕質細絲，用干燥的手向下捋幾下，發現細絲張開了。細絲張開的原因是（　　）
A．大氣壓的作用 B．同名磁極相互排斥
C．分子間有斥力 D．同種電荷相互排斥
【答案】D
【分析】用手摩擦塑料繩時，由于摩擦生電而使塑料繩帶上同種電荷，由電荷間的相互作用可知張開的原因。
【解答】解：通過摩擦后，塑料繩帶上了同種電荷，因同種電荷相互排斥從而使細絲張開。故選：D。
【點評】本題考查物理知識在生活中的應用，要求學生掌握摩擦起電及電荷間相互作用的相關知識。
【變式練2】（2023 武漢）小紅同學用氣球（由橡膠制成）與自己的頭發摩擦幾下，松手后，氣球“粘”在頭發上，其原因是（　　）
A．氣球上的負電荷轉移到頭發上
B．頭發上的正電荷轉移到氣球上
C．氣球和頭發帶同種電荷而相互排斥
D．氣球和頭發帶異種電荷而相互吸引
【答案】D
【分析】因摩擦的方法使物體帶電叫摩擦起電，異種電荷相互吸引。
【解答】解：因摩擦的方法使物體帶電叫摩擦起電，用氣球（由橡膠制成）與自己的頭發摩擦幾下，氣球和頭發帶異種電荷，而異種電荷相互吸引，氣球“粘”在頭發上，故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。
【點評】本題考查摩擦起電現象及電荷間的相互作用。
【變式練3】（2023 四川）如圖所示的“靜電章魚實驗”中，與羊毛摩擦過的塑料細絲像章魚腳一樣分開，是由于細絲帶上了 　 　（選填“同種”或“異種”）電荷而相互 　 　（選填“吸引”或“排斥”）。
【答案】同種；排斥。
【分析】同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，據此判斷。
【解答】解：由實驗現象可知，與羊毛摩擦過的塑料細絲像章魚腳一樣分開，這是由于細絲帶上了同種電荷而相互排斥造成的。
【點評】本題考查了對摩擦起電現象和電荷間相互作用的認識，屬基礎題。
模型5 物體帶電情況的判斷
（2023 內江）a、b、c三個輕質小球，a帶正電，相互作用的情況如圖所示，則c的帶電情況是 　 　（選填“帶負電”“不帶電”或“帶正電”）；用絲綢摩擦過的玻璃棒靠近c球，二者將互相 　 　（選填“吸引”或“排斥”）。
【答案】帶負電；吸引。
【分析】（1）同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。
（2）排斥的帶有同種電荷，吸引的可能帶有異種電荷，也可能帶電體吸引不帶電體。
【解答】解：電荷間的相互作用規律為：同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引。帶電體有吸引輕小物體的性質。a帶正電，b與a互相吸引，則b有可能帶負電或不帶電；因為b與c互相排斥，則b與c都帶電且帶同種電荷，所以b與c都帶負電。用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，c帶負電，因異種電荷相互吸引，則兩者互相吸引。
名師點撥：帶電體吸引不帶電體，排斥帶同種電荷，吸引可能帶異種電荷，其中之一帶電。注意帶電體具有吸引輕小物體的性質。
【變式練1】（2022 綏化）將a、b、c三個輕質小球懸掛起來，相互作用情況如圖所示，已知a帶正電，則c的具體帶電情況是　 　；用毛皮摩擦過的橡膠棒靠近a球，二者將互相　 　（選填“吸引”或“排斥”）。
【答案】帶負電或不帶電；吸引。
【分析】（1）同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。
（2）用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電。
【解答】解：小球a、b相互排斥，說明一定帶同種電荷，a帶正電，則b一定帶正電；b、c相互吸引，說明可能帶異種電荷或其中一個不帶電，則c帶負電或不帶電；用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電，故用毛皮摩擦過的橡膠棒去靠近a，二者將相互吸引。
【點評】本題考查電荷間的相互作用規律和兩種電荷的特點。
【變式練2】（2023 鎮江）如圖所示，在科技節表演中，小林用PVC塑料管隔空推起塑料細絲，使它不下落，已知塑料細絲帶負電荷，則PVC管（　　）
A．帶正電荷 B．帶負電荷 C．不帶電 D．無法判斷
【答案】B
【分析】同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。
【解答】解：用PVC塑料管隔空推起塑料細絲，使它不下落，說明存在排斥力，根據同種電荷相互排斥，PVC管帶的電荷與塑料絲相同，都是負電荷。故選：B。
【變式練3】（2023 青島）（多選）有甲、乙、丙三個帶電體，甲物體排斥乙物體，乙物體吸引丙物體。如果丙物體帶正電，則下列判斷正確的是（　　）
A．甲物體帶正電 B．甲物體帶負電
C．乙物體帶負電 D．乙物體帶正電
【答案】BC
【分析】根據電荷間的相互作用規律分析：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。
【解答】解：甲、乙、丙三個帶電體，丙帶正電，丙與乙互相吸引，所以乙帶負電，甲、乙互相排斥，則甲也帶負電，故AD錯誤，BC正確。
【點評】本題考查了利用電荷間的相互作用規律判斷物體帶電情況，注意兩個物體想到吸引時，兩個物體可帶異種電荷，或一個帶電，另一個不帶電。
模型6 驗電器的原理及使用
（2023 自貢）如圖所示，用毛皮摩擦過的橡膠棒接觸驗電器的金屬球，驗電器的兩片金屬箔張開一定的角度。兩片金屬箔張開是因為在這個過程中　 　 （選填“產生了電荷”或“電荷發生了轉移”）使兩片金屬箔帶上了　 　 電荷（選填“同種”或“異種”）。
【答案】電荷發生了轉移；同種。
【分析】根據摩擦起電的實質分析橡膠棒帶電情況，進而分析兩片金屬箔帶電的原因，根據電荷間的相互作用分析兩片金屬箔張開的原因。
【解答】解：毛皮與橡膠棒摩擦時，橡膠棒因得到電子而帶負電荷，接觸驗電器金屬球后橡膠棒上多余的電子會轉移到驗電器上，驗電器的金屬箔因帶同種電荷相互排斥而張開一定的角度。
名師點撥：本題考查驗電器的原理及使用，屬于基礎題。
【變式練1】（2023 廣西）興趣小組用塑料瓶、錫箔紙、金屬線等物品制作了簡易驗電器。如圖所示，將跟頭發摩擦過的筆桿接觸驗電器的金屬線，發現錫箔紙張開，說明筆桿因為　 　轉移而帶電，錫箔紙帶 　 　（選填“同種”或“異種”）電荷。
【答案】電子；同種
【分析】摩擦起電的實質是電子的轉移，驗電器的工作原理是：同種電荷相互排斥。
【解答】解：將跟頭發摩擦過的筆桿接觸驗電器的金屬線，發現錫箔紙張開，說明筆桿因為電子轉移而帶電，錫箔紙帶同種電荷相互排斥而張開。
【變式練2】（2022 營口）如圖所示，用絲綢摩擦過的玻璃棒去接觸驗電器的金屬球，金屬箔片因帶上 　 （選填“正”或“負”）電荷互相 　 　而張開，瞬時電流方向是 　 　（選填“由玻璃棒到驗電器”或“由驗電器到玻璃棒”）。
【答案】正；排斥；由玻璃棒到驗電器。
【分析】（1）絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電；
（2）電荷間相互作用規律：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引；
（3）物理學上規定：正電荷定向移動的方向為電流方向，與電子定向移動方向相反。
【解答】解：絲綢和玻璃棒摩擦，玻璃棒束縛電子的本領弱，失去電子帶正電。帶正電的玻璃棒接觸不帶電的驗電器時，驗電器金屬球上的電子會轉移到玻璃棒上，金屬箔片因為失去電子而帶正電荷，同種電荷相互排斥而張開。因為電流的方向與正電荷定向移動的方向相同，所以電流的方向是從玻璃棒到驗電器。
【變式練3】（2023 德陽）如圖所示，用被絲綢摩擦過的玻璃棒接觸驗電器的金屬球，發現驗電器的兩片金屬箔張開，下列說法正確的是（　　）
A．金屬球帶正電，金屬箔帶負電
B．兩片金屬箔都帶負電，由于互相排斥而張開
C．兩片金屬箔都帶正電，由于互相排斥而張開
D．任何情況下，驗電器都不能夠檢驗出帶電體所帶電荷的電性
【答案】C
【分析】被絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電；驗電器的工作原理：同種電荷相互排斥；
電荷間相互作用：同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引。
【解答】解：被絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，用帶正電的玻璃棒接觸驗電器的金屬球，金屬球和驗電器的兩片金屬箔都帶正電，由于同種電荷互相排斥，驗電器的兩片金屬箔張開；一般情況下驗電器不能夠檢驗出帶電體所帶電荷的電性，如果已知驗電器所帶電荷的電性，用該驗電器去檢驗另一個帶電體，可以根據兩片金屬箔張開角度的變化判斷另一個帶電體所帶的電性（如果是同種電荷，金屬箔張開角度變大，如果是異種電荷，金屬箔張開角度變小），故ABD錯誤，C正確。故選：C。
模型7 電路的基本組成
（2023 自貢）如圖所示，用充電寶給手機充電時，充電寶相當于電路中的（　　）
A．開關 B．電源 C．用電器 D．導線
【答案】B
【分析】充電寶消耗電能時，充電寶相當于用電器，充電寶提供電能時，充電寶相當于電路中的電源。
【解答】解：充電寶給手機充電時，充電寶提供電能，充電寶相當于電路中電源。故選：B。
名師點撥：同一個元件，在不同狀態下，在電路中的作用是不同的，例如充電寶給手機充電時，充電寶相當于電源，給充電寶充電時，充電寶相當于用電器。
【變式練1】（2023 襄陽）下列能提供電能的裝置是（　　）
A．電能表 B．電飯鍋 C．開關 D．干電池
【答案】D
【分析】了解電路的各個組成部分，知道各元件在電路中所起的作用，可逐一做出判斷。
【解答】解：A、電能表是測量電路中用電器消耗電能多少的儀表，故A不符合題意；B、電飯鍋屬于用電器，在電路中消耗電能，故B不符合題意；C、開關的作用是控制電路的通斷，故C不符合題意；D、干電池屬于電源，是提供電能的裝置，故D符合題意。
【點評】本題主要考查了對電路基本組成，以及對各元件在電路中作用的了解，屬電學基礎題。
【變式練2】（2023春 大興區校級期末）如圖所示為賓館房間取電房卡裝置。將房卡插入槽中，房間內的用電器才能使用。圖中裝置的作用相當于電路中的　　
A．用電器 B．開關 C．導線 D．電源
【答案】B
【分析】開關的作用是控制電路的通斷，串聯電路中開關控制所有用電器，并聯電路中干路的開關控制所有用電器，支路的開關控制本支路用電器。
【解答】解：房卡可以控制用電器的工作，不插入插槽中，所有房間內的用電器都不工作，即房間內的所有用電器都發生斷路，所以房卡相當家庭電路的開關；故選B。
【變式練3】（2023 興寧區校級一模）小明同學設計并制作了一個“盲人水杯”，其工作原理如圖所示。杯中近杯口處點是水位器的兩個金屬觸點，當杯中的水位達到位置時，水位器會發出音樂聲，表示水已盛滿。杯口處的兩個金屬觸點的作用相當于　　
A．導線 B．開關 C．用電器 D．電源
【答案】B
【分析】由圖可知，電路由水位器、電源、導線組成，當電路閉合時，水位器才有可能發出聲音，根據題意分析觸點的作用。
【解答】解：由題意知：當杯中的水位到達位置時，電路接通，水位器會發出音樂聲，這說明杯口處兩個觸點的作用相當于開關。故選B。
模型8 電路圖和實物圖的轉化
（2022 武漢）下列電路圖中，與實物電路對應的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【分析】根據實物圖分析電路的連接方式，然后得出正確的電路圖。
【解答】解：根據實物圖可知，電流從電源的正極出來，分成兩條路徑：一條路徑經過燈泡L1；另一條路徑經過燈泡L2、開關S2；兩條電流的路徑匯合后經過開關S1回到電源的負極；所以該電路為并聯電路，開關S1接在干路中，開關S2控制燈泡L2，故A圖正確。
名師點撥：本題考查根據實物圖選擇電路圖，關鍵是明白電路中各個用電器的連接情況，根據實物圖畫電路圖是整個初中物理的難點也是重點。
【變式練1】（2022 深圳）如圖是某實物連接電路。請根據實物圖在方框內畫出對應的電路圖。
【答案】如圖所示
【分析】根據實物圖畫電路圖時，注意電路元件的符號，串聯電路中從電源正極到負極只有一條路徑。
【解答】解：由實物圖可知，電路中只有電風扇這一個用電器，可以用電動機的符號表示，則對應的電路圖如答案圖所示。
【點評】本題考查了根據實物圖畫電路圖的應用，屬于基礎題，難度不大。
【變式練2】（2022 天津）手電筒的結構如圖所示，按下按鍵時，電路接通小燈泡發光。該手電筒的電路圖，選項圖中正確的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【分析】由題意知，電源、開關、燈泡組成電路，開關控制燈泡，由此分析解答。
【解答】解：按下按鍵時，電流流過的路徑為正極→燈泡→開關→負極，故B正確。
【變式練3】（2022 赤峰）根據如圖實物電路，畫出對應的電路圖。
【答案】如圖所示
【分析】由圖可知兩燈泡串聯接入電路，電流表測通過電路的電流，電壓表測燈泡L1兩端的電壓。
【解答】解：由圖可知兩燈泡串聯接入電路，電流表測通過電路的電流，電壓表測燈泡L1兩端的電壓，如答案圖所示。
模型9 辨別電路的三種狀態
（2022 自貢）小謝在做實驗時，先連成如圖所示的電路，閉合開關S1并觀察燈泡亮暗情況后，再閉合開關S2，小謝看到的現象是（　　）
A．兩只燈泡一直都不亮
B．兩只燈泡一直亮
C．兩只燈泡開始都亮，后來L2不亮
D．兩只燈泡開始都亮，后來L1不亮
【答案】D
【分析】根據電路的連接情況，判斷出電流的流向，再結合閉合不同開關時，電路的狀態變化，對其工作情況做出判斷。
【解答】解：讀圖可知，當只閉合S1時，兩燈泡串聯，所以兩燈開始都發光，當再閉合S2時，燈L1被短路，只有燈L2工作，所以后來L1不亮，L2亮。故選：D。
名師點撥：本題主要考查對電路連接情況的認識，能根據電路的連接，判斷電路的工作情況，是我們應該熟練掌握的能力之一。
【變式練1】（2022 淮安）如圖所示，閉合開關S1，電燈L1、L2都能發光。再閉合開關S2，觀察到燈泡的發光情況是（　　）
A．L1、L2都變亮 B．L1變亮、L2不亮
C．L1、L2都變暗 D．L1不亮、L2變亮
【答案】D
【分析】根據實物圖分析電路的連接方式；用電器的兩端被導線相連，則用電器會被短路。
【解答】解：閉合開關S1，該電路為串聯電路，電燈L1、L2都能發光；再閉合開關S2，燈泡L1的兩端被導線相連，則燈泡L1被短路，L1不發光；通過燈泡L2電流變大，L2更亮。
故選：D。
【點評】本題考查了電路的識別，明確短路現象是解題的關鍵。　
【變式練2】（2022 成都）實驗小組的同學連接了四個電路（如圖）來探究開關的控制作用，下列判斷正確的是（　　）
A．甲電路中，開關S只控制L1
B．乙電路中，閉合開關S，兩燈都亮
C．丙電路中，閉合開關S，L1亮，L2不亮
D．丁電路中，斷開開關S，L1不亮，L2亮
【答案】D
【分析】（1）開關與其控制的燈泡串聯接入電路；（2）串聯電路互相影響，并聯電路互不影響；（3）根據電路的三種狀態：通路、開路、短路分析。
【解答】解：A、甲中，兩燈泡串聯接入電路，開關可控制兩個燈泡，故A錯誤；
B、乙中，開關斷開，兩燈泡串聯接入電路，開關閉合，L1短路，L2亮，故B錯誤；
C、丙中，閉合開關，兩燈泡短路，都不亮，故C錯誤；
D、丁中，閉合開關，兩燈泡并聯接入電路，斷開開關，電路為燈泡L2的簡單電路，故D正確。
【點評】本題考查電路的辨別，分清電路的三種狀態是關鍵。
【變式練3】（2022 常州）在空間站失重環境下，書寫并非易事。
（1）用鉛筆書寫，飛濺的鉛筆芯顆粒（石墨材料）導電性能極佳，進入電器會導致電路發生　 　故障。
（2）用鋼筆書寫，墨水不會自動往下流，導致書寫斷斷續續。為此，美國于1965年設計出如圖甲所示的“太空圓珠筆”，書寫過程中，筆尖與紙張的摩擦類型屬于 　 　摩擦，筆芯內氮氣的質量 　 　，密度 　 　。
（3）2021年9月的“開學第一課”，航天員劉伯明在空間站用毛筆寫下了“理想”二字，如圖乙所示，書寫過程中墨汁附著在毛筆上并沒有四處飛濺，從分子角度而言，這是因為　 　 。
【答案】（1）短路；（2）滾動；不變；變小；（3）分子間有引力。
【分析】（1）電路的三種狀態是通路、短路和斷路。即處處連通的電路叫做通路；某處斷開的電路叫做斷路，也叫開路；短路是將導線直接接在電源正負兩極上的電路；
（2）摩擦力的類型：靜摩擦力、滾動摩擦與滑動摩擦；結合密度公式分析筆芯內氮氣的密度的變化；
（3）分子之間存在著相互作用的引力和斥力。
【解答】解：（1）鉛筆芯顆粒（石墨材料）導電性能極佳，進入電器會導致導線直接接在電源正負兩極上，使電路發生短路故障；
（2）用圓珠筆寫字時，筆尖在紙上滾動，阻礙筆尖滾動的摩擦屬于滾動摩擦；墨水向筆尖流動，筆芯內氮氣的體積增大，質量不變，由密度公式可知，密度變小；
（3）空間站書寫過程中墨汁附著在毛筆上并沒有四處飛濺，從分子角度而言，這是因為分子之間存在著相互作用的引力。
【點評】本題考查了電路的三種狀態、密度及其特性等，是綜合題，難度不大。

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