人教版九年级物理电子课本.docx

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人教版九年级物理电子课本

第1节

两种电荷

在干燥的天气里，衣服表面容易吸附灰尘；与

头发摩擦过的塑料尺、塑料笔杆，能吸起纸屑；用

塑料梳子梳头，头发会随着梳子飘起来……

两种电荷

为什么会出现上述这些现象呢这是因为摩

擦过的物体带了“电”，或者说带了电荷（electric

charge）。

用摩擦的方法使物体带电，叫做摩擦起

电。

带电的物体间存在怎样的相互作用呢

演示

电荷间的相互作用

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（图15.1-1）。

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。

图15.1-1

电荷间的相互作用

物理

九年级

实验发现，电荷间有相互作用，相同电荷及不

同电荷间相互作用不同。

人们还发现，无论用什么方法带电，物体所带

的电荷或者与丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷相同，

或者与毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷相同。

自然界

只有两种电荷。

人们把用丝绸摩擦过的玻璃棒带的

电荷叫做正电荷（positivecharge），用毛皮摩擦过

的橡胶棒带的电荷叫做负电荷（negativecharge）。

同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。

物体所带电荷有多有少，电荷的多少叫做电荷

量。

为了方便起见，电荷量也可简称电荷。

电荷量

的单位是库仑（column），简称库，符号是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10C。

实验室里常用验电器来检验物体是否带电。

用

带电体接触验电器的金属球，就有一部分电荷转移

到验电器的两片金属箔上，这两片金属箔带同种电

荷，由于互相排斥而张开（图15.1-2）。

金属球

金属杆

绝缘垫

金属箔

原子及其结构

图15.1-2

否带电

验电器能显示物体是

通过前面的学习我们知道，常见的物质是由分

子、原子构成的。

有的分子由多个原子构成，有的分

子只由一个原子构成。

20世纪初科学家发现，原子也有进一步的结

构，它的中心是原子核，在原子核周围，有一定

数目的电子（electron）在核外运动。

电子是带有

最小负电荷的粒子，所带电荷量为1.6×10C。

原子核带正电。

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，原子整体不显电性，物体对外也不显电性。

氢原子的结构最简单，原子核中有1个正电荷

第十五章

电流和电路

（其电荷量与电子电荷量相等），核外有1个电子。

氦原子核中有2个正电荷，核外有2个电子（图

15.1-3）。

不同物质的原子核束缚电子的本领不同。

当两

个物体摩擦时，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

体因为有了多余电子而带等量的负电。

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，使正、负电荷分开。

图15.1-3

的结构

氢原子和氦原子

导体和绝缘体

带电的物体有时会与其他的物体接触，从而

失去电荷。

那么，什么物体容易传导电荷，什么

物体不容易传导电荷呢下面我们通过实验来

研究。

演示

电荷在金属棒中的定向移动

取两个相同的验电器A和B，使A带

电，B不带电。

可以看到A的金属箔张开，

B的金属箔闭合。

1.用橡胶棒把A和B连接起来（图

15.1-4），观察A、B金属箔的张角有什么

变化。

2.再次使A带电，B不带电。

用带

有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来（图

15.1-5），观察A、B金属箔的张角有什么

变化。

与用橡胶棒的情况一样吗

实验现象是，用橡胶棒连接，验电器

图15.1-4

图15.1-5

物理

九年级

A、B金属箔的张角没有变化；用金属棒连接，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。

这表明，验电器B也带了电。

就是说，

有一部分电荷通过金属棒从A移动到了B，电荷发生

了移动。

电荷在金属中可以定向移动，说明金属是

可以导电的。

有的物体容易导电，叫做导体

（conductor）。

金属、人体、大地、石墨、食盐水溶

液等都是导体。

有的物体不容易导电，叫做绝缘体

（insulator）。

橡胶、玻璃、塑料等都是绝缘体。

在金属中，部分电子可以脱离原子核的束缚，

而在金属内部自由移动，这种电子叫做自由电子。

金属导电，靠的就是自由电子。

1.有甲、乙、丙三个带电体，甲物体排斥乙物体，乙物体吸引丙物体。

如果丙物

体带正电，甲物体带哪种电

2.如图15.1-6，用一段细铁丝做一个支架，作为转

动轴，把一根中间戳有小孔（没有戳穿）的饮料吸管放

在转动轴上，吸管能在水平面内自由转动。

用餐巾纸摩

擦吸管使其带电。

（1）把某个物体放在带电吸管一端的附近，发现吸

管向物体靠近，由此是否可以判断该物体已经带电

（2）把丝绸摩擦过的玻璃棒放在带电吸管一端的附近，观察吸管运动的方向，并

回答：

吸管带的是哪种电餐巾纸带哪种电为什么

（3）吸管和餐巾纸摩擦起电时，哪个失去了电子哪个得到了电子

3.金属锡的原子核带有50个大小与电子电荷相等的正电荷，它的原子核外有多少

个电子这些电子总共带多少库仑的电荷为什么金属锡对外不显电性

第十五章

电流和电路

第2节

电流和电路

上一节中图15.1-5的实验结果表明，电荷在金

属导体中做了定向移动，但这种定向移动瞬间就结

束了。

实际中点亮的小灯泡能持续发光，是因为有

电荷不断地流过小灯泡。

那么，怎样才能使电荷不

断地流过小灯泡呢

想想做做

有如下器材：

小灯泡、小电动机、蜂鸣器

各一个，一个开关、一节电池（带电池盒）和

一些导线（图15.2-1）。

先后三次连接电路，分

别使小灯泡亮、电动机转、蜂鸣器发声。

小灯

泡、电动机、蜂鸣器要受开关的控制。

小灯泡

不能把电池的两端

用导线直接连在一起！

蜂鸣器

小电动机

图15.2-1

实验结果表明，要想让小灯泡亮、电动机转、

蜂鸣器发声，必须要有电池（cell），还要用导线将

它们与电池连接成闭合的回路。

物理

九年级

电流

闭合开关，小灯泡持续发光，表明有电荷持续

地流过小灯泡。

导线、小灯泡的灯丝都是金属做的。

金属里面

有大量自由电子，它们可以自由移动。

平时金属内

自由电子运动的方向杂乱无章，但是接上电池之后，

它们就受到了推动力，就会做定向移动，电荷的定

向移动形成电流（electriccurrent）。

回路中有电流时，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。

在19世纪初，物理

学家刚刚开始研究电流时，并不清楚在各种情况下

究竟是哪种电荷在移动，当时就把正电荷定向移动

的方向规定为电流的方向。

按照这个规定，当电池、导线、小灯泡组成的

回路闭合时，在电源外部，电流的方向是从电源正

极经过用电器流向负极的（图15.2-2）。

图15.2-2

电流的方向

想想做做

利用发光二极管判断电流的方向

发光二极管是一种电子元件，简称

LED。

它的两根引脚中较长的为正极，较短

的为负极。

当电流由正极经过LED流向负

极时，LED发光，表明它处于导通状态；反

之，电流不能从负极流向正极，LED不会发

光（图15.2-3）。

所以，根据其发光与否可

图15.2-3

发光二极管

以判断电路中是否有电流及电流的方向。

请你将LED接入某电路中，闭合开关，

观察LED是否发光，判断电路中电流的方向。

具有单向导电性

第十五章

电流和电路

电路的构成

物理学中将电池这类提供电能的装置叫做电源

（powersupply），将灯泡、电动机、蜂鸣器等这类

消耗电能的装置叫做用电器。

电源、用电器，再加

上导线，往往还有开关，组成了电流可以流过的路

径──电路（electriccircuit）。

只有电路闭合时，电路中才有电流。

电池能够维持小灯泡中的电流，所以电池是一

种常见的电源（图15.2-4）。

发电机也是一种常见

的电源，家庭电路中的电流就是靠远方电厂中的发

电机来维持的。

图15.2-4

各种电池

电路图

①

画图时如果把电源、用电

器等元件原样画出，既麻

烦又不清楚。

为了便于

研究，人们通常用图形

符号来表示这些元件

（图15.2-5）。

图15.2-5

几种常用

的元件及其符号

①图15.2-5是根据国家标准GB/T4728绘制的一些常用的电路元件及所对应的符号。

物理

九年级

用符号表示电路连接的图，叫做电路图。

电路

图是对实际电路的有效抽象。

有了元件的符号，我们

就可以用它来方便地替代实物电路了（图15.2-6）。

通路断路短路

图15.2-6

电路和电路图

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。

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。

直接用导线

将电源的正、负极连接起来，这种情况叫做短路。

电源被短路，电路中会有很大的电流，可能把电源

烧坏，这是不允许的。

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。

演示

图15.2-7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，

你会看到小灯泡熄灭了，而LED还

发光。

想一想，这是为什么

实验现象表明，小灯泡被短接而熄

灭，电流流经外加导线而绕过了小灯泡。

图15.2-7

发光的小灯泡会熄灭吗

第十五章

电流和电路

1.图15.2-8甲是把电

池和玩具电风扇连接起来

的电路图。

请在图15.2-8

乙中用笔画线表示导线，

连接相应的电路。

2.在图15.2-9中有电

甲

图15.2-8

连接玩具电风扇

乙

子门铃、电源和开关，请用笔画线表示导线把它们连起来，使得门铃能够正常工作，

并画出相应的电路图。

电子门铃可以用“—电子门铃—”这样的符号表示。

图15.2-9

连接电子门铃

图15.2-10

常用手电筒的结构

3.观察图15.2-10所示的手电筒结构图。

按下按键

时，电路是怎样接通的在图中画出电流流过的路径。

另画出手电筒的电路图。

4.图15.2-11是某人连接的电路，小电动机能转

吗在接错的那根导线上打一个“×”，表示这根导线

不要，再把正确接法的导线画出来，并在三根导线上分

别标明电流的方向。

5.图15.2-12甲、乙中，各有一根导线接错而使小灯

泡被短接，请把这根导线找出来，在上面打一个“×”。

甲

图15.2-11

乙

电动机能转吗

图15.2-12

把短接的导线找出来

物理

九年级

第3节

串联和并联

用一个电源、两个小灯泡、一个开关和一些导

线组成电路，要想让两个小灯泡都发光，可以有几

种接法

串联和并联

像图15.3-1那样，两个小灯泡依次相连，然后

接到电路中，我们说这两个小灯泡是串联（series

connection）的。

图15.3-1

两个小灯泡的串联

像图15.3-2那样，两个小灯泡的两端分别连在

一起，然后接到电路中，我们说这两个小灯泡是并

联（parallelconnection）的。

并联电路中两个用电

器共用的那部分电路叫干路，单独使用的那部分电

路叫支路。

图15.3-2

两个小灯泡的并联

第十五章

电流和电路

连接串联电路和并联电路

在串联电路里，开关的位置改变了，它的控制

作用是否也会改变在并联电路中，干路开关和支

路开关对各用电器的控制作用有什么不同

实验

连接串联电路和并联电路

连接电路后，要

1.按照图15.3-3连接串联电路，观察开关控制

两个小灯泡发光的情况。

还可以依次把开关改接到

电路中的不同位置，观察开关控制两个小灯泡的情

况是否有变化。

先检查电路连接无

误，然后方可闭合开

关。

图15.3-3

开关位置会影

图15.3-4

干路、支路开

响串联电路的控制吗

2.按照图15.3-4所示的电路图连接电路，观察

各开关控制小灯泡的情况。

例如，闭合干路开关S，

依次断开两个支路开关S1、S2等。

3.用箭头在图15.3-3和图15.3-4中标出电路闭

合时电流的方向。

关的控制作用一样吗

实验结果表明，在串联电路中，开关可以控制

所有用电器，开关位置的改变并不影响它对用电器

的控制作用。

在并联电路中，干路开关可以控制所

有用电器，支路开关只能控制其所在支路的用电器。

物理

九年级

生活中的电路

串联电路和并联电路都是最基本的电路，实际

生活中的许多电路都是由最基本的电路组合而成

的。

家庭中的电灯、电吹风机、电冰箱、电视机、

电脑等用电器大多是并联在电路中的。

用来装饰居

室、烘托欢乐气氛的彩色小灯泡，有些则是串联和

并联组合而成的。

想想议议

图15.3-5是一个简化了的玩具警车的电路

图。

学习了串联电路和并联电路的知识，你能

看懂这个电路图吗电路图中的小灯泡L与小

电动机M是串联的还是并联的

图15.3-5

玩具警车的电路图

1.如图15.3-6，要用两个开关分别控制两个灯泡，

应该怎样连接电路请在图中画出接线。

2.按照图15.3-7甲的电路图，用笔画线表示导

线，把图15.3-7乙中所示的实物连接起来，并用箭头

在电路图中标出干路和两个支路在开关闭合时的电流

方向。

图15.3-6

两个灯泡

怎样用两个开关分别控制

甲

图15.3-7

乙

第十五章

电流和电路

3.请分别根据图15.3-8所示的两个实物电路画出它们的电路图。

甲

图15.3-8

乙

4.如图15.3-9所示，学校有前、后两个门，在前、后门各装一个按钮开关，学校

传达室有甲、乙两盏灯和电池组。

要求：

前门来人按下开关时甲灯亮，后门来人按下

开关时乙灯亮。

请设计电路图并在实物图中连线。

图15.3-9

5.居民楼的楼道里，夜间只是偶尔有人经过，电灯总是亮着浪费电。

但是，如

果有人夜晚出来，没有灯又很不方便。

现有一种自动控制的楼道灯，当有人走动发

出声音时，电路才会接通，灯亮。

不过，只有夜晚天黑之后灯才能亮。

白天，不论

发出多大的声音，电灯也“无动于衷”。

这是因为在控制开关中装有“声敏”和“光

敏”装置。

“声敏”和“光敏”的自动装置都是比较复杂的，我们不妨分别用—声—和

—光—这样两个符号代表它们。

实际上，这就是两个开关：

有声音响时—声—是闭

合的；环境光线非常暗时，—光—是闭合的。

想想看，怎样连接电路便可以实现上面

的功能请画出电路图。

物理

九年级

第4节

电流的测量

我们知道，小灯泡发光是因为有电流持续流过

小灯泡。

同一个小灯泡接在不同的电路中，明、暗

不同，这是因为流过小灯泡的电流的强弱不同。

电流的强弱

表示电流强弱的物理量是电流

（electriccurrent），通常用字母I表示，

它的单位是安培（ampere），简称

安，符号是A。

小资料

常见的电流

100

有些设备中电流很小，这时我们

计算器中电源的电流

约

50m

常使用比安培小的单位毫安（mA）、

半导体收音机电源的电流

约

微安（?

A）。

它们同安培的关系是

1mA=10A

A=10A

例如，维持电子表液晶显示器的工

作，只需几微安的电流。

手电筒中的电流

家庭节能灯中的电流

家用电冰箱的电流

家用空调器的电流

雷电电流

约200mA

约0.1A

约1A

约5A

可达2?

10A

电流的测量

电路中的电流可以用电流表测量。

图15.4-1是

学生实验中常用的一种电流表。

这种电流表一般有

两个量程。

例如，当左端标有“?

”号的接线柱和

中间标有“0.6”的接线柱连入电路中时，表的量

程为0~0.6A，此时电流的大小要按指针所在位置表

盘下排的数值读取；当左端接线柱和右端标有“3”

图15.4-1

电流表

第十五章

电流和电路

的接线柱连入电路中时，表的量程为0~3A，此时

要按表盘上排的数值读数。

下面我们通过实验来学

习怎样使用电流表测量电流。

实验

练习使用电流表

1.电流表的连接

第一，必须将电流表和被测的用电器串联（图

15.4-2）。

如果误将电流表和被测的用电器并联，那

么，电流表指示的就不是流过用电器的电流，而且

很容易损坏电流表。

第二，必须让电流从红色（或标识“＋”号）

接线柱流进，再从黑色（或标识“－”号）接线

柱流出（图15.4-2）。

否则，电流表指针反向偏转，

无法读数，而且也容易损坏电流表。

第三，必须正确选择电流表的量程。

如果被测

电流超过电流表的最大测量值，就无法读数，而且

也有可能损坏电流表，这时应该改用更大量程的电

流表。

第四，不允许把电流表直接连到电源的两极

（图15.4-3）!

否则，电流表将被损坏。

为避免电流过大

损坏电流表，在不能

事先估计电流的情况

下，可以先闭合开关

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。

图15.4-2

电流表必须和被测的用电器串联

图15.4-3

不允许把电流

2.电流表的读数

表直接连到电源的两极！

第一，明确所选电流表的量程。

例如，0~0.6A

或0~3A。

物理

九年级

第二，确定电流表的分度值，即表盘的一个小

格代表电流的大小（图15.4-4）。

例如，电流表的

量程是0~3A，表盘上从0到最右端共有30个小格，

那么每个小格就代表0.1A。

如果电流表的量程是

0~0.6A，每个小格代表多少安

图15.4-4

选择量程0~0.6A或

第三，接通电路后，看看表针向右总共偏过了

多少个小格，这样就能知道电流是多大了。

3.用电流表测量电路中的电流

按照图15.4-5甲所示的电路图连接电路，测量

这种情况下电路中的电流。

如图15.4-5乙所示，改变

电流表在电路中的位置，测量这种情况下电路中的

电流。

实验中，为减少电池损耗，读取电流表的示

数后要尽快断开电路。

比较电流表两次示数是否有变化。

0~3A，分度值分别是多少安

甲

乙

图15.4-5用电流表测量电路中

的电流

生

物

电

不但在输电线路中有电流，生物体内也有电流。

例如，人体心脏的跳动就是由电

流来控制的。

在人的胸部和四肢连上电极，就可以在仪器上看到控制心脏跳动的电流

随时间变化的曲线，这就是通常说的心电图。

通过心电图可以了解心脏的工作是否

正常。

第十五章

电流和电路

1.流过某手电筒小灯泡的电流大约是0.25A，等于多少毫安某半导体收音机电

池的供电电流最大可达120mA，等于多少安

2.画线连接下面的实物图（图15.4-6），使小灯泡能够发光并且电流表能够测出流

过小灯泡的电流（估计为0.1~ 0.3A）。

图15.4-6

3.图15.4-7中电流表的读数各是多少安

甲

乙

图15.4-7

丙

4.在图15.4-8中，能正确测量通过灯L电流的电路是（

）

图15.4-8

物理

九年级

第5节

串、并联电路中

电流的规律

上节图15.4-5的实验结果表明，电流表两次的

示数是相等的。

要测量流过小灯泡的电流，我们可

以把电流表串联在小灯泡的任意一侧。

实际电路中有些用电器之间是串联的，有些用

电器之间是并联的。

流过各用电器的电流有怎样的

关系呢要研究电路中各处电流的关系，我们可以

从最简单的两个用电器的串联电路开始。

串联电路的电流规律

在图15.5-1中，两个小灯泡L1、L2是串联在电

图15.5-1

串联电路中各点的电

路中的。

流过A、B、C各点的电流可能存在什么

关系请做出猜想。

在只有一个用电器的电路中，电流从电源的正

极流出，经过用电器又返回电源的负极，电路中各

点的电流相同。

那么，在两个用电器串联的电路中，

各点的电流还是相同的吗A

流有什么关系

实验

探究串联电路中各处电流的关系

实验中A、B、C可以分别在L左侧、L

和L2

之间、L2

右侧任意选定，这样，测出图15.5-1中A、

、

各点的电流，就可以找出串联电路中各处电

流的关系。

1.设计实验电路。

如图15.5-2，它们分别是测

量图15.5-1中A、B、C三点电流的电路图。

图15.5-2

的电路图

测串联电路各点电流

第十五章

电流和电路

2.根据电路图连接电路，并进行测量。

3.把测量数据记录在表格中，并把操作中出

现的问题简明扼要地写下来。

4.换上另外两个规格不同的小灯泡，再次测量

各点的电流，看看是否还有同样的关系。

灯泡L、L串联

…

A点电流I/A

B点电流I/A

C点电流I/A

实验结果能印证你的猜想吗请用你自己的语

言描述串联电路中各处电流的关系。

结论：

。

并联电路的电流规律

要研究并联电路干路电流与各支路电流的关

系，我们同样可以从最简单的两个用电器的并联电

路开始。

如图15.5-3，两个灯泡并联。

流过A、B、C各

点的电流可能有什么关系请做出猜想。

图15.5-3

并联电路中的电流

实验

探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系

1.设计实验电路。

请在下面空白处分别画出

用电流表测量A、B、C三点电流的电路图。

物理

九年级

2.根据电路图连接电路，并进行测量。

3.把测量数据记录在设计的表格中，并把操作

中出现的问题简明扼要地写下来。

4.换上另外两个规格不同的小灯泡，再次测量

各点的电流，看看是否还有同样的关系。

灯泡L、L并联

…

点电流

分析实验得出的数据，你的猜测正确吗

结论：

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