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阶梯训练电功电功率
第五章电流和电路
动手动脑学物理
开关在电路中的位置有讲究
开关在电路中起到一个闭合和断开的作用，但它在电路中所处的位置是有讲究的。
由于电路中的基本元件只有电源、用电器、开关和导线，开关与用电器、电源的不同连接就出现了不同的电路。
一、开关与电源、用电器依次连接
这是控制用电器是否工作的最典型电路，如图1甲所示。
无论开关在电路中的什么位置，只要与用电器是串在一起的，都可以起到控制电路的作用。
像如图1乙所示的开关对灯泡L1也起到控制的作用，而图1丙中的开关对灯泡L1、L2同时起到了控制的作用。
二、开关直接接在用电器两端
如果将开关直接接在用电器两端，如图2所示。
闭合开关，灯泡L1不发光；断开开关，两灯泡才都发光。
闭合开关时，开关把灯泡L1短路了，电流都从开关S处通过，灯泡L1中没有了电流，自然它不会发光。
这是一种特殊的电路，在有些电路设计中要用到这种接法。
例1、如图3所示的电路，当开关S闭合时（）
A．
只有灯L1能发光
B．只有灯L2能发光
C．灯L1、L2都能发光
D．灯L1、L2都不能发光
分析：
该电路可等效为图4所示的电路，当开关断开时，电流通过两个灯泡，L1、L2都发光；当S闭合时，电流就不再通过灯L1了，开关S将L1短路了，故应选B。
该题很容易因看不清电路的连接方式而出错。
三、开关直接接在电源两端
如果将开关的两端直接接在电源两端，如图5所示。
开关闭合时，就相当于在电源两端直接接了一根导线，这时电路中会有很强的电流，会把电源烧坏，所以这是一种错误的电路，应注意避免。
例2、在以下各电路图中，不正确的是（）
分析：
开关的位置虽形态各异，但我们可以看出，只有B的开关两端是与电源直接接通的，故它是不正确的，所以应选B。
例3、用一节干电池、一个开关和一个小灯泡自制台灯。
接上电源时，开关虽然未闭合，灯泡却己发光；若闭合开关，灯泡反而熄灭了；几秒后再次断开开关，小灯泡又亮了，但亮度减少了许多。
请画出这个错误的电路图。
分析：
开关虽未闭合，灯泡己经发光，初步可画出图4所示的电路图，但闭合开关时灯泡反而又熄灭了，说明开关将灯泡短路了，这样再将电路修改成图乙所示的电路；再次断开，灯泡又亮了，但亮度减少了许多，说明电源被损耗了许多，这正是电源被短路造成的现象，故这个错误的电路图为图4乙所示。
认识三种类型的开关
在电路中，开关的作用是控制整个电路。
它的种类不至一种，常见的有单刀单掷开关、单刀双掷开关和双刀双掷开关，下面我们分别看一下它们的具体应用。
一、单刀单掷开关
这是一种一个闸刀，两个接线柱的开关，只能向一个方向闭合。
在电路中，这种开关出现的次数最多。
例1、如图1所示的电路中，
（1）当开关S1、S2闭合，S3、S4断开时，________灯泡发光；
（2）当S2、S4闭合，S1、S3断开时，________灯泡发光；（3）当S3、S4闭合，S1、S2断开时，________灯泡发光；（4）当S1、S2、S3闭合，S4断开时，________灯泡发光；（5）若要使三个灯泡串联，必须使开关_______闭合，开关_______断开；若要使三个灯泡并联呢？
分析：
这些开关都是单刀单掷开关，在满足开关的某种断开或闭合情景时，重要的是看电路变成了一个什么样的等效电路，其中要涉及到通路、断路和短路的概念。
对于断路，我们可以直接将断开的支路去除，对于短路，我们可以认为直接把这两个接点连接在了一起，同时被短接的元件中没有了电流，它也可以去掉。
在第
（1）问中，等效电路只有一个灯泡L1了，故L1发光；在第
（2）问中，电路中只有L2了，故灯泡L2发光；在第（3）问中，电路中只有L3了，故灯泡L3发光；在第（4）问中，开关S2把灯泡L2、L3短路了，故只有L1发光；在第（5）问中，若要三个灯泡串联，应闭合S1、S3，断开S2、S4；若要三灯泡并联，应让这四个开关都闭合。
二、单刀双掷开关
这是一种一个闸刀，三个接线柱的开关，它可以连接两条支路，闸刀拔向一端，电路就与这端连通，拔向另一端，就与那端连通。
例2、在如图2所示的箱体中，面板由红灯、绿灯、电铃和单刀双掷开关组成，当开关S拔向A端时，电铃响且红灯亮；当开关S拔向B端时，电铃响且绿灯亮。
试画出箱内的电路图。
分析：
因为单刀双掷开关可以连接两条支路，当开关拔向A时，电铃响且红灯亮，说明电源、电铃和红灯组成了串联电路；当开关拔向B时，电铃响且绿灯亮，说明电源、电铃和绿灯组成了串联电路。
因两个回路上都有电源和电铃，说明电源、电铃在干路上，红灯、绿灯分别在两个支路上，电路图如图3所示。
三、双刀双掷开关
这是一种两个闸刀、六个接线柱的开关，它可以同时接通两条路线，闸刀拔向一端，与这边的两条路线接通，拔向另一边，就与那边的两条路线接通。
例3、在如图4所示的电路中，S为双刀双掷开关，A、B为两个相同的小灯泡。
当S接1、2时，A、B两灯为________；当S接3、4时，A、B两灯为________（填“串联”或“并联”）。
分析：
这种双刀双掷开关的连线是比较复杂的，考虑双刀双掷时，不要只注意一个接线柱的连通情况，还应注意另一个是如何连通的问题，最好画出它们的等效电路图，由图按电流的路径来判断灯泡的连接方式。
开关接1、2时的等效电路图为图5，开关接3、4时的等效电路图为图6，故本题答案应填串联、并联。
例说电流表的使用原则
电流表是一个比较精密的仪表，使用它有一些特别要注意的问题，概括起来有4点。
一、电流表要串联在电路中
这是电流表使用的基本原则，只有将它串联在电路中，让电流流过该表，才能测量出电路中电流的大小，否则如果将其并联在电路中，电流表中通过的电流会很大，容易烧坏电表。
反过来，如果一个电表己经串联在电路中了，那么这个电表肯定是电流表。
例1：
在如图1所示的电路中，电流表A1测量的是______________中通过的电流；A2测量的是______________中通过的电流；A3测量的是______________中通过的电流。
简析：
A1测量的是通过电阻R2、R3中的电流；A2测量的是通过电阻R1、R2中的电流；A3测量的是通过电阻R1、R2、R3中的总电流。
二、“+”、“－”接线柱的接法要正确
“+”接线柱要接电源正极，“－”接线柱要接电源负极；也就是说必须使电流从“+”接线柱流进电流表，从“－”接线柱流出电流表。
这也向我们提供了一个判断电源正负极的方法，将电流表接入电路中后，如果指针向右正常偏转，说明与电流表“+”接线柱相连的是电源正极，与“－”接线柱相连的是电源负极。
例2：
将某电表接在如图2所示的电路中，闭合开关后发现，指针向右偏转，则电源的正极是_______端，负极是_______端。
简析：
与电压表“+”接线柱相接的应是电源的正极，故电源右端为正极，左端为负极。
三、认清电流表的量程
实验室中常用的电流表有三个接线柱，如果接“－”和“0.6”，表示指针偏到最右端时，电流值是0.6A，每个最小格是0.02A；如果接“－”和“3”，表示指针偏到最右端时，电流值是3A，每个最小格是0.1A。
使用电流表不能超过它的最大测量值。
我们怎样才能知道被测电流是否会超过测量值呢？
一是通过估计，根据电源、用电器的规格估计电路中的电流大约是多大。
如电源是两节干电池，用灯泡做用电器，这时电路中的电流不会超过0.6A，就可以直接用0.6A的量程测量；二是试触，在不能预先估计的情况下，就要先选择电流表的大量程，防止电流过大，将电流表接入电路中，连好电路，拿电路中的开关迅速闭合后断开，看指针的偏转程度，如果超过最大测量值，就要改用更大量程的电流表来测电流大小；如果指针偏转辐度较小，在下一个小量程的范围内，则就要改用小量程来测量，因为量程越小，测量的准确程度就越高。
所以在测量中，我们要选择适当的量程，其目的不仅要保护电表，还要尽量使测量误差减小到最低程度。
四、任何情况下都不能使电流表直接连到电源两极上
由于电流表直接接在电源两极上时，电路中的电流会很大，电源内部由于迅速发热会把电源烧坏，电流也会大大超过电流表的量程，所以这是一种非常错误的做法，在操作中应加以避免。
例3、在图3所示的各电路中，错误的是（）
简析：
该题应选C，因为选项A、B在开关闭合时电流表都直接与电源接通，故是不对的，D中没有电源，灯泡不会正常工作。
巧妙应对实物电路的故障问题
在电路的识别中，实物电路的连接方式有一定的隐蔽性，如元件摆放不整齐，导线的画法不规范或电表的介入方式不确定等都为问题的分析带来了很大的不便。
针对这样的实物电路，我们一般先要紧紧依靠电流的方向来确认电路的连接方式，先整体后局部，然后逐步缩小问题范围，从而找出解决问题的方法。
例1、物理兴趣小组的同学做用电流表测量两只小灯泡并联后的总电流的实验，该小组连接的电路如图1所示。
（1）闭合开关的瞬间，会发生什么现象？
应立即采取什么措施？
（2）在图中只改动一根导线的一个线头就可以排除故障，请指出是哪根导线，并在图中加以改正。
分析：
为了先看清电路的连接方式，我们沿着电流方向看去，会发现电流从电源正极→导线a→c→d→e→电流表→电源负极。
（1）闭合开关的瞬间，电路中只有电流表，灯泡被短路，电路中电流会很大，远超过电流表的量程，故应立即断开开关；
（2）为了排除短路状态，我们只需把导线a接小灯泡右端的一个线头改接在它的左边即可，或者将导线d接在小灯泡右边的一个线头改接在它的左边，这样电流表测量的就是两灯泡并联后干路的电流值。
例2、图2所示是用电流表测量电流的实物连接图，请按要求回答：
（1）图甲中电流表测量的是通过灯泡_______的电流；
（2）如果电流表表示的示数如图乙所示，则电流表测出的电流是________A；
（3）如果要用电流表测通过L1和L2的总电流，且只允许移动一根导线，应将导线_______的右端接在电流表的________接线柱上。
（选填“a”、“b”、“c”或“+”、“－”）
分析：
为了先看清电路的连接方式，我们也沿着电流的方向看去，会发现电流从电源正极→电流表的右接线柱，在此分两部分，一是进入电流表，再通过导线a与灯泡L2相连接；一是通过导线b与另一只灯泡L1相连接，然后合在一起通过开关流回电源负极。
（1）由于电流表与灯泡L2串联，故它测量的是通过灯泡L2的电流；
（2）因为电流表接的是0～3A量程，故其示数为1.4A；（3）现在电流表测量的是L2支路电流，如果要测干路电流，应将其串联在干路上，即将导线b接在电流表右侧的线头改接到电流表的“－”接线柱上即可。
例3、小明在“探究并联电路中干路和各支路电流关系”实验中，连接了如图3所示的电路，闭合开关后发现接入电路的电灯发光，电流表指针向没有刻度所在范围偏转。
（1）该图是测B灯的电流，其中电流表的连接有什么错误？
（2）现在测通过A灯的电流，只允许变动原电路中的一根导线的一个端点的连接位置，请在图中将改动的导线打“×”，将改动后的导线画出来。
分析：
我们先看电路的接线方式：
由于电流从电源正极出发分成了两支，它们各通过开关S1、S2，分别与灯泡A和B串联后，灯泡B再通过电流表后共同接回电源负极，所以灯泡A、B并联，电流表测量通过灯泡B的电流。
（1）因为电流表指针向没有刻度所在范围偏转，说明电流表的接线柱接反了；
（2）电流表欲测A灯的电流，应与A灯串联，故电流表“3”接线柱与电源负极相连的那根导线应改接到电流表的“－”接线柱与电源负极相连即可。
可见，针对实物电路的故障类问题，我们首先要看清其连接方式，然后再分析电路连接的情况。
对于改动的电路，最后一定要注意检查，看改动后的电路是否满足其他的要求，如不满足，应重新调整，直至都满足为止。
关注实验细节，成就科学素养
理论有时是很简单的，可实验却面临着种种因素的影响，虽然有些因素非常细微，可它们对科学素养的形成却能起到致关重要的作用，不能小看任何一个简单的实验，它里面包含的东西其实有很多。
例1、润润同学在探究串联电路电压规律的实验中，提出了猜想：
串联电路中各用电器两端的电压相等，总电压等于各部分电压之和。
润润同学准备了两只相同的灯泡L1、L2和其他实验器材。
〖进行实验〗
（1）按如图1所示的电路图连接电路；
AB间电压/V
BC间电压/V
AC间电压/V
1.4
1.4
2.8
（2）闭合开关，用电压表分别测出AB、BC、AC间的电压，并记录在表格中。
〖分析论证〗
（1）在物理学中，串联电路电压的规律是：
___________________________。
（2）分析润润的实验得出的结论与他的猜想__________（填“相符”或“不相符”）。
〖评估〗这个实验的不足之处是：
（1）_______________________________________；
（2）_______________________________________。
分析：
这是一个普通的探究串联电路电压关系的小实验，作为学过的知识，我们很容易对分析论证做出判定：
（1）串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和；
（2）相符。
但评估中却对我们的实验进行了很好的反思，这个实验和不足之处是
（1）以相同的灯泡代替一般情况下的灯泡容易让人得出错误的结论；
（2）以一次实验就得出结论有点让人不太信服的感觉。
例2、（2007年包头）以下是小明和小杰写的一份探究报告。
问题：
并联电路干路电流与各支路电流有什么关系？
猜想：
干路中的电流等于各支路中的电流之和
设计实验：
略
A点电流IA/A
B点电流IB/A
C点电流IC/A
0.4
0.4
0.8
进行实验：
如图2所示，闭合开关，记录A、B、C各点的电流值如右表所示。
（1）小明的结论是______（填“正确”或“不正确”）
（2）请你分析说明小明同学这一实验方案中的不足：
______________________________。
（3）实验的改进方法：
______________________________________________。
分析：
这也是一个探究并联电路电流关系的小实验，我们也知道其规律，所以
（1）小明的结论是正确的；
（2）又是找不足，还是一组数据太少，不能总结实验结论；两只灯泡的规格相同，容易产生错误的结论；（3）改进的方法就是换用不同规格的灯泡多测几组数据。
可见，这些小实验中也蕴含着大道理，只要这些实验平时做了，并善于对出现的问题进行思考，这类的问题是不难解决的。
用电表判断电流方向
电流表、电压表既可以测量电流、电压的大小，也可以判断电流的方向，因为电表在接入电路时，都有一个原则：
正负接线柱接法要正确，这正确之说是让电流从正接线柱流入、从负接线柱流出，也就是说如果接入的接线柱正确，电表的指针将向右偏转，接入的错误，将向左偏转；如果我们将电表接入电路后，指针右偏，则说明电流是从电表的正接线柱流入从负接线柱流出的；反之亦然。
例：
试用电流表判断出电源的正、负极。
分析：
由于电流表不能直接接在电源两端，故应在电路中再连接一个用电器（电阻或灯泡），如图所示，当闭合开关后，如果指针向右偏，则与电流表正接线柱相联的是电源的正极，与负接线柱相连的是电源的负极；反之，如果指针向左偏，则与电流表正接线柱相连的是电源的负极，与电流表负接线柱相连的是电源的正极。
你会用电压表判断电源的正、负极了吗？
物理大观园
博古论今
【资料1】我们祖先对电的认识
我们的祖先，很早就十分注意大自然中的雷电现象，并且进行了细致的观察。
远在公元前1500多年，殷商时代的甲骨文字中就出现了“雷”字。
到稍晚的西周，在青铜器上又出现了“电”字。
关于雷电的成因及其本质，我国古代的思想家和科学家，从对自然界物质本源的认识出发也作过不少探讨。
东汉的王充在《论衡》中，对雷电成因作了如下的解释：
夏天阳气占支配地位，阴气与它相争，于是发生碰撞、摩擦、爆炸和激射，从而形成雷电。
他还举出五个例证说明雷电就是火，并用以驳斥了雷电是“天公发怒”的迷信之说。
关于尖端放电现象，早在西汉末年，人们就已开始对它进行观察记录了。
三国和南北朝时代，古籍中就出现过“避雷室”，这说明当时我国已经有了避雷装置。
关于物体经过摩擦后能够吸引轻小物体的现象，我国认识得也很早。
西汉末年（约公元20年前后），《春秋纬·考异邮》中就记载有，经过摩擦的玳瑁（一种跟龟相似的海生爬行动物，它的甲壳叫玳瑁）能够吸引轻小物体。
西晋时的张华在他所写的《博物志》中，记载了常见的静电现象，如梳子与头发摩擦而起电、外衣与不同质料的内衣（如毛皮、丝绸）摩擦也可以起电，而且天气干燥时，还能看到小火星，并听到微弱的声音。
【资料2】琥珀拾芥的故事
很早很早以前，有一种亮晶晶的“小石头”，人们传说是老虎死后的精魂入地变成的，因此称它为“虎魄”。
又因为它晶亮透明，有着美丽的光泽，希腊的艺匠们就用它磨成各种珍贵的装饰品，因而又改叫“唬珀”。
其实它是松树脂滴在地上，经过千万年演变成的化石，由碳、氢、氧等元素组成，属于一种非晶体的有机物。
在我国还是一种补心安神的名贵药材。
不过，人们在工作中，发现了一个奇怪有趣的现象：
琥珀制品总是吸引毛发、羽毛、碎稻草等轻小物体。
由于当时科学不发达，找不出原因，还以为是什么“妖魔”在作怪呢。
公元前585年古代希腊有位哲学家和数学家叫泰利斯，他家中也有一块琥珀。
有一天他在家休息，顺便拿出琥珀来欣赏，并且用他的长袍反复摩擦琥珀，使琥珀的光泽更加夺目。
但是，当他把琥珀放回原处时，突然发觉，桌子上的一片羽毛自动地向琥珀靠近，最后竟粘在琥珀上了。
泰利斯把羽毛拿开，一松手，结果羽毛照样被琥珀吸引过去。
他又把羊毛和其他轻小东西放在琥珀附近做试验，结果这些轻小物体都能被摩擦后的琥珀所吸引。
泰利斯无法解释这一奇怪现象，但他认为这个现象很重要，于是作了详细记录，以便让后人去研究说明。
物理史闻
【资料1】医生的功劳
由于生产及科学技术发展水平的限制，人们对电现象的研究是非常缓慢的，泰利斯之后，再没有人详细研究“琥珀拾芥”现象了。
经过2000多年的漫长岁月，直到公元1600年左右，英国女王伊丽莎白一世的御医吉尔伯特出版了他的巨著《论磁》，这个现象才又被引起重视。
吉尔伯特是英国的著名医生，但他真正的兴趣是在研究磁石的学问上。
他曾花了20多年的时间研究电和磁的实验。
1600年应召进宫，当了御医。
他很善于用实验来说明问题。
他不仅为女王表演过摩擦琥珀吸引羽毛的现象，还用实验证明了玻璃、火漆、硫磺、橡胶等物体在被摩擦之后，同样可以吸引轻小物体。
为了检验摩擦后的物体是否有吸引力，他还发明了一台既简单又灵敏的仪器：
用一块很薄的木板，把一根干燥的麦杆从中间支起来，并使麦杆两端保持平衡，这样只要麦杆的任一端受到一个很小的吸引力，便会失去平衡而摇摆起来，可以说这是世界上最早的验电器。
吉尔伯特把具有吸引轻小物体能力的物体统称为“琥珀化”的物体，即现在所说的“带了电”的物体。
为了说明这一现象，他引用希腊文“琥珀”的字根拟订了一个英文名词，它的读音与希腊语“琥珀”的读者一样，英文写作“electric”。
中文译作“电”。
【资料2】
第二个普罗米修斯──富兰克林
美国18世纪的杰出科学家、政治家富兰克林，以其发明避雷针等电学成就而被称为“电学之父”，以其参加独立战争，并起草《独立宣言》，而被称为美国的立国之父之一。
但遵照他的遗嘱，在他死后，墓碑上只刻下：
“印刷工富兰克林”八个字，令后人景仰不已。
富兰克林于1706年1月17日出生在美国波士顿城的一个贫穷制蜡工人的家庭中。
因为家贫只上了两年学，从12岁起就在印书店里做工。
为了获取知识，他请在书店当学徒的朋友下午下班时将书带来，他夜里读完。
为此有时要通宵达旦，以便第二天一早归还，免得被老板发现。
40岁后他开始了科学研究。
在电学方面取得了突出的成就。
其中最著名的是他的“风筝实验”。
在富兰克林之前，人们对雷电一直没有正确的认识。
富兰克林从一次电学实验中受到启发，断定雷电是一种放电现象。
为了证实自己的设想，他决心把天空的雷电引下来。
在1752年7月的一个雷雨天，他和他的儿子一起做了著名的“风筝实验”。
他将一块大的丝绸手帕扎到杉木条十字支架上，做成一个风筝。
风筝上面固定一根向上伸出几十厘米的细铁丝。
细铁丝与放风筝的细麻绳相连，麻绳下端系丝绸带，绸带上挂了一把铜钥匙。
风筝穿入带有雷电的云层中，闪电在风筝上闪烁。
一道闪电掠过，富兰克林觉得自己拉着麻绳的手有些麻木。
他把手指靠近铜钥匙时，突然，一道电火花向他手上击去。
“天电”被引下来了。
富兰克林高兴极了，他忘记了电击的痛苦，激动地对身边的儿子高喊：
“我受到电击了！
现在可以证明闪电就是电”。
后来他又用莱顿瓶收集了“天电”去做实验，证明“天电”和地电一样能被金属传导，能熔化金属，能点燃酒精。
从此，人们认识了闪电的本质就是大气中的放电现象。
（风筝实验极为危险，决不要再去重做，俄国利赫曼教授就是在类似的实验中牺牲的。
）
富兰克林最早提出了避雷针的设想，并且经过多次试验，制成了实用的避雷针。
1760年富兰克林在费城的大楼上竖起了一根避雷针。
到1782年，仅费城就安装了400多个。
就连曾经激烈反对过的教堂也安装了避雷针。
1700年4月17日富兰克林在费城病逝。
德国大哲学家康德赞扬他说：
“富兰克林是从天上取火种的第二个普罗米修斯”。
（普罗米修斯是希腊神话中造福人类的神。
他将天上的火种带到人间，还教给人类多种手艺）。
【资料3】柠檬使电钟转动
1979年7月的一天早卜，在英国伦敦一条小巷的一家钟表店里，挂出了一只新颖别致的电钟。
电钟的下面用导线连接着一个像拳头那么大的柠檬。
这只闪光发亮的别致电钟，立即吸引了前来修钟的顾客。
他们纷纷向店老板阿希尔提出各种问题，并不住地开着玩笑：
“安东尼·阿希尔先生，你那个电钟下面怎么吊了个柠檬？
”
“你们仔细看，正是这个小小的柠檬在带动着电钟走动呢！
”阿希尔老板笑呵呵地说。
一天，两天，一月，两月……五个月过去了，好奇的人们几乎三天两头来观看这只用柠檬带动的电钟。
这时，尽管柠檬变得又小又干瘪，可那电钟却走得十分准确。
阿希尔自豪地对前来观看的人说：
“虽然这只柠檬表皮已经干皱了，但只要柠檬里有汁，它仍能使电钟转动。
”
柠檬怎么会使电钟转动呢？
大家知道，插上不同金属片的柠檬相当于一只电池，柠檬电池的原理跟化学电池的原理是一样的，柠檬汁就好比化学电池中一种带酸的液体。
如果换用土豆等也可以收到同样的效果。
下面我们再讲一个由于这样的电池引出的一个故事。
不久前，人们看到这样一篇报道，瑞典一位失明了23年的妇女，拔去几颗蛀牙以后，重见光明了。
这一奇迹，使她欣喜若狂。
医生分析了她重见光明的原因。
原来失明前她补过牙齿，补牙用的东西里含有金和银，这两种金属和唾液作用，形成了一个小“电池”。
“电池”发出的微弱的电流刺激了她的神经。
由于她对这种刺激特别敏感，便失明了。
如今“病根”除去便复明了。
因为补牙而失明，当然是一种极罕见的现象。
但是，两种金属遇见盐类、碱类或酸类形成一个电池，倒是千真万确的。
【资料4】电的性别
人们对电现象进行观察研究的过程中，发现了一个很有趣的现象：
两个相同的物体与其他某一物体摩擦后，这两个相同物体之间不是相吸而是相斥。
比如两根玻璃棒用丝绸摩擦后，玻璃棒之间是相互排斥的。
同时还观察到，同一个带电体如果与用毛皮摩擦过的火漆棒相吸，它就一定与用丝绸摩擦过的玻璃棒相斥。
1733年法国人杜菲用实验发现，带电的玻璃和带电的琥珀是相互吸引的，但是两块带电的琥珀或者两块带电的玻璃则是相互排斥的。
这些现象的原因是什么呢？
他猜想很可能是由于相互排斥的带电体带的是相同种类的电荷，而相互吸引的两个带电体带的是异种电荷。
也就是说，自然界存在
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