电荷、电流与基本电路
冬天脱毛衣时听见“噼啪”声，手碰金属门把手又被轻轻刺一下；一节干电池接上小灯泡，灯丝却能持续发光。前一种现象像是电突然“攒”在物体上，后一种现象则像电沿着某条路不断运动。它们不是两套互不相干的知识：先弄清物体为什么会带电，再给电荷准备一条完整的路，就从静电走进了电路。
先准备两小片干燥纸屑。用塑料尺在头发上摩擦几下，靠近纸屑，纸屑会跳起来。别急着把这句话背成“摩擦产生电荷”，因为真正需要解释的是：摩擦前后，电荷从哪里来，又去了哪里？
摩擦没有创造电荷，只是改变了它的分布
物体具有吸引轻小物体的性质，我们就说物体带了电，或说它带有电荷。用摩擦的方法使物体带电，叫作摩擦起电。干燥天气里，塑料尺、气球、梳子、透明胶带都容易出现这种现象；空气潮湿时，电荷较容易经潮湿表面散失，现象往往不明显。
组成物质的原子中有带正电的部分和带负电的电子。通常情况下，物体内正、负电荷的总量相等，对外不显电性，称为电中性。两种不同材料相互摩擦时，它们接触得更充分，有些电子会从一种材料转移到另一种材料。失去电子的物体因负电荷减少而带正电，得到电子的物体因负电荷增多而带负电。
图里要抓住的是电子的去向，而不是摩擦动作的方向。丝绸与玻璃棒摩擦时，玻璃棒失去一些电子而带正电，丝绸得到电子而带负电；毛皮与橡胶棒摩擦时，橡胶棒得到电子而带负电，毛皮失去电子而带正电。电子从一个物体转移到另一个物体，正、负电荷总量并没有凭空改变。
“摩擦起电”不等于“摩擦创造了电荷”，也不是正电荷和负电荷同时从无到有。初中阶段用电子转移来解释：一个物体失去电子，另一个物体得到电子；判断带电种类时，先看电子是“少了”还是“多了”。
物理学规定：与丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫正电荷，与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫负电荷。自然界中只有这两种电荷。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
现在先判断：一个带正电的小球靠近另一个轻小球，二者相互吸引，能否断定第二个小球带负电？答案是不能。带电体本来就能吸引轻小物体，中性小球也可能被吸引；只有观察到相互排斥，才能有把握地说两物体带同种电荷。把“吸引”和“异种电荷”直接画等号，是这里最隐蔽的错误。
自己做纸屑实验时，还要把“偶然跳动”变成可靠证据：纸屑应轻小、干燥，塑料尺摩擦前先靠近一次作对照，摩擦后再从相同距离靠近；手不要一直捏着刚摩擦过的部位，以免电荷经人体散失。若纸屑被吸起后又很快弹开，也不奇怪——纸屑接触带电体后可能带上同种电荷，作用由吸引变为排斥。观察顺序比只记最后一个动作更重要。
判断正、负回答了“带哪一种电”，还可以用电荷量描述“带了多少电”。电荷量用符号 表示，单位是库仑，简称库，符号是 。一个电子带负电，它所带电荷量的大小叫元电荷，记作 ，；因此电子本身的电荷量是 。带电体的电荷量都是 的整数倍。若有 个电子发生转移，先用 求转移电荷量的大小，再根据物体得到还是失去电子判断正负：得到电子带负电，失去电子带正电。
下面的实验台把电子转移和作用规律放在同一幅画面里。先预测摩擦后的电性，再让小球靠近，看看“带电种类—作用结果”能否一一对应。
验电器怎样把“看不见的电”变成可见现象
纸屑被吸起只能说明塑料尺可能带电，若要更稳定地检验物体是否带电，可以使用验电器。常见验电器由金属球、金属杆、两片金属箔和绝缘塞等组成，金属球、金属杆、金属箔彼此导通，绝缘塞把金属部分与外壳隔开。
用带电体接触原来不带电的验电器金属球，接触过程中发生电子转移，验电器获得净电荷，两片金属箔带上同种电荷，因相互排斥而张开。因此，金属箔张开是验电器带电的可见证据。箔片张开的角度越大，通常说明同一验电器在相同条件下带电越多，但本章不把它当作精确测量电荷多少的仪表。
这里还有两个边界要守住。第一，仅看一台原来不带电的验电器箔片张开，只能判断被检物体带电，不能直接判断它带正电还是负电。第二，若只是把带电棒靠近金属球而没有接触，箔片也可能因电荷重新分布而张开；移开带电棒后又闭合。所以题目若问是否有电荷转移，一定要分清“靠近”还是“接触”。
让电荷持续运动，需要一条完整的路
静电放电常常一闪而过。要让小灯泡持续发光，不能只把电荷堆在某处，而要让电荷发生定向移动。电荷的定向移动形成电流。在金属导线中，能够移动的是自由电子；接通电路后，电子定向移动形成电流。
物理学在认识电子之前就规定：把正电荷定向移动的方向规定为电流方向。因此，在电源外部，电流从电源正极经过用电器流向负极；金属导线中自由电子定向移动方向与电流方向相反。做初中电路判断时，按规定的电流方向画箭头，不把电子移动方向冒充电流方向。
一个最基本的电路通常包括四部分：
- 电源提供电能，如干电池、蓄电池；它有正、负两极。
- 用电器消耗电能并实现某种功能，如小灯泡发光、小电动机转动。
- 开关控制电路通断；闭合表示接通，断开表示切断。
- 导线连接各元件，为电流提供路径。
只把灯泡的一端接到电池正极，灯不会亮；两根导线都接在灯泡同一个接线柱上，灯也不会亮。因为发光需要电流流过灯丝：必须从电源一极出发，经导线、开关和灯丝，回到电源另一极，形成闭合路径。
在交互中先把开关保持断开，再拖放元件完成一个灯泡电路。接通前沿路径“走一圈”，如果能从正极经过用电器回到负极，且没有导线绕过用电器直接连两极，才可以闭合开关。
人工复核提醒：在 390 px 窄屏下，交互接线板底部提示条与电池负极附近有轻微叠压；接线柱保持在上层，核心接线和判断操作不受影响。若使用更窄的屏幕，建议横屏查看该接线区域。
导体和绝缘体：看电荷是否容易通过
有些材料容易导电，叫作导体，如金属、石墨、人体、大地和酸碱盐的水溶液等。有些材料不容易导电，叫作绝缘体，如橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、干木材和空气等。导体内有较容易移动的电荷，接入电路后能形成电流；绝缘体内电荷通常不容易自由移动。
“不容易导电”不等于“永远不导电”。潮湿木材比干木材更容易导电，空气在一定条件下也会放电。材料的导电能力还会受状态和条件影响，所以分类时要带着通常条件。电线正是把两类材料配合起来：内部金属芯负责导电，外层塑料或橡胶皮负责绝缘和保护。
本章实验只使用符合要求的低压学生电源或干电池，不能把自制电路接到家庭插座上。人体和潮湿物体都可能导电；发现导线绝缘皮破损、电池明显发热或有焦味，应立即断开电源并请老师处理。
通路、断路和短路，不只看灯亮不亮
把开关闭合后，处处连通、电流能通过用电器的电路叫通路。某处没有接通，电路中没有持续电流，叫断路；开关断开、导线接头松脱、灯丝断裂都可能造成断路。
若导线不经过用电器而直接把电源两极相连，叫作电源短路。这时外电路电阻很小，电流会很大，电池和导线可能迅速发热，甚至损坏电源、引发危险。判断短路不要只盯着导线是否交叉，要看有没有一条近乎没有用电器的路径把电源正、负极直接连起来。
人工复核提醒：这张图用于比较三种连接状态。通路栏和短路栏的方向箭头不作为约定电流方向的判断依据；约定电流方向仍按正文所述，在电源外部由电源正极流向负极。后续若取得可编辑源文件，应移除图中这些有歧义的方向箭头。
“灯不亮”不是断路的同义词。断路时灯不亮；电源短路时，用电器也可能不工作，却伴随电源和导线发热的危险。相反，看到灯亮可以说明灯所在路径构成通路，但还要结合电路整体判断有没有别的错误连接。
下面的诊断器会改变开关、导线和灯丝状态。每次先沿路径检查，再选择通路、断路或短路；不要把“灯暗不暗”当成唯一证据。
从实物连接到规范电路图
实物电路能告诉我们接线柱在哪里，电路图则用统一符号保留“各元件怎样连接”这一核心关系。画图时，电池用一长一短两条平行线表示，长线一侧为正极；灯泡、开关、导线都使用规范符号，不能把元件画成实物小插画。
一幅清楚的简单电路图通常做到：元件符号规范；导线横平竖直、转角清楚；元件均匀分布，避免画在拐角；交叉且相连的导线要标出连接点；开关状态与题意一致。电路图的形状可以不同，只要连接关系相同，就表示同一个电路。
第一次接实物电路，可以按这条安全路线操作：先断开开关；从电源正极出发，逐个连接开关、用电器，最后回到负极；接完沿导线检查一周；确认没有直接连接电源两极的路径后，再短时间闭合开关观察。拆线时也先断开开关。
例如，要求“开关控制一只小灯泡”，规范连接的核心不是把元件摆成漂亮方框，而是让电流从正极出发，依次通过开关和灯泡后回到负极。开关放在这条唯一通路的不同位置，都能控制整个简单电路。至于两只用电器怎样形成不同连接方式以及各处电流关系，将在下一章专门探究，这里先把一条闭合路径接对、画对、查安全。
把整章收束成一张判断网
现在再看开头的两个现象：毛衣摩擦使电子在不同材料间转移，物体暂时带电；手碰金属时发生短暂放电。电池则能在闭合电路中维持电流，用电器持续获得电能。静电与电流的共同主角都是电荷，差别在于电荷是暂时积聚，还是沿完整路径持续定向移动。
复习时可把易错点压成四个问题：电子转移后谁少谁正、谁多谁负？相互吸引能否唯一确定两物体电性？电流方向与金属中电子移动方向是否相同？灯不亮时究竟是断路还是短路？到了阶段检测或中考情境题，再把每个问题落实到图中的接触方式、导线路径和开关状态，结论就有证据支撑。
课后练习
1. 摩擦后的电性与电荷量
干燥环境中，用丝绸摩擦玻璃棒，有 个电子从玻璃棒转移到丝绸。已知 ，求玻璃棒和丝绸所带的电荷量，并判断各自的带电性质。
2. 小球靠近后的判断
已知甲小球带正电。甲靠近轻小的乙球时，两球相互吸引。乙球一定带负电吗？若甲、乙相互排斥，又能得到什么结论？
3. 验电器识图
观察本章验电器图。一根带电棒接触原来不带电的金属球后，两片金属箔张开。请说明电荷到达金属箔的路径、箔片张开的原因，并判断仅凭这次张开能否知道带电棒的电性。
4. 组成与电流方向
观察本章简单电路图，分别指出干电池、小灯泡、开关和导线的作用。开关闭合后，电源外部的电流从哪一极出发？金属导线中电子定向移动方向与它相同吗？
5. 材料分类
下列物品通常都属于导体的一组是（ ）。
A. 铜线、石墨笔芯、人体 B. 橡胶手套、玻璃棒、铜线 C. 塑料尺、干木棒、人体 D. 陶瓷片、空气、盐水
6. 三种电路状态
某同学进行了两次独立接线。第一次电路中只有一处导线接头松脱，闭合开关后灯不亮。排除这次故障并拆线后，他重新连接第二个电路，却误用一根导线直接连接了电池正、负极，电池很快发热。两次故障分别属于什么状态？哪一次更危险？
7. 安全连接顺序
小明连接“一节干电池、一个开关和一只小灯泡”的电路。他先闭合开关，再边接线边观察灯是否发光；接好后发现灯不亮，便用导线直接碰接电池两极测试。指出两处不规范操作，并写出正确做法。
8. 从实物连接画电路图
一个实物电路中，电池正极通过导线接开关，开关另一端接灯泡，灯泡另一端接回电池负极。请说明怎样把它画成规范电路图，并判断开关断开、闭合时电路分别处于什么状态。