1.什么是电荷？
       2.什么是电 流？
       3、导体和绝缘体

1.什么是电荷？
    首先让我们来做个实验。
    用绸子、毛皮或尼龙布料在玻璃棒、橡胶棒或塑料棒上摩擦几下，然后把棒靠近纸屑、头发、羽毛等轻小物体，会看到什么现象？
    我们看到，摩擦过的玻璃棒、橡胶棒或塑料棒，能够吸引轻小物体．摩擦过的物体有了吸引轻小物体的性质，我们就说物体带了电，或者说，带了电荷．
    用摩擦的方法使物体带电，叫做摩擦起电．摩擦起电的现象在日常生活中也可以看到．在空气干燥的时候，用塑料梳子梳头发，头发会随着梳子飘起来，就是因为梳子带了电，吸引头发的缘故．

 两种电荷  研究发现：用绸子摩擦过的两根玻璃棒互相排斥，用毛皮摩擦过的两根橡胶棒也互相排斥；但是用绸子摩擦过的玻璃棒跟用毛皮摩擦过的橡胶棒互相吸引．这个现象使人们认识到，用绸子摩擦过的玻璃棒上带的电跟用毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电是不同的．
    用摩擦起电的方法可以使各种各样的物质带电．实验发现带电后的物体凡是跟绸子摩擦过的玻璃棒互相吸引的，必定跟毛皮摩擦过的橡胶棒互相排斥；凡是跟毛皮摩擦过的橡胶棒互相吸引的，必定跟绸子摩擦过的玻璃棒互相排斥．这些事实使人们认识到自然界中只有两种电荷，人们把绸子摩擦过的玻璃棒上带的电荷叫做正电荷，毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫做负电荷．
   同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引．

 电量 实验室里常用一种叫做验电器的仪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，这两片金属箔由于带同种电荷互相排斥而张开.

 实验 轻轻摩擦几下玻璃棒，然后用棒接触验电器的金属球；再用力多摩擦几下玻璃棒，用棒接触另一个相同的验电器．观察验电器金属箔张开的角度．两验电器金属箔张开的角度并不相同，后一种情况张开的角度大．张开的角度大，表示传给验电器的电荷多．

     电荷的多少叫做电量．电量的单位是库仑，简称库，符号是C．一根摩擦过的玻璃棒或橡胶棒上所带的电量，大约只有10-7库．一片带电的云上所带的电量，大约有几十库．
     在实验中，验电器带正电后，如果再用带负电的橡胶棒去接触验电器的金属球，会看到金属箔张开的角度减小，这表示正负电荷放在一起会互相抵消．如果两者电量相等，验电器的金属箔将不再张开，即正负电荷完全抵消．放在一起的等量异种电荷完全抵消的现象，叫做中和．

    摩擦起电的原因 原子结构

     摩擦起电的原因是什么？要解释摩擦起电现象，需要知道一些关于物质结构的知识．
 原子结构 经过科学家世世代代的研究，现在已经认识到，一切物质都是由分子构成的，分子又是由原子构成的．例如，水是由水分子构成的，水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的．分子和原子都是很小的微粒，不但用眼睛看不到，用一般的显微镜也看不到．把原子看作球形，一般原子的半径只有10-10米左右．设想把1亿个氧原子一个挨着一个地排成一行，也只有几厘米长．
      直到19世纪末叶，人们还以为原子是组成物质的最小微粒，不能再分．1897年英国科学家汤姆孙（1856～1940）发现了比原子小得多的带负电的粒子——电子，并且实验证明了电子的普遍存在，它是比原子更基本的物质单元，从此揭示出原子是具有结构的．
      原子是由位于中心的原子核和核外的电子组成的．原子核比原子小得多，原子核的半径相当于原子半径的十万分之一．如果把原子比作直径为100米的大球，原子核则相当于一粒绿豆的大小．原子核的质量比电子大得多，几乎集中了原子的全部质量．
     原子核带正电，电子带负电，电子在原子核的电力吸引作用下，在核外绕核运动．原子的这种结构称为核式结构，它同太阳系中各行星绕太阳运动的情形有些相似．
      电子是带有最小负电荷的粒子，人们已经知道这个最小电量为1.6×10-19库仑，并把它称作基本电荷，常用符号e来表示它．任何带电体所带的电量都是e的整数倍．你算一算，多少个电子所带的电量等于1库仑．
    在通常情况下，原子核所带的正电荷与核外电子总共所带的负电荷在数量上相等，整个原子呈中性，也就是对外不显示带电的性质．不同物质的原子，原子核所带的电量并不相同，核外电子的数目也不相同．氢原子的结构最简单，原子核带有1个基本电荷的电量，核外只有1个电子．氧原子核带有8个基本电荷的电量，核外有8个电子．
    摩擦起电的原因在通常情况下，原子是中性的，由原子组成的物体也呈中性．那么，当两个物体互相摩擦的时候，为什么物体能带电呢？原来，不同物质的原子核束缚电子的本领不同．
    两个物体互相摩擦时，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．
可见，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．

    2.什么是电 流？

    取两个相同的验电器A和B，使A带电，B不带电．用金属棒把A和B连接起来，可以看到A的金属箔张开的角度减小，B的金属箔张开，最后两个验电器金属箔张开的角度相同．这表明验电器B也带了电，有电荷通过金属棒从A流到B，也就是说，用金属棒把A和B连接起来时，金属棒上有了电流．但这种电流是暂短的，不是持续的．实际中使用的电流都是持续的，那么怎样得到持续的电流呢？
  电流 水在水管中沿着一定方向流动，水管中就有了水流．电荷在电路中沿着一定方向移动，电路中就有了电流．电荷的定向移动形成电流．

实验 照下图那样，把小灯泡与干电池连接起来．合上开关，小灯泡就持续发光，断开开关，小灯泡就熄灭了．
             
     小灯泡持续发光，表示有持续电流通过小灯泡的灯丝．这个持续电流是由干电池提供的，像干电池这样能够提供持续电流的装置，叫做电源．干电池是电源，实验室里用的蓄电池也是电源．电源有两个极，一个正极，一个负极．电源的作用是在电源内部不断地使正极聚集正电荷，负极聚集负电荷，以持续对外供电．摩擦起电是用摩擦的方法，使正负电荷分开的．干电池和蓄电池是用化学的方法，使正负电荷分开的．
     从能量转化的观点来看，电源是把其他形式的能量转化为电能的装置．干电池、蓄电池对外供电时，电池内部发生化学变化，化学能转化为电能．
     大量用电时的电源，是发电站里的发电机．发电机通过电线把电送给工厂、农村以及千家万户．发电机发电的时候，机械能转化为电能。

电流的方向 水流有方向，那就是水的流动方向．电流的方向又是怎样的呢？
     电荷有两种，电路中有电流时，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，并不清楚在不同的情况下究竟是什么电荷在移动，当时就把正电荷移动的方向规定为电流的方向，这一规定一直沿用至今．

按照这个规定，在电源外部，电流的方向是从电源的正极流向负极．

       3、导体和绝缘体

   在上一节的实验里，是用金属线把小灯泡和电源连接起来的，用其他材料代替金属线可以不可以呢？
实验 如图 2，在开关和小灯泡之间连着两个金属夹A和B，在金属夹之间分别接入硬币、铅笔心、橡皮、塑料尺，观察小灯泡是否发光．
        
   有的物体容易导电，有的物体不容易导电．硬币、铅笔心容易导电，接入硬币、铅笔心时，小灯泡灯丝中有电流通过，小灯泡发光．橡皮、塑料尺不容易导电，接入橡皮、塑料尺时，小灯泡灯丝中没有电流或者电流很小，小灯泡不发光．

   容易导电的物体叫做导体．金属、石墨、人体、大地以及酸、碱、盐的水溶液等都是导体．不容易导电的物体叫做绝缘体．橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等都是绝缘体．

   好的导体和绝缘体都是重要的电工材料．电线芯线用金属来做，因为金属是导体，容易导电；电线芯线外面包上一层橡胶或塑料，因为它们是绝缘体，能够防止漏电．

    导体和绝缘体之间并没有绝对的界限．而且在一般情况下不容易导电的物体，当条件改变时就可能导电．例如，玻璃是相当好的绝缘体，但如果给玻璃加热，使它达到红炽状态，它就变成导体了．

     为什么导体容易导电，绝缘体不容易导电呢？原来，在绝缘体中，电荷几乎都束缚在原子的范围之内，不能自由移动，也就是说，电荷不能从绝缘体的一个地方移动到另外的地方，所以绝缘体不容易导电．相反，导体中有能够自由移动的电荷，电荷能从导体的一个地方移动到另外的地方，所以导体容易导电．

   金属是最重要的导体．在金属导体中，部分电子可以脱离开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．金属中的电流是带负电的自由电子发生定向移动形成的．根据电流方向的规定知道，金属中的电流方向跟自由电子的移动方向相反．