高一高教社电工技术应用课件-项目1简单直流电路的连接与检测

《电工技术应用》 项目1：简单直流电路的连接与检测 电路是将电气设备和元器件按一定方式连接而成的整体，它是电流通过的路径，最简单的电路由电源、用电器（负载）、导线和开关组成。直流电路就是电流方向不变，电流大小可以变化的电路。本项目以简单直流电路的连接与检测为目标，重点介绍电路的组成及工作状态、电学的基本物理量及测量方法、简单直流电路的连接与检测。 1.1项目描述 1.2知识准备 1.2.1库仑定律 任务导引 在初中物理学中我们就知道同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，那么电荷间的这种作用力的大小跟哪些因素有关呢？1785年法国物理学家库仑通过反复实验得出了结论。 1.2知识准备 1.2.1库仑定律 做中学、做中教 拿丝绸摩擦玻璃棒或毛皮摩擦橡胶棒，然后去靠近羽毛、纸屑等轻小物体，会看到什么现象？ 1.2知识准备 1.2.1库仑定律 羽毛、纸屑等轻小物体会被吸引起来。是因为玻璃棒的一些电子移到丝绸上，玻璃棒上带正电荷；而毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上，橡胶棒上带负电荷；电荷具有吸引轻小物体的特性。自然界中只存在这两种电荷，并且同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 现象 基本概念 电学上，我们把处于带电状态的物体称为带电体。带电体所带电荷的数量，叫做电荷量，也叫电量，用字母Q表示。在国际单位制中电量的单位叫库仑，简称库，用字母C表示。 自然界中最小的电量是电子的电量(最小的负电荷)和质子的电量(最小的正电荷)，它们的电量绝对值相等。一个电子的电量为e=1.6×10-19C。实验证明，任何带电粒子所带的电量等于电子或质子电量的整数倍。因此把1.6×10-19C叫做基本电荷，也称元电荷。 1.2知识准备 1.2.1库仑定律 基本概念 将带有等量异种电荷的物体接触时，由于正、负电荷的数量相等，相互抵消，因此它们对外既不显示带正电，也不显示带负电，呈电中性，这种现象叫做电荷中和。 电荷守恒定律 在正常情况下，无论什么物质，所带正电荷的总数与负电荷的总数相等。正、负电荷是物体固有的，它既不能被创造，也不能被消灭。它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一个部分转移到另一部分。这个规律叫做电荷守恒定律。 1.2知识准备 1.2.1库仑定律 库仑定律 在真空中两个点电荷间的作用力的大小跟它们所带电荷量的乘积成正比，跟它们之间距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。静止的点电荷之间的这种作用力叫静电力或库仑力。 对于电荷量分别为q1、q2的两个点电荷，他们之间的距离为r,F表示它们之间的静电力，则库仑定律可用公式表示为： 式中，F表示静电力，单位是牛顿（N）；k表示静电恒量，k=9.0×109N·m2/C2；q1、q2表示点电荷的电荷量，单位是库仑（C）；r表示两个点电荷间的距离，单位是米（m）。 1.2知识准备 1.2.1库仑定律 注意 1.库仑定律只适用于计算两个点电荷间的相互作用力，非点电荷间的相互作用力，库仑定律不适用。 2.应用库仑定律计算时，不用把表示正、负电荷的“+”“-”符号代入公式中，其结果可根据电荷的正、负确定作用力为引力或斥力以及作用力的方向。 1.2知识准备 1.2.1库仑定律 【例1－1】真空中有两个点电荷，电荷量分别是+2×10-8C和-4×10-8C，它们之间相距10 cm,求电荷间的相互作用力是多大？是引力还是斥力？ 解：由库仑定律可得： 因为两个点电荷带的是异种电荷，所以其相互作用力是引力。 1.2知识准备 1.2.2 电场和电场强度 任务导引 从库仑定律我们已经知道，真空中的点电荷之间存在着作用力，那么，这种相互作用力是通过什么发生的呢?电学上又是如何描述的呢？ 从库仑定律我们已经知道，真空中的点电荷之间存在着作用力，那么，这种相互作用力是通过什么发生的呢?电学上又是如何描述的呢？ 1.2知识准备 1.2.2 电场和电场强度 做中学、做中教 将小金属箔球、金属悬线（铜线）、金属杆、铁架台、导线和范式起电机按图1-2所示连接，启动起电机，观察小金属箔球如何运动？用绝缘棒移动悬挂点的位置，观察小金属箔球偏角有何不同？ 1.2知识准备 1.2.2 电场和电场强度 现象 启动起电机后，两个小金属箔球向左右两侧偏离。用绝缘棒移动悬挂点的位置，小金属箔球偏转的角度不同，离场源越近偏角越大，离场源越远偏角越小。 原因 启动起电机后，场源和小金属箔球带同种电荷，场源周围的一种特殊的物质，那就是电场，电场对任何处在其中的电荷或带电体都有力的作用，即电场力，按照同种电荷相互排斥，因此出现了小金属箔球向左右两侧偏离。又为什么悬挂点的位置不同偏角不同呢？是因为离场源距离不同的地方电场强度不同；离场源越近电场强度越大，离场源越远电场强度越小，因此出现了不同偏角。 1.2知识准备 1.2.2 电场