《电工与电子技术及应用》直流电路（1） （讲义）安徽省加工制造考点讲练测

编写说明：安徽省《加工制造类专业考点讲练测》专辑，是依据《安徽省普通高校对口招生考试加工制造类专业课考试纲要》编写的。紧密围绕加工制造类专业课考纲所涉及的三门高考课程的25个考点，精心编撰了58套讲练测。每套讲练测的内容均涵盖考点解读、思维导图、知识梳理、概念回顾、概念强化题、高考真题或高考模拟题、课堂练习、课堂小结以及课后测验等九个环节。 本讲属于《加工制造类专业考点讲练测》的第31套，包含讲义、课件以及课后自测这三个教学文件，且与之配套使用的还有安徽省《加工制造类考纲百套卷》。欢迎各位老师下载使用，并敬请给予宝贵建议。 安徽省《加工制造类考点讲练测》 【电工与电子技术及应用】 31.直流电路（1） 讲义 [考纲要求] 1. 理解电路的基本结构 2. 掌握电路的基本物理量(电流、电压、电动势、电位、电能和电功率) 3. 理解电路中常用的电气符号 4. 识记电阻的含义 5. 识记常见电阻器 6. 识记电阻的主要参数 7. 综合运用部分电路的欧姆定律、全电路的欧姆定律 [思维导图] [知识梳理] 一、电路的基本结构 1.电路指电流通过的路径 2.电路的组成及功能 (1)电源是将非电能形态的能量转换成电能的供电设备,如发电机、电池等。 (2)负载是将电能转换成非电能形态能量的用电设备,如电动机、照明灯等。 (3)导线在电路中承担传送信号和传输电能的任务。 (4)控制设备不仅可以保证电路安全、可靠地工作,而且使电路自动完成某些特定工作成为可能,如控制电路通、断的开关及保障安全用电的熔断器等 二、电路的基本物理量 1.电流:电路中的带电粒子在电源的作用下有规则地定向运动形成电流,电流为矢量,既有大小又有方向。 (1)公式 (2)单位：安[培],符号为 A。实际应用中还用到（）等较小的单位，1 A= mA= 。 (3)方向:通常规定正电荷定向运动的方向为电流的方向。 ①电流的参考方向是可以任意指定的一个方向在电路图中,用实线箭头表示。 ②电流的参考方向不一定就是电流的实际方向，实际方向必须根据计算结果判断:若得数为正,说明参考方向和实际方向一致;若得数为负,则说明参考方向和实际方向相反。电流值的正负在选择了参考方向之后才有意义。 (4)电流的效应:热效应(如电熨斗、熔断器)、磁效应(如继电器线圈)光效应(如发光二极管)化学效应(如蓄电池充电)、人体的生命效应(如事故、动物醉)。 2.电位、电压、电动势 (1)电位:电路中的每一点都有一定的电位。 ①零电位点是指衡量电位高低的一个计算电位的起点,该点的电位值规定为0V。通常规定大地的电位为零,也称为参考点。参考点的选择是任意的，分析同一电路中各点电位时只能选择一个参考点。高于参考点的电位为正,低于参考点的电位为负。电位用字母V表示,不同点的电位用字母V加下标表示,如V 表示a点的电位值。 ③单位：千伏(kV)、伏[特](V)、毫 伏(mV) 等， 1kV=10³V=10⁶mV。 (2)电压：单位正电荷从 a点移动到b点电场力所做的功称为电压。电压表征静电力在电源外部搬运电 荷所做的功(W) 与被移送电荷量(q)的比值。电压为矢量，既有大小又有方向。 或：电路中任意两点之间的电位差即为该两点之 间的电压，即Uab=Va—Vb。 ②单位：千伏(kV) 、伏[特](V) 、毫 伏(mV)等，1kV=10³V=10⁶mV。 ③方向：规定电压的方向由电源正极(高电位端) 指向电源负极(低电位端)。可定义为电位降低的方向，可以任意假设电压的参考方向，并在电路图中标出，电压的参考方向不一定就是它的实际方向，实际方向要根据计算结果判断。若得数为正，说明实际方向 和参考方向一致；若得数为负，则说明实际方向和参考 方向相反。除非特别说明，不然电路图中所标电压的方向都是指参考方向。 (3)电动势：在电源内部，电源力将单位正电荷从 负极移动到正极所做的功称为电源的电动势，它表征 非静电力在电源内部搬运电荷所做的功与被移送电荷 量的比值。电动势表述电源转换电能的本领大小。 ②单位：千伏(kV) 、伏[特](V) 、 毫伏(mV) 等1kV=10³V=10⁶mV。 ③方向：规定电动势的方向由电源负极指向电源 正极，为电位升高的方向。电动势只存在于电源内部， 其实际方向与电压的实际方向相反。 3.电能、功、电功率 (1)电能与功：若导体两端电压为U,t 时间内通过 导体横截面的电荷量为q,则电场力所做的功就是电路 所消耗的电能。 ①公式：W=qU=IUt 若是纯电阻电路： ②电能的单位为焦[耳](J)。在实际应用中，常以 千瓦时(kW·h)(俗称为度)作为电能的单位。 1kWh在数值上等于功率为1kW的用电器工作1h所消耗的电能。 1度 =1kW ·h=1000W×3600s= 3.6×10⁶W·s=3.6×106J ③测量电能的工具：电能表(俗称为电度表)。 (2)电功率：用电设备单位时间(t) 内电路产生或 消耗的电能(W) 称为电功率(P)。 ①公式：若是纯电阻电路： ②电功率是利用功率表进行测量的，其测量线路 如下图所示： ③功率表测电压的线圈(1、2)并联在电路上，测量 电流的线圈(3、4)串联在电路上。 三、电路中常用的电气符号 电路图——用规定的电气图形符号来表示电路连 接情况的图。 四、电阻的含义 1.含义：电流流动过程中会受到一定的阻碍作用，这种阻碍作用形成电阻，用字母R 表示。 2.线性电阻的阻值不仅与导体自身的材料有关，而且与导体的长度(l)成正比，与导体的横截面积(A) 成反比，用公式表示为表示导体的电阻率， 由其本身的性质决定)。 3. 电阻的国际单位是Ω(欧姆),常用单位还有 kΩ (千欧)和MQ(兆欧),换算关系：1 MQ=10³kQΩ=10⁶Q。 五、常见电阻器 压敏电阻用于过压保护时,将它并联在被保护元件的两端,当出现过电压时,其电阻急剧减小,将电流分流以保护并联在一起的元件 六、电阻的主要参数 1.电阻器的标称值和误差标注电阻器的阻值和误差的方法有两种:一是直标法,二是色标法。 电阻参数识读--色标法。色标法是用不同颜色的色环来表示电阻器的阻值和误差的方法。色环中颜色所代表的数字含义参见下表。 颜色 第一环 第二环 第三环 倍率环 误差环 黑 0 0 0 10 棕 1 1 10¹ ±1% 红 2 2 2 102 ±2% 橙 3 3 3 10³ 黄 4 4 4 10⁴ 绿 5 5 5 10⁵ 士0.5% 蓝 6 6 6 106 士0.25% 紫 7 7 7 107 士0.1% 灰 8 8 8 10⁸ 白 9 9 9 109 金 10-1 +5% 银 10-2 士10% 无色 士20% (1)两位有效数字色环电阻的读数方法：前两环作 为有效数值，乘以第三环的10颜色次幂(即倍率),第 四道作为误差标注。 (2)三位有效数字色环电阻的读数方法：前三环作 为有效数值，乘以第四环的10颜色次幂(即倍率 ),第 五道作为误差标注。 (3)读阻值时先找出误差色环(误差色环距其他色 环距离较远),再依四色环、五色环电阻的读数方法读 出阻值。 2.额定功率 额定功率是指电阻器在正常大气压下和额定温度 下，长期连续工作而不改变其性能所允许的功率。 七、部分电路欧姆定律、全电路欧姆定律 1.部分电路欧姆定律：对于外电路，在电路两端电 压一定的情况下，电路中的电阻越大，电路中的电流就 越小。 公式：U=RI或 运用该定律时应注意：(1)电流和电压的参考方向。(2)该关系只适用行线性电限 (3)在应用导出公式R= 时,不能认为电阻大小与电压成正比、与电流成反比，因为电阻的大小只与自身的因素有关。 ①线性电阻的电压、电流特性如下图(a)所示，电阻是常数 ②非线性电阻的电压、电流特性如下图(b)所示电阻不是常数。 2.全电路欧姆定律 如图所示:电动势为E、路端电压为U,内阻为R。内电压为U。心外电阻为R。 内电路指电源本身的电流通路。U。-RI为电源内部的电压降。 内阻指内电路的电阻，外电路指电源以外的电流通路，全电路是内电路和外电路的总称， 全电路欧姆定律: （1）电源内阻越小,越可以更多地向外电路提供电 流(电能)。 （2）电动势与外电路电阻的变化无关，但电源的端 电压随负载发生变化而变化。随着外电阻的增加，端 电压增加；随着外电阻的减小，端电压减小 [师生互动] 1.电路有哪些部分组成，各自有什么功能？ 【答案】(1)电源是将非电能形态的能量转换成电能的供电设备,如发电机、电池等。(2)负载是将电能转换成非电能形态能量的用电设备,如电动机、照明灯等。(3)导线在电路中承担传送信号和传输电能的任务。 (4)控制设备不仅可以保证电路安全、可靠地工作,而且使电路自动完成某些特定工作成为可能,如控制电路通、断的开关及保障安全用电的熔断器等 2.电流的参考方向是如何规定的？ 【答案】①电流的参考方向是可以任意指定的一个方向在电路图中,用实线箭头表示。 ②电流的参考方向不一定就是电流的实际方向，实际方向必须根据计算结果判断:若得数为正,说明参考方向和实际方向一致;若得数为负,则说明参考方向和实际方向相反。电流值的正负在选择了参考方向之后才有意义。 3.什么是零电位点和参考点？ 【答案】零电位点是指衡量电位高低的一个计算电位的起点,该点的电位值规定为0V。通常规定大地的电位为零,也称为参考点。参考点的选择是任意的，分析同一电路中各点电位时只能选择一个参考点。高于参考点的电位为正,低于参考点的电位为负。 4.电压的方向是如何规定的？ 【答案】电压的方向由电源正极(高电位端)指向电源负极(低电位端)。可定义为电位降低的方向，可以任意假设电压的参考方向，并在电路图中标出，电压的参考方向不一定就是它的实际方向，实际方向要根据计算结果判断。若得数为正，说明实际方向 和参考方向一致；若得数为负，则说明实际方向和参考 方向相反。除非特别说明，不然电路图中所标电压的方向都是指参考方向。 [概念强化] 1、（单项选择题）如图所示电路,根据各元件的功率情况，可判断出各元件是电源还是负载,下列结论正确的是（ ） A. a、b是负载，c、d是电源 B. a、d是负载,b、c是电源 C. a.b是电源,c、d是负载 D. a、d是电源,b、c是负载 【答案】D 2、 （单项选择题）电路如图所示，则列结论正确的是（ ） A. a点比b点电位高 B. a点比b点电位低 C. a点电位与b点电位同样高 D. 不能确定 【答案】A 3、（单项选择题）一照明灯上标有“PZ220-100V,其中“100”是指灯泡的（ ） A. 额定电压 B. 额定电流 C 额定功率 D. 电阻 【答案】C 4、（填空题）已知A点的对地电位为50V,B点的对地电位为20V,则UAB=______V。 【答案】30 5、（填空题）如图所示，已知Uab=-10V,I=2 A,R=4Ω,则 E=______V。 【答案】18 6、（填空题）习惯上规定_______电荷定向运动的方向为电流的方向,在金属导体中,电流的方向与自由电子定向移动的方向______。 【答案】正 相反 [高考模拟] 1.（单项选择题）一照明灯上标有“PZ220-100,其中“100”是指灯泡的（ ） A. 额定电压 B. 额定电流 C. 额定功率 D. 电阻 【答案】C 2.（单项选择题）一台25英寸彩电的额定功率是120W,若每天工作2个小时,则一个月(按 30天计算)共计耗电（ ）千瓦时。 A.2.4 B. 4.8 C. 7.2 D. 12 【答案】C 3.（单项选择题）通常电工术语“负载大小”是指（ ）的大小。 A. 实际电流 B. 实际电压 C. 等效电阻 D. 等效功率 【答案】D 4.（单项选择题）电压是衡量（ ）做功本领大小的物理量。 A. 电场力 B. 外力 C. 非静电力 D. 磁场力 【答案】A 5. （单项选择题）若导线的长度和半径都增大为原来的2倍,则其阻值变为原来的（ ） A. 0.5倍 B. 1倍 C. .2倍 D. 4倍 【答案】A 6. （单项选择题）电路中电流为零的状态是（ ） A. 通路 B. 短路 C 断路 D. 回路 【答案】C 7. （单项选择题）一根铝导线的电阻是R,要使连入电路中的导线的电阻变大,可采取的措施是（ ） A.将这根铝导线拉长后接入电路中 B.将这根铝导线对折后接入电路中 C.降低导线两端的电压或增大通过导线的电流强度 D.用长度、横截面积相同的铜导线代替这根铝导线接入电路中 【答案】A 8. （单项选择题）已知电源的电动势是1.5V,内电阻是0.10Ω,当外电路短路时,电路中的电流和端电压分别是（ ） A. 15 A、1.5 V B. 15 A.0 C. 0.1.5 V D. 0.0 【答案】B 9. （单项选择题）某直流电路如图所V示,其端电压UAB与电流I的关系式应为 【答案】D 10.（填空题）若电路中的电压为负值,则表示电压的实际方向与参考方向________。 【答案】相反 11.（填空题）负载就是用电设备,如电炉就是把________能转换为________能。 【答案】电 热 12.（填空题）一只标有“PZ220-40”的自炽灯,其额定电压为_______V,额定功率为_______W，正常工作5h消耗的电能为_______kw.h 【答案】220 40 0.2 13.（填空题）已知电阻的阻值为33 200,允许偏差1%,则该色环电阻的颜色为________。 【答案】橙橙红红棕 14.（填空题）两根同种材料的电阻丝,长度之比为1:5.横截面积之比为2:3,则它们的电阻之比为________。 【答案】3:10 [课堂练习] 1. （单项选择题）两个电阻R₁ 和R₂串联，若R₁:R₂=1:2，则通过它们的电流I₁:I₂为（ ） A. 1:2 B. 2:1 C. 1:1 D. 4:1 【答案】C 2. （单项选择题）如图所示，高内阻电压表的读数分别为8V、12V,R₂=R₄则 Uab等于（ ） A. 4V B. 20V C. 16V D. 12V 【答案】B 3. （单项选择题）如图所示电路中，等效电阻Rab为（ ） A. 3.5Ω B. 5Ω C. 7Ω D. 10Q 【答案】A 4. （填空题）一段粗细均匀的导线，其电阻值是R，若将其从中间对折合成一根导线，则这个导线的电阻是______。 【答案】R/4 5. （填空题）电动势与外电路电阻的变化无关，但电源的端 电压随负载发生变化而变化。随着外电阻的增加，端电压______；随着外电阻的减小，端电压________。 【答案】增加 减小 6. （简述与计算题）一个标有“200Ω、2W”的电阻,如果将它接在20 V或40V的电源上,能否正常工作? 【答案】(1)在20 V 电压的作用下时 该值等于额定功率，因此该电阻在20V的电源电压下可以正常工作。 (2)同理可得，在40V电压的作用下时 W=8 W 8W>2W,这种过载情况极易烧毁电阻，因此该电阻在40V的电源电压下不能正常工作。 [课堂小结] 1、 认识电路 1、 基本结构 2、 基本物理量 3、 常用的电气符号 2、 识别电阻 1、 含义 2、 常见电阻器 3、 主要参数 4、 欧姆定律 学科网（北京）股份有限公司 $$