同学们好，今天我们来学习电工电子技术与技能。第二部分，直流电路的里面的常用物理量，剩余模块。考核要求了解基本物理量电压与电位以及电动势、电功和电功率。在本节课学习中，应该熟练掌握各基本物理量它们之间的关系，尤其是电压和电位差。因为电位处于在高考中的高频考点，还有以及电功率的计算，这个是在后续计算题非常容易出现的部分。上节课已经学习了电压的概念，咱们来看看电位的概念。电位是电路中某点相对于参考点的电压称为该点的电位。这里有一个要点是相对于参考点的电压称为该点的电位，它的表示符号也是用V来表示。那么在这个图中大家可以看一下，用VA表示A点的电位，用VB表示B点的电位。那么引入电位的概念后，电路中任意两点间的电压即为该两点之间的电位差。比如说AB之间的电压用UAB来表示，那么就记作VA减VB2点之间的电位差值就是它们的电压。在一般的计算过程中，参考点的电位一般规定为零电位，一般选用大地或者说叫接地。在电子仪器中常把金属机壳或者电路的公共节点作为参考点，这个是在大家后面去做题的时候需要用到一个技巧。一般选取一个零电位点，那么电位的单位和电压的单位相同，都是服它们都是服单位是一样的，但是电位是没有方向，但有相对于参考点的正负电位规定，高于参考点的电位为正，反之为负。意思你选择一个参考点为零点位，那么你这个在零点位有之上也有之下，所以说它没有虽然没有方向，但是它有正负之分。那么咱们可以来看一看右面这个图说，假设A点O点为参考点，那么对于OO点这一点定位来说，它为0伏，VO等于零服。那么ABC3点的电位就是他们三点之间和这个零电位点之间的电，那么A点的电位就可以表示成UAO，因为UAO等于VA减VO刚才说了，但是又说VO等于0，所以说UAO等于VA减VO所以说这个下标所标示的这个读法也正是它的顺序方向。比如说VB就是UBO，VC就是UCO那么其实参考点选取可以是任意的，可以选择O点，也可以选择B选择A选择C如果说以B点为参考点，那么ACO这三点之间的关系又该怎么表示？其实一样的。那么这里B点为参考点，那么VB现在就等于0。那么依次在对应的V点就是变成了UAABC点变成了右CBO点变成了右OB，其实就是把B点开成零点尾，那么换做成A和C其实道理都一样。对于前面所学的电压知识，结合这里所学的电位知识，还有一个总结分析。前面电压所学内容为矢量，它是有大小也有方向，这是这两个矢量。电流回想一下也是一样的，它也是矢量，有大小有方向。那么对于电位的参考点可以任意选定，这个要记住，它可以任意选定，不是说必须哪一点是参考点。但是分析同一个电路只能选择一个参考点，你不能选择很多。那么很多你就不能确定到底以谁为参考方向，那么选择电位点不同，那么电路图中同一点的电位也会随之改变。根据刚才那个题再看一下，所以如果说选择O和选择B它们之间的电位电压是不同的。所以说这里选择参考点不同，同一点的电位会改变，所以说这里又得到一个结论，定位是相对的，那么值不是唯一，但是电压是绝对值值是唯一的。这两个一般在参选择题中容易做进行比较，请大家记住这一点，电位是相对，电压是绝对。那么怎么来计算这个电中的电位？这是一个重点的模块。那么计算某点电位只需要计算出该点与参考点之间的电压。什么意思呢？假设画一个线路图，这个电路图，那么假设选择这里为A点是零点位点，你选择这是B点，这是C点。那么你要选择去求B点的点位，那么你就找从B点到A点的这路径上所有的元器件电压代数和，就可以计算出B点的电位。C也一样，从C到A那么这条电路上有不同的元件，比如说电阻电源，具体怎么计算？就要到后面学了欧姆定律，之后咱们来讲一讲。对于电路中的电压，该怎么测量呢？前面学习了电路中的电流的测量。对于当时所学的电流测量是将电流表串联在电路中。对于电压的测量，这里就说明必须要与电路被测的电路并联联。电压表正接线柱接电源的正极，就是这里，负接线柱接电源的负极，它是这么进行测量的。那么注意事项是，第一必须要并联，第二极性也要注意和电一样。第三要选择一个合适量程，因为你量程选取小了，那么你测量的你原这个电路中的元件不正确。所以说你选择一个合适量程，这是电路中电压表的测量。接下来再学习另一个物理量电动势。电动势大家应该在初中物理时就应该了解过。电动势它的意义是将不同的电源，因为电源例如说干电池就是咱们生活中非常常见的一种电源。那么不种类不同的电源将其他形式的能，其他形式的是包括什么化学能，什么内能等等等等。转化为电能的本领，最终是通最终都是转化为电能。那么这个物理量是用来衡量什么呢？衡量电源将其他形式的能转化为电能本领的大小，就是说这个电动势能不能将其他形式能转化为我所需要的电能，能转化多少？电动势越大表示这个电源将其他形式的能转化为电能的本领越大，说白了意思就是说你这个电动势是大还是小。你比如说咱们所常见的那些电池都是1.5伏，那是它的一个电动势。那么电动势用什么？用字母E来表示，字母E表示电动势的单位和电压的单位相同，还是一样的，它也是用伏，但是方向不太一样了，它是由电源的负极指向正极。比如说咱们通常，比如说这是一个电路图。对于外部来说，咱们的电流一般都是从正极I到流向负极的，这没有什么好疑惑的。但是对于电动车来说，它只存在于电源的内部，而且它的方向是从负极在内部，由负极到正极在内部，这是电源的一个特殊情况，它只存在于电动电源的内部。第二，电动势大小由电源本身决定，意思是说它有多少那个电电动势，它已经由这个电源本身决定了，不会因为外界的某种条件而进行改变，这个也要注意，因为一些选择题会经常从这个字眼这方面来考察你。那么大家来看一看咱们生活中的一些实例，来看右边这幅图，这是个锂电池。这个大家也见过，这是咱们生活中的常用的干电池。那么这上面所说的这个3.7伏以及这里面标明的1.2伏，分别指的就是什么呢？分别指的是锂电池的电动势为3.7，镍镉电池的电动势为1.2，这个就代表它的一个电动势的大小。那么通常干电池的电动势一般为1.5伏，就是咱们生活中常见的那种五号电池。铅酸蓄电池电动数为2伏，镍镉镍氢电池电动势为1.2里，锂离子电池为散热器。这个作为了解，那么看根据这两个实物图，大家应该也都了解这电动势指的是什么含义，这就是电动势相关的知识。那么下面来学最后两个物理量，一个是电功，还有一个是电功率。首先来说说电工，电工说白了意思，它就是首先明确一下它的这个表示符号是W它是指什么呢？指导体两端加上电压时，对一个导体加上两电压，内部就会建立电场，会形成一个电场。那么在电场就会有电场力，会推动自由电荷定向移动，这里是推动电荷定向移动，那么测导体两端电压为U，这里是电压为U那么时间T内通过导体横截面的电荷量为Q，这个Q又一次出现了。在之前学电流的时候，也了解过这个物理量，这时候电场力所做的功，它就称为电工。那么电工用字母W来表示，那么W等于什么呢？要说是单位时间时间T内，那么就是用Q电荷量乘以它的电压，这就是表明他所做的电功。又根据咱们前面所学的电流的大小，还记不记得I等于Q比T对吧？所以说这个QI能转化成什么？I乘以T所以说这公式的变形还有一种是IUT，其中W就代表电工，国际单位为焦耳，服大那个符号为这个代写的G那么实际中咱们所说的用千瓦时或者是度，所以说这个应该要注意。因为在题目中一般会，比如说家用电器消耗多少度，那么你得知道这个度对应的是什么，对应的就是千瓦时。那么这里有一个换算关系，一度等于1000瓦时，那么等于什么呢？1000乘以3600焦等于3.6乘10的6次方焦耳，这个是比较常用的一个换算。因为在题目中考察一般会考察多少度，所以说这个需要记住。因为最终你要换算到这个电功焦耳上来，这是电功。那么咱们来看一看电功率。首先明确一下，电功率是描述电流做功快慢的物理量。这里要记住是描述电流做功，电流做功快慢，不是电流做功的大小，是快慢是快慢。那么电流在单位时间内所做的功称为电功率，电功率一般用什么？用P来表示？在单位时间内就是T所电流所做的功就是W刚才说的电功。电功率就是这个时间内做的功用，W除以T就是电功率。前面刚刚说了。这个W还可以用UI来表示。那么这个公式对应的电功率的公式也可以有一个变形，P等于UI。那么常用的对于电功率来说，因为后续有很多需要计算电功率这个公式的，那么它有好几个变形，当然这只适用于纯电阻电路，这个条件需要再明确一下，只适用纯电阻的。那么有一些电容和这个电感，那么这个就会对这个电路就有影响，那么后续学正弦交流电数会再做解释，那么它的公式变形P等于UIP等于U方R，P等于R方R，这三个一定要熟悉，因为是太常用了。那么知道了功率电功率，功率的单位是瓦，符号为就是大写的W，那么常用的有什么？千瓦和兆瓦，它们之间的换算就一兆瓦等于10的3次方，千瓦等于10的6次方瓦。它们之间的换算单位也要记住，而且常用的千瓦，那么这个就是电功率，所要讲解的这个内容，一定要把这个公式记住，P等于UIP等于U方等还等于I方R这个公式因为是在后续非常常用的一个公式。上述就是咱们所学的直流电路里面，全部的常用物理的基本知识。学了这些基础，那么为后续的内容，那你就会奠定一定的基础。来做一下题，来巩固一下。首先这是那一个求电位的题，这是13年的高考真题。根据这个题中的这个图，首先可以看到让你求A点的电位，A点电位就这一点。那么根据图可以看出什么，右边端点上面显示为5伏，然后有一个电阻2500，流过的电流是两毫安，然后最左边接这个D然后中间有个位置电路。当然这就不用去管了。做这种题，一般首先你要去寻找一个零电位点，或者叫做参考点。他如果告诉你了，比如这里这里已经接地，那么这里就是0伏，那么你就可以选取这里为零参考点。那没有告诉你，那么你就需要假设，那么已经告诉你，那么来看一看最右侧是5伏，电流方向从右往左，可以计算出来这个电阻上的电压，电阻的电压是多少，那么就是利用欧姆定律了，2毫安乘以2000欧，计算一下正好是四服。那么4伏，然后最左侧为0伏，又因为这个电流方向是从右往左，那么电流的方向也是相当于从电压高电高电位点到低点位点相下降的过程。对于A点，那就是用五减去I4，就5减4 5，那么就得到了if。所以说A点电位你就可以计算出来为if，那么答案就选择B本题考察的也是主要电位的计算。首先选择一个零参考点，那么再计算出它的电流来。计算出电流来，你如果说告诉你电流，那么就很好计算。如果没有告诉你怎么计算出来，然后把它两端的电压求解出来，那么根据方向就可以把A点的电位求解出来，这是第一题。来看第二题，这也是一个常计算电位的考题。这是14年的高考题，看来这个电位的计算在高考题中是非常喜欢出的。那么咱们来看一看，首先根据这个图可以看到有两个电阻，A点在最中间，然后左侧5伏电源5伏的一个电压，然后电流的方向是往右，然后最右端是一个负2伏的电压，那中间有一个1伏的电源，那么来计算A点的电位。首先还是一样，咱们来先设定一个参考点，怎么设定呢？咱们假设选取最右边负2伏电源负极接地，即电位点，这边有一个零电位点，负极接地零电位点。那么在电路分析中，参考点就是一个海拔为零的一个基准，那么其他点都是相对于这个参考点来计算的。所以说该这个电源的正极电位为-2，因为正极电源正极比负极低2伏。那么知道了选取最右侧为这个参考点之后，咱们来从右往左来依次看一看。那么来看一看这个三欧电阻上的电压为多少呢？那么三欧咱们来这写一下，右三欧，它就等于用一减去负二得到等于3伏。那么为什么？咱们来看一看这里的一负和负2伏，是电阻两端连接点的电位，那么电压的等就等于什么？从高电位减去低电位，所以说就可以计算出电阻两端电压为3伏。那么3伏知道，那我们来计算一下它的电流，那么电流就利用欧姆定律用3除以它的这个组三欧就可以得到11安。那么它的方向就可以，它的电流就可以得到了。它的电流咱都知道是从高电位流向低电位的，那么它的电流方向也是从左往右的，为一安。然后再来计算一下五欧电阻的电压，那么左边是5伏，右边是1伏，所以说它的电压就是五减去一就等于4伏。知道4伏之后，再计算它的电流，这就是用4除以5就可以得到它的电流是0.8安。就可以得到它的电流是0.8安，那么电流方向也是从左往右，这里已经表明，整体来看，它的电流方向都是从左往右进行流动。这时候就开始要计算A点的电位了，因为刚才说了这个负2伏电源正极电位为负2伏，那么沿着三欧电阻方向，但是它的电流是从左往右的。那么这里是-2，那么它这里电阻上会产生一个电压，它的电压为3伏，刚才已经计算了，又因为电位是从高到低，因为电流方向是从左往右，所以说这个左侧的电位要比右侧的高，然后最终计算一下这一侧的电位，就这个点电位就是什么呢？取3加上-2I等于一负。就这一点，因为电阻的两端有个电，刚才说的是3伏，那么这边是负2伏。又因为电流方向是从左往右，所以说是他们两个相加，3加负二等于一服。那么再来看这一侧A点和衣服这个电位点，他们之间有一个1伏的电源。咱们要知道这个电源A点电位比这个1伏的电位点要低，要低1伏，所以说这里是一，那么A点就是什么一减去一。等于零负，那么就具体最后算出来，A点电位就是零负。其实这个题说白了就是先设定一个参考点，然后根据电流的方向确定一下哪一点是高电位，那一点点是低电位。如果说流的方向是啊，比如说这里是流的方向，假设您这里是5伏，它的是五欧是4伏。它流经电位一减去就会得到A点，那么这边也是，那么就得出地点为零负。我们来看第三题，那么在直流电路中需要测量电流和电压时，操作者应该怎么做？直流电流表并联在两端，咱们知道电流表需要是串联，那么只有电压表才是并列，所以说这两个直接是根本性的错误。然后第三个直流电流表，电压表的正接线柱接高点位，这个是正确的，是正极电路接高电位，负极电路接低电位。那么看第四个直流电流表量程的选取，在指针位于满刻度的中间段为一，这个是一般是满片是比较正确的，所以说不是中间段，所以答案选择C。这个主要是电流电压测量过程的掌握情况。来看第四题，这又是一个电位点电位考题。拿这个题来看，它告诉你了这里是个接地，那么这里是个零电位点，一共有这里是12伏，那么这里是-4 24，那么整体来看整个的电位差值就是36伏，就是12加上或者减去-24，那么这里是0伏，那么对应这一点的电位也是0伏，那么对应这里面24欧，它所流过的电流就是0.5安。对吧0.5安到这里它是方向是从上往下的，在这里也是从右往左，对应这个12欧电阻上的电压，就是12乘以0.5算出来是6伏。但是大家想一想，这个方向是从右往左进行递减的，因为这里是-4 24。那么这里A点就可以计算出来，就是0.6，就是-6负。然后再往下36乘以这个0.5是十8，它的电压是18伏，那么负六再减-18就等于-24，所以说A点点位就是-6，负答案为B。所以说你看根据电流方向进行加减计算就可以算出来。来看第五题，在一小时内通过导体横截面的电荷量是216波轮，那么则通过导体的电流，就根据咱们前面所学的这个电流大小的计算。但是这个一小时大家需要进行换算一下，因为咱们单位是秒，所以说是3600秒。那么216再比上个3600秒，就可以计算出来是0.06安，那么对应过来就是60毫安，答案为C这是电流的公式计算。再来看第6个2017年高考题，220伏20瓦的电烙铁接在110伏的电源上消耗的功率是多少？功率功率就是P是吧，这里告诉了是20瓦，根据前面所学的公式，有一个这公式P等于U方比R因为电烙铁在这个里面是没有变化，所以说电阻是没有改变的。那么就是电压改变了，是从220伏变到了110服。220伏变到110伏，相当于减小了2分之1，对吧？那么2分之1再平方就变成了4分之1。所以说接在110伏电源上，它的电功率就变为原来的4分之1。本来是二十瓦，现在4分之1，答案就是D5，所以说这就把功率给计算出来了。本题也是主要考察对于这个功率电功率公式的应用，那几个P等于URP等于I方RP等于U方比，大家要熟练掌握。好，那么本节咱们就学到这儿。