第一讲 电路及常用物理量（课件）《电工技术基础》河北省（对口升学）专项复习

《电工技术基础》 电路及常用物理量 单元一 对口升学·电工技术基础 考纲要求 了 解 理解（熟悉） 掌 握 熟练掌握 电路的基本组成及各部分的作用。 库仑定律，电路的基本物理量（电动势、电流、电位、电压、）的概念及单位，电功和电功率的概念，电阻的概念，电场的两个重要性质。 电功、电功率和焦耳定律的计算。 电阻定律 复习建议：在本节的复习过程中，应熟练掌握各基本物理量之间的关系。 对口升学·电工技术基础 单元一 定义和公式 内容 公式 电场和场强 电场重要性质 场强公式 电力线 电流 电压和电位 安培 两者联系 库仑定律 电能和电功率 电源和电动势 焦耳 电能 瓦特 电功率 电阻 电阻定律公式 电源 电动势 内部 电源力做功 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 考点一：电路的组成 电路是指电流的通路，它是为满足一定需要，由各种电路元件按一定方式组合起来的。电路既可用于传输、分配和转换电能，又可用于传递和处理信号。在实际应用中，无论电路的结构有多么复杂，它都是由电源、负载以及连接电源和负载的中间环节组成的。 ON OFF 开关 　手电筒电路 （a） 电路模型 电池 开关 灯泡 导线 （b） 电路原理图 E S EL 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 电路的组成 电源：提供电能，把其他形式的能转换为电能 负载：取用电能，把电能转换为其他形式的能 连接导线：传输电能 控制保护装置：接通、断开、保护电路 电路组成 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 电路的三种状态 电路的工作状态通常有三种：通路（闭路）、断路（开路）和短路 闭合 灯亮 通路 打开 灯不亮 断路 短路 此时，电源提供的电流比正常通路时大许多倍，严重时，会烧毁电源和短路内的电气设备 电路中没有电流，负载不工作 电路中有电流通过，负载能正常工作 不允许！ 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 在电路图中，用国家统一规定的图形符号来表示电路组成的元器件和连接情况。 电路中常用的电气符号 在电路图中，用国家统一规定的图形符号来表示电路组成的元器件和连接情况。 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 在电路图中，用国家统一规定的图形符号来表示电路组成的元器件和连接情况。 库仑定律 考点二：库仑定律 在真空中两个点电荷间的作用力的大小与它们所带电荷量的乘积 成正比，与它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们 的连线上。 库仑定律： F = k 静电力恒量：K=9.0×109N.m2/c2 适用条件： 真空中、点电荷 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 在电路图中，用国家统一规定的图形符号来表示电路组成的元器件和连接情况。 电场 考点三：电场 力的特性 --- 位于电场中的任何带电体，都受到电场力的作用。 能的特性 --- 带电体在电场中受到电场力的作用而移动时，电场力对带电体做功， 这说明电场具有能量。 电场的两个重要性质 1 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 在电路图中，用国家统一规定的图形符号来表示电路组成的元器件和连接情况 电场强度 2 电场强度：放入电场中某一点的电荷所受的电场力F 跟它的电荷量q 的比值 叫做电场强度。 电场强度 单位：N/C(牛/库） 电场力 单位：N(牛顿） 电荷量 单位：C (库仑） 方向： 电场强度是矢量。电场中某点的场强方向，就是正电荷在该点 所受电场力的方向。 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 在电路图中，用国家统一规定的图形符号来表示电路组成的元器件和连接情况 电场线 3 在电场中画出一系列带箭头的曲线，使这些曲线上每一点的切线方向, 都和该点的电场强度方向相同。这些曲线叫做电场线。 电场线： 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 在电路图中，用国家统一规定的图形符号来表示电路组成的元器件和连接情况 电力线的特征： (1) 在静电场中,电力线总是起始于正电荷而终止于负电荷(或无穷远处)。 (2) 任何两条电力线都不会相交。 （3）曲线上任意一点的切线方向(与曲线上箭头所指方向相同)，表示电场中 该点的场强方向。 （4）曲线的疏密程度表示电场的强弱，密强疏弱。 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 电流 图示电路，当开关闭合时灯亮，指示灯上便有电流流过。 电流的形成：电荷的定向移动形成电流。在金属导体中自由电子的定向移动形成电流；在电解液中正负离子的定向移动形成电流；在半导体中自由电子和空穴的定向移动形成电流。而绝缘体之所以不容易导电是因为缺少大量自由电荷。 电流的形成 1 考点四：电路中的常用物理量 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 电流的大小 2 等于通过导体横截面的电荷量与通过这些电荷量所用时间的比值。 电流 单位：A(安培） 电流的常用单位还有mA（毫安）和A（微安）， 它们之间的关系为：1A=103 mA =106A 电荷量 单位：C(库仑） 时间 单位：s（秒） 电流的大小： 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 电流的方向 3 规定正电荷的移动方向为电流的方向，与电子流动的方向正好相反。 电流实际方向 I= 0.5A 参考方向 I= 0.5A 参考方向 电流实际方向 电流的方向： 当计算结果为正，电流的实际方向与参考方向相同 当计算结果为负，电流的实际方向与参考方向相反 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 想一想： 如图所示为部分电路图，图中标出了各支路电流的参考方向和计算结果，请你说说各支路电流的实际方向。 I1=2A I3= –1A I2=3A 　 部分电路 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 电流的类型 4 脉动直流电流 直流电流 交流电流 – DC ～ AC – DC O I t O I t O I t 大小和方向都不随时间变化的电流 大小随时间变化，但方向不随时间变化的电流 大小和方向都随时间周期性变化的电流 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 测量直流电流时电流表接线电路图 + – E S EL A I 1. 与被测电路串联。 2. 注意电流的极性。 3. 选择合适的量程。 4. 防止短路。 电流表使用 时应注意： 电流表在电路中的接法 5 电流表必须串接在被测电路中。让被测电流由电流表正极流入、负极流出。 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 电压的形成 1 电压 通常情况下，导体中电荷的运动是杂乱无章的，因而不能产生电流。要使导体中有电流通过，导体两端必须要有电压的作用，正像由于重力或压力作用，水才会从高处流向低处或定向流动一样。 电压是由电荷之间的引力或斥力即电场力的作用产生的。 ‌电压是电场力做功大小的物理量。 考点五：电路中的常用物理量 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 电压定义。 电压的大小 2 电压定义：单位正电荷从a点移动到b点电场力所作的功。 电压 单位：V(伏特） 电功率 单位：J(焦耳） 电荷量 单位：C（库仑） 电压的常用单位还有kV（千伏）和mV（毫伏），它们之间的关系为： 1 kV=103V 1V=103 mV＝106 μV 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 规定电压的方向由高电位指向低电位。 电压的方向 3 电压的方向：规定电压的方向由高电位指向低电位。 如果UAB＞0，说明A点电位比B点电位高；如果UAB=0，说明A点电位与B点电位相等；如果UAB＜0，说明A点电位比B点电位低。 和电流相似，在电路计算时，常事先选定电压的参考方向，用“+、－”标在电路图中。 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 规定电压的方向由高电位指向低电位。 电压表在电路中的接法 4 测量直流电压时电压表接线电路图 EL – + V E S 1. 与被测电路并联。 2. 注意电压的极性。 3. 选择合适的量程。 电压表使用 时应注意： 电压表必须与被测电路并联。电压表“+”接线柱接电源的正极，“-”接线柱接电源的负极。 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 电压定义。 电位 电位 1 定义：单位正电荷从a点移动到b点电场力所作的功。 如右图所示：若假设O点为参考点，则VO=0；A、B、C各点的电位就是各点与O点之间的电压，可表示为：VA=UAO，VB=UBO，VC=UCO。 若以B点为参考点，则A、C、O各点的电位与B点之间的关系又该如何表示呢？ 考点六：电路中的常用物理量 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 电压定义。 电压与电位的关系 2 即：在电路中A、B两点间的电压等于A、B两点间的电位之差。 注：（1）电压和电位都是表征电场或电路能量特性的物理量，两者 有联系也有区别。 （2）电位是相对量，它的大小与参考点的选择有关。 电压是绝对的，它的大小与参考点的选择无关。 （3）参考点的选择是任意的，但一个电路中只能选一个参考点。 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 电压定义。 电动势 电动势的定义 1 电动势：在电源内部，电源力把正电荷从低电位点（负极板）到高电位点 （正极板） 反抗电场力所做的功与被移动电荷的电荷量之比，叫做电源的电动势。 电源力移动正电荷所做的功 单位：焦[耳] 符号：J 电源力移动的电荷量 单位：库[仑] 符号：C 电源电动势 单位：伏[特] 符号：V 考点七：电路中的常用物理量 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 电压定义。 2 电动势的方向 电动势的方向：电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的正极， 即与电源两端电压的方向相反。 注：1.在电源内部的电路中，电源力移动正电荷形成电流，电流的方向 是从负极指向正极； 2.在电源外部电路中，电场力移动正电荷形成电流，电流方向是从 电源正极流向电源负极。 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 电压定义。 电动势与电压的区别 3 （1）电动势与电压是两个物理意义不同的物理量。 （2）电动势存在于电源内部，是衡量电源力做功本领的物理量; 电压存在于电源的内部和外部，是衡量电场力做功本领的物理量。 （3）电动势的方向从负极指向正极，即电位升高的方向;电压的方向 是从正极指向负极，即电位降低的方向。 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 电压定义。 电功 电功（电能） 1 定义：在电场力的作用下，电荷定向运动形成的电流所做的功称为电功。 对于纯电阻电路，欧姆公式成立，电的计算公式还可写成： 常用单位： 1kW·h＝3.6×106J 换算关系： 千瓦·时（ kW·h ） 国际单位： 焦[耳] 符号为 J 考点八：电路中的常用物理量 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 电压定义。 1 电功率 定义：电流在单位时间内所做的功叫做电功率。 对于纯电阻电路，电功率的计算公式还可以写成： 电功率 考点九：电路中的常用物理量 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 电压定义。 2 电流的热效应 电流的热效应：导体通电时发热的现象称为电流的热效应。 焦耳定律： 电流通过导体时产生的热量与电流的平方、导体的电阻和通电时间 成正比，这就是焦耳定律。 Q = I2Rt 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 电压定义。 电阻 电阻 1 定义：表示物质对带电粒子定向移动存在阻碍作用的物理量称为电阻。 单位： Ω（ 欧 姆 ） 注：电流通过电阻元件时，电场力做功，将电能转换成热能而 消耗， 所以电阻元件是一种耗能元件。 考点十：电路中的常用物理量 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 职教高考·电工技术基础 电压定义。 2 电阻定律 内容：实验证明，当温度不变时，一定材料制成的导体的电阻与它的长度成正比， 与它的横截面积成反比。 S l 式中 : ρ ——电阻率，其值由导体材料的性质决定，单位是欧[姆]米，符号为Ω·m； L——导体的长度，单位是米，符号为m； S——导体的截面积，单位是平方米，符号为㎡； R——导体的电阻，单位是欧[姆]，符号为Ω。 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 电压定义。 电阻率： 电阻率是一个反映物体导电性能的物理量。 ρ-电阻率单位为Ω·m。（ 铜=1.75x10-8Ω·m ρ铝=2.83x10-8Ω·m ） 注：导体的电阻不仅和导体的材料性质及尺寸有关,而且与温度有关。 物质分类 导体： r < 10 –6 W  m 的物体叫做导体。 绝缘体： r > 10 5 W  m 的物体叫做绝缘体。 半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物体叫做半导体。 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 职教高考·电工技术基础 电压定义。 电阻与温度的关系 3 温度对导体电阻的影响 （1）温度升高，使物质分子的热运动加剧，带电质点的碰撞次数增加， 即自由电子的移动受到的阻碍增加； （2）温度升高，使物质中带电质点数目增多，更容易导电。 （3）随温度的升高，导体电阻究竟是增大了还是减小了，要视哪一种 因素的作用占主要地位而定。 对口升学·电工技术基础 知识学习 一 1. 在下列选项中，不是电路组成部分的是 ( ) A.电源 B.电流 C.控制装置 D.负载 【解题分析】本题主要考核电路组成部分。有四部分：电源、负载以 及导线和控制保护装置 B 对口升学·电工技术基础 巩固练习 二 2. 下列不属于电路状态的是 ( ) A.闭路 B.短路 C.回路 D.开路 C 【解题分析】本题主要考核电路的状态。有通路（闭路）、断路（开 路）和短路。 对口升学·电工技术基础 巩固练习 二 3. 电路中蓄电池一定是电源吗? 【解题分析】本题主要考查电路的组成。蓄电池的功能取决于具体电 路状态：放电时为电源，充电时为用电器。 对口升学·电工技术基础 巩固练习 二 4. 电场中某点电场强度的方向就是处在该点的点电荷受力的方向。（ ） 【解题分析】本题主要考查电场强度的方向，就是正电荷在该点所受 电场力的方向。 × 对口升学·电工技术基础 巩固练习 二 5. 关于电场中某点电场强度，下列说法正确的是。（ ） A.电场强度是检验电荷在该点受到的力与其电荷量的比 B.检验电荷必须是正电荷 C.电场强度的方向是正点电荷受力的方向 D.电场强度的单位是V/m E.电场强度与检验电荷成正比 【解题分析】本题主要考查电场强度的定义，检验电荷在电场中某点所受 电场力F与检验电荷量q的比值称为该点的电场强度，用公式 表示为E=F/q，单位为N/C；电场强度与电压有关系式E=U/d， 单位间的关系1 N/C=1 V/m。 ACD 对口升学·电工技术基础 巩固练习 二 6. 电流的形成是指 ( ) A.电荷的自由移动 B.正电荷的定向移动 C.负电荷的自由移动 D.电荷的定向移动 【解题分析】本题主要考查电流的形成概念。 D 对口升学·电工技术基础 巩固练习 二 7. 下列说法正确的是 （ ） A.导体通过的电量越多，电流就越大 B.导体通电时间越长，电流就越小 C.导体通过的电量越多，电流就越小 D.电量一定时，所需时间越短，电流越大 【解题分析】本题主要考查电流的大小定义。 D 对口升学·电工技术基础 巩固练习 二 8. 如图所示支路电流的实际方向为 （ ） A.由a流向 b B.由 b 流向 a C.电流方向无法确定 D.都不对 【解题分析】本题主要考查电流的方向。 A 对口升学·电工技术基础 巩固练习 二 9. 直流电路中任一支路电流的实际方向都是从高电位点指向低电位点。 （ ） 【解题分析】本题主要考查电源外部和内部电流方向。外电路中，电 流从高电位流向低电位；在电源内部，电流从低电位流 向高电位。 × 对口升学·电工技术基础 巩固练习 二 10. 关于电压，下列说法正确的是（ ） A.电压是衡量电源力做功大小的物理量 B.电压是绝对值,电位是相对值,所以电压和电位的本质不同 C.UAB的实际方向一定由A→B D.电压UAB中,A为电压的起点,B为电压的终点 【解题分析】本题主要考查电压的概念。 D 对口升学·电工技术基础 巩固练习 二 11. 电路中任意一点的电位和任意两点间的电压都与参考点的选择有关。 （ ） 【解题分析】本题主要考查电位和电压两个物理量的区别。电位是相对 的，它的大小与参考点选择有关；电压是绝对的，它的大 小与参考点选择无关。 × 对口升学·电工技术基础 巩固练习 二 12. 在某电路中，已知A点电位为6V，UBA=7V，UCB=3V，则VB= V， VC= V。 【解题分析】本题主要考查电压和电位的关系。 VB= UBA+VA=7V+6V=13V， VC= UCB+VB=3V+13V=16V 13 16 对口升学·电工技术基础 巩固练习 二 13. 理想情况下，2度电可供“220V 40W”的灯正常发光（ ）。 A.20h B.50h C.40h D.100h 【解题分析】本题主要考查电功的计算。 根据公式 W=Pt计算， 1KW·h=1度电 B 对口升学·电工技术基础 巩固练习 二 14. 导体的电阻不仅与导体的材料性质及尺寸有关，而与温度有关。 （ ） 【解题分析】本题主要考查导体电阻的决定因素。 √ 对口升学·电工技术基础 巩固练习 二 15. 电阻是导体本身的一种性质。 （ ） 【解题分析】本题主要考查电阻是导体本身的一种固有物理性质，它反 映了导体对电流的阻碍作用。 √ 对口升学·电工技术基础 巩固练习 二 感谢观看 对口升学·电工技术基础 $