1-2 电流和电压《电工基础》(劳动版·第6版) 河南省（对口招生）机电与机械类 知识点讲解

河南省（对口招生）机械类《电工基础》 知识点讲解 1-2电流和电压 【课程要求】 1. 理解电流、电压的核心定义、物理意义及单位换算，能准确区分易混淆概念。 2. 能识别电流、电压相关的示意图、实验图，理解图形含义。 3. 掌握电流、电压的参考方向设定方法，能判断参考方向与实际方向的关系。 4. 根据参考方向分析简单电路的电流、电压正负含义。 5. 能运用电流、电压的基础知识点，解释简单电路的工作现象。 6. 掌握用万用表测量电路中电流、电压的基本方法。 【知识网络】 【知识要点】 知识点 1 电流的定义与形成 1.电流的定义 电荷的定向移动形成电流，移动的电荷又称载流子。电流的大小称为电流强度，简称电流。 2.核心公式 核心公式：I= - I：电流，单位为安培（A），是国际单位制中的基本单位，教材明确其为电流的核心计量单位； - Q：电荷量，单位为库仑（C），教材简要说明其为衡量电荷多少的物理量； - t：时间，单位为秒（s），与物理学科基础单位一致，教材未额外拓展，仅明确公式应用场景。 3.电流的方向 ①实际方向:习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流的实际方向。 ②参考方向：在复杂电路中，电流的实际方向难以直接判断，因此人为规定一个假定的方向，称为电流的参考方向（也叫正方向），这是分析复杂电路的基础方法。 知识点 2 电流的分类 1. 分类依据 根据电流的大小和方向是否随时间变化，将电流分为直流电流和交变电流两大类。 2. 直流电流 - 定义：方向不随时间变化的电流，教材明确其核心特征为“方向不变”； - 稳恒直流电流：大小和方向都不随时间变化（如干电池提供的电流）； - 脉动直流电流：大小随时间变化，但方向不变（如整流后的电流）。 3.交变电流 - 定义：大小和方向都随时间周期性变化的电流（如家庭电路中的电流）。 知识点 3 电压的定义与物理意义 1. 电压的定义 定义：电路中两点之间的电位差，称为电压，用符号“U”表示。 2. 物理意义 电压是衡量单位电荷在电路中两点之间具有的能量差的物理量，即1库仑的电荷在两点之间移动时，电场力所做的功，就是这两点之间的电压。 3. 核心公式 ， - U：电压，单位为伏特（V）； - W：电场力所做的功，单位为焦耳（J）； - Q：电荷量，单位为库仑（C），与电流公式中的电荷量单位一致。 4.电压的方向 ①实际方向：规定从高电位点（+）指向低电位点（-）的方向，为电压的实际方向，即电压的实际方向是“电位降低的方向”。 ②参考方向：与电流参考方向类似，人为规定一个假定的电压方向，称为电压的参考方向，用于判断电压的正负。 ③表示方法：一是用“+”“-”标注在电路两点（+为假定高电位，-为假定低电位）；二是用箭头标注，箭头指向为假定的电压降低方向。 ④ 参考方向与实际方向的关系： - 若电压的实际方向与参考方向一致，则电压值为正值（U>0）； - 若电压的实际方向与参考方向相反，则电压值为负值（U<0）。 知识点 4 电压与电位 1. 电压基本单位 伏特（V），简称伏，1伏特的物理意义：1库仑的电荷在电路两点之间移动时，电场力所做的功为1焦耳（即1V=1J/C），与电压定义、核心公式紧密衔接，保持知识连贯性。 2. 常用辅助单位 千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（μV），换算关系严格遵循教材表述： - 1kV = 10³ V（1千伏等于一千伏特）； - 1mV = 10⁻³ V（1毫伏等于千分之一伏特）； - 1μV = 10⁻³ mV = 10⁻⁶ V（1微伏等于千分之一毫伏、百万分之一伏特） 3.电位的定义 电路中某点到参考点（规定为0电位点，通常取电源负极或大地）的电位差，称为该点的电位，用符号“V”表示。 4.电压与电位的关系 电路中两点之间的电压，等于这两点的电位之差，即UAB = VA - VB。 知识点 4 实操应用——万用表测量电流、电压 1. 实验目的 掌握用万用表测量电路中电流、电压的基本方法，验证电流、电压的基本特性。 2. 测量电流 - 选择量程：根据电路中电流的预估大小，选择万用表“电流档”（mA或A档），若预估电流未知，选择最大量程，避免量程过小损坏仪表； - 接线方式：将万用表串联在被测电路中，电流从万用表“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出； - 读数记录：待指针稳定后，根据选择的量程，读取指针对应的数值，记录电流大小及单位。 3. 测量电压 - 选择量程：根据电路中电压的预估大小，选择万用表“电压档”（V档），未知电压时选择最大量程，与电流测量的量程选择逻辑一致； - 接线方式：将万用表并联在被测两点之间，万用表“+”接线柱接高电位点，“-”接线柱接低电位点； - 读数记录：待指针稳定后，根据量程读取数值，记录电压大小及单位，与电流测量的读数记录方法一致，保持操作逻辑连贯。 4. 注意事项 - 测量前需检查万用表指针是否指在零刻度线，若未指零，需进行调零； - 测量时严禁带电切换量程，避免损坏万用表； - 测量电流时，绝对不能将万用表直接并联在电源两端，否则会短路损坏仪表和电源； - 测量完成后，将万用表切换至“OFF”档或最大电压档，便于下次使用。 【练习题】 一、单项选择题 1. 形成电流的条件是（ ）。 A. 有电源 B. 有自由电荷 C. 电路两端有电压且电路是通路 D. 有导线连接 2. 关于电流的方向，下列说法正确的是（ ）。 A. 电流的方向就是自由电子定向移动的方向 B. 电流的方向规定为正电荷定向移动的方向 C. 在电源外部，电流从电源负极流向正极 D. 电流的方向是杂乱无章的 3. 在国际单位制中，电流的单位是（ ）。 A. 伏特（V） B. 安培（A） C. 库仑（C） D. 瓦特（W） 4. 电压是衡量（ ）做功本领的物理量。 A. 电流 B. 电阻 C. 电场力 D. 电源 5. 电路中两点间的电压大小与（ ）有关。 A. 零电位点的选择 B. 这两点的位置 C. 电路的形状 D. 导线的粗细 6. 若某元件两端的电压，则说明（ ）。 A. a点电位比b点电位高5V B. a点电位比b点电位低5V C. a点电位为5V D. b点电位为-5V 7. 10秒钟内通过导体横截面的电荷量为2库仑，则导体中的电流为（ ）。 A. 20A B. 5A C. 0.2A D. 2A 8. 下列关于电位与电压关系的说法，正确的是（ ）。 A. 电位是相对的，电压是绝对的 B. 电位是绝对的，电压是相对的 C. 电位和电压都是绝对的 D. 电位和电压都是相对的 9. 在金属导体中，导电的载流子是（ ）。 A. 正离子 B. 负离子 C. 自由电子 D. 空穴 10. 电路中参考点（零电位点）改变时，下列说法正确的是（ ）。 A. 各点电位不变，任意两点间电压不变 B. 各点电位改变，任意两点间电压改变 C. 各点电位改变，任意两点间电压不变 D. 各点电位不变，任意两点间电压改变 二、填空题 1. 电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的__________，其定义式为I = __________。 2. 电压的实际方向规定为__________电位指向__________电位。 3. 在电路分析中，若计算出的电流值为负值，说明电流的实际方向与参考方向__________。 4. 电路中某点的电位，就是该点与__________之间的电压。 5. 已知φa=10V，φb=4V，则 Uab= ______ V。 6. 电流的常用单位除了安培（A）外，还有毫安（mA）和微安（μA），它们之间的换算关系是 1A= ______mA。 7. 在电源外部，电流总是从电源的__________极流出，经过负载流回__________极。 8. 电压的国际单位是__________，符号是__________。 三、判断题 1. 1. 只要有自由电荷，导体中就一定有电流。（ ） 2. 电流的方向总是从电源的正极流向负极。（ ） 3. 电路中两点间的电压与零电位点的选择无关。（ ） 4. 负电荷定向移动的方向就是电流的方向。（ ） 5. 电压是产生电流的原因，没有电压就没有电流。（ ） 6. 电位是相对量，其大小随参考点的变化而变化。（ ） 7. Uab = -Uba。（ ） 8. 在直流电路中，电流的大小和方向都不随时间变化。 四、综合应用题 在闭合电路中，已知电源电动势 E=12VE=12V，内阻忽略不计。电路由电阻R1=2Ω和R2=4Ω，串联组成。 (1) 求电路中的电流 I，并标出实际电流方向； (2) 若以电源负极（B点）为参考点，计算 A 点（电源正极）和 C 点（R1与R2的中点）的电位； (3) 若以 A 点为参考点，重求 C 点的电位。 【答案】 一、单项选择题 1. C 2.B 3. B 4. C 5. B 6. B 7.C 8. A 9. C 10. C 二、填空题 1. 电荷量（或电荷）； 2. 高；低 3. 相反 4. 参考点 用电器；热能（或内能） 5. 6 6. 1000 7. 正；负 8. 伏特；V 三、判断题 1. × 2. × 3. √ 4. × 5. √ 6. √ 7. √ 8. √ 四、看图填空 (1)计算电流： 总电阻 R=R1+R2=2+4=6Ω 根据欧姆定律，电流I=E/R=12/6=2A 方向：在闭合回路中，电流从电源正极流出，即从 A 点经 R1、R2流回 B 点。 (2)以 B 点为参考点 (VB=0V) A 点电位：VA=E=12V 计算 C 点电位：R1两端电压UAC=I×R1=2×2=4V。 因为电流从 A 流向 C，C 点电位低于 A 点。 所以 VC=VA−UAC=12−4=8V。 (3)以 A 点为参考点 (VA=0V) B 点电位：VB=−12V。计算 C 点电位：此时 C 点电势低于 A 点。 VC=0−UAC=0−4=−4V。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $