第一章電路基礎知識哈哈哈

第一章電路基礎知識

§1-1電流和電壓

§1-2電阻

§1-3歐姆定律

§1-4電功和電功率

§1-1電流和電壓這些看似復雜的東西，其實都是由簡單的電路組合成的！怎樣連接，可以控制燈泡亮滅？思考：1.電路的定義2.電路的組成一、電路1.電路及其組成（1）電路：電流流通的路徑。（2）電路的組成：電源、開關、負載和導線?？刂齐娐穼ê蛿嚅_消耗電能提供電能連接電路這樣連接對嗎？開路狀態(tài)開路（斷路）連接斷開的電路（如斷開開關、導線松脫、負載燒壞等等）。特點電路中無電流。??短路這樣連接對嗎？狀態(tài)短路連接直接用導線把電源的兩端連接起來。特點電路會有極大的電流，可能把電源燒壞。這種情況是不允許的！狀態(tài)通路連接電路連接后，處處連通。特點電路中有電流，負載正常工作。2.電路的狀態(tài)電路的三種狀態(tài)狀態(tài)通路開路(斷路)短路連接電路連接后，處處連通斷開的電路（如斷開開關、導線松脫、負載燒壞等等）直接用導線連接電源的兩端起來。特點電路中有電流，負載正常工作。電路中無電流。電路會有極大的電流，可能把電源燒壞。這種情況是不允許的！3.電路圖用電氣符號描述電路連接情況的圖，稱為電路原理圖，簡稱電路圖。4.電路的功能

(1)進行能量的轉換、傳輸和分配

(2)實現(xiàn)信息的傳遞和處理

電能的傳輸示意圖擴音機電路示意圖二、電流二、電流1．電流的形成自由電子平時它們運動的方向雜亂無章

接上電池后，它們就受到了推動力，出現(xiàn)了定向移動。導體中自由電荷的定向移動形成電流。移動的電荷稱為載流子。電流形成的條件：1.閉合回路2.有電源二、電流2．電流的方向習慣上規(guī)定正電荷移動的方向為電流的方向。

因此電流的方向實際上與電子移動的方向相反。當電路閉合時，在電源外部，電流的方向是從電源正極經(jīng)過用電器流向負極。在電源內部，電流的方向是從電源負極流向正極。二、電流2．電流的方向

在分析和計算復雜的直流電路時，難以確定電流方向，這時可先任意假定電流的參考方向。若計算I>0，表明電流的實際方向與參考方向相同；若計算I<0，表明電流的實際方向與參考方向相反。3．電流的大小在單位時間內，通過導體橫截面的電荷量越多，就表示流過該導體的電流越強。若在t時間內通過導體橫截面的電荷量是Q

，則電流I可用下式表示：式中，I、Q、t的單位為安(A)、庫侖(C)、秒(s)。電流的單位及換算：1A=103mA=106μA=109nA4．電流的測量（1）對交流(AC)、直流(DC)電流應分別使用______電流表和_______電流表測量。（2）電流表必____接到被測量的電路中。（3）直流電流表表殼接線柱上標明的“+”、“－”記號，應和電路的_______相一致，不能接錯，否則指針要________，既影響正常測量，也容易損壞電流表。（4）要合理選擇電流表的量程。每個電流表都有一定的測量范圍，稱為電流表的_______。 一般被測電流的數(shù)值在電流表量程的______以上，讀數(shù)較為準確。因此在測量之前應先__________________，以便選擇_________的電流表。 若無法估計，可先用電流表的___________擋測量，當指針偏轉不到_____刻度時，再改用________擋去測量，直到測得正確數(shù)值為止。課堂練習1.在下圖所示電路圖中，正確的是（）2.電路是由_____、_____、_____、_____組成的。3、畫出下圖的電路圖4.以下關于電流的說法中正確的是（）A．電荷的運動形成電流B．電荷的定向移動形成電流C．只有正電荷的定向移動才能形成電流D．只有自由電子的定向移動才能形成電流5.下列說法中正確的是（）A．電流是帶電粒子的運動B．電路中有電流，一定有電源C．電路中有電源，一定有電流D．電源是消耗電能的裝置6.判斷下圖中電流的實際流向7.已知在1分鐘內流過某導體橫截面的電荷量為6庫侖，試計算通過該導體的電流大小為多少毫安。8.思考：直流電流表能否直接接在干電池兩端？三、電壓、電位和電動勢1．電壓

(1)電壓的大小

電場力將單位正電荷從a點移到b點所做的功，稱為a、b兩點間的電壓，用Uab表示。電壓單位是伏特，簡稱伏（V）。千伏(KV)、伏、毫伏(mV)之間的換算：

1V=103mV=10－3KV(2)電壓的方向①實際方向

規(guī)定由高電位指向低電位為電壓的實際正方向。因此電壓又稱為電壓降。②電壓方向的表示方法箭頭法正負極性法雙下標法③電壓參考方向的選取

關聯(lián)參考方向、非關聯(lián)參考方向2．電位(1)電位的概念

在電路中選定一個參考點，電路中某一點與參考點之間的電壓即為該點的電位。

用符號φ

表示，單位伏特(V)。

如a點電位可以表示為(2)參考點的選取

(3)電位與電壓的關系

電路中任意兩點之間的電位差就等于這兩點之間的電壓，即Uab=Ua－Ub，故電壓又稱電位差。

電路中某點的電位與參考點的選擇有關，但兩點間的電位差與參考點的選擇無關。注意3．電動勢 電源將正電荷從電源負極經(jīng)電源內部移到正極的能力用電動勢表示。

★符號：E

單位：伏特(V)★

電動勢的實際方向：負極

正極

對于一個電源來說，既有電動勢，又有端電壓。電動勢只存在于電源內部；而端電壓則是電源加在外電路兩端的電壓，其方向由正極指向負極。物理量符號概念存在大小方向電動勢E電源移動正電荷的能力電源內部數(shù)值上等于端電壓(電源正負極電位差)電源內部負極指向正極端電壓U電源兩端的電壓外電路數(shù)值上等于電動勢電源外部正極指向負極電壓U電場力移動正電荷的能力外電路及內電路數(shù)值上等于兩點電位差高電位指向低電位4.電壓的測量

(1)對交、直流電壓應分別采用交流電壓表和直流電壓表測量。

(2)電壓表必須并聯(lián)在被測電路的兩端。

(3)直流電壓表表殼接線柱上標明的“+”“－”記號，應和被測兩點的電位相一致，即“+”端接高電位，“－”端接低電位，不能接錯，否則指針要反轉，并會損壞電壓表。

(4)合理選擇電壓表的量程，其方法和電流表相同。課堂練習1.假定參考電壓如圖（1）若實際電壓為

，求u（2）若實際電壓為

，求u2.如圖，已知UAB=—2V，判斷A、B哪一端的電位高？3.已知Uab=5V，假定參考點的電位為0V。若以a點為參考點，求b點電位；若以b點為參考點，求a點電位。4.思考：直流電壓表能否直接與1.5V電池正負極接線？5.已知一節(jié)1.5V干電池，以電池負極為參考點。若參考點電位為0V，求電池正極的電位；若參考點電位為3V，求電池正極的電位。6.如圖所示，虛線為參考方向，實線為實際方向。試求，電流I=？，電壓U=？§1-2電阻一、電阻與電阻率1.電阻的概念當電流流過導體時，做定向運動的電荷會和導體內的帶點粒子發(fā)生碰撞，因而導體通過電流的同時對電流起阻礙作用。

電流對導體的阻礙作用稱為電阻。用R表示，單位歐姆（Ω）。常用單位換算：

1MΩ=103

KΩ=106Ω具有一定阻值的元件——電阻器，也叫做定值電阻，簡稱電阻。各種電阻器電阻在電路圖中的符號是？R與哪些因素有關？一、電阻與電阻率2.電阻的大小

導體的電阻是導體本身的一種性質。其大小決定于導體的材料、長度和橫截面積，計算公式：

式中，ρ稱為材料的電阻率，單位歐姆米(Ω·m)，長度(l)單位米(m)，橫截面積(S)單位平方米(㎡)。1.判斷導體的電阻與導體的橫截面積有關，導體的橫截面積越大，電阻一定越小。2.填空題（1）同種材料，長度相同的電阻，橫截面積越大，電阻越____；（2）同種材料，橫截面積相同的電阻，長度越大，電阻越____。（3）長度和橫截面積都相同的電阻，材料不同，電阻一般________。小大不同3.電阻率電阻率的大小反映了物體的導電能力。

通過上面兩個演示可以看出導體的電阻是否與溫度有關呢？結論：導體的電阻與導體的溫度有關二、電阻與溫度的關系

各種材料的電阻率都隨溫度而變化。

各種材料的電阻率與溫度的關系？金屬:二、電阻與溫度的關系

利用某些材料對溫度的敏感特性，可以制成熱敏電阻。三、用萬用表測量電阻

測量時注意以下幾點：

1.準備測量電路中的電阻時應先切斷電源，切不可帶電測量。

2.首先估計被測電阻的大小，選擇適當?shù)谋堵蕮?，然后調零，即將兩支表筆相觸，旋動調零電位器，使指針指在零位。

3.測量時雙手不可碰到電阻引腳及表筆金屬部分，以免接入人體電阻，引起測量誤差。

4．測量電路中某一電阻時，應將電阻的一端斷開。課堂練習1.填空題電阻是導體本身的一種______，它的大小決定于導體的______、________和_________。此外，導體的電阻還與導體的______有關，對于大多數(shù)的導體來說，具體關系是：_______________________。性質材料橫截面積長度溫度溫度升高，電阻增大2.判斷：（1）銅導線的電阻比鐵導線的電阻小。（2）溫度升高，導體的電阻會增大。（3）長的銅導線的電阻比短的銅導線的電阻大。3.單位換算：20千歐＝______兆歐＝________歐。2MΩ＝_______kΩ＝________Ω0.022000020002×1064.為了改變導體的電阻，下列方法中錯誤的是（）A.改變導體的粗細B.改變導體的長短C.改變導體的組成材料D.使直導線變彎D3.思考：燈泡的燈絲是鎢制成的，它的電阻是在正常發(fā)光時大還是在沒有使用時大？§1-3歐姆定律思考:人為什么會觸電?一、部分電路歐姆定律

只含有負載而不包含電源的一段電路稱為部分電路。

內容：導體中的電流，與導體兩端的電壓成正比，與導體的電阻成反比。公式：當電壓與電流的參考方向關聯(lián)時，當電壓與電流的參考方向非關聯(lián)時，

如果以電壓為橫坐標，電流為縱坐標，可畫出電阻的U/I關系曲線，即伏安特性曲線。

電阻元件的伏安特性曲線是直線時，稱為線性電阻，其電阻值可認為是不變的常數(shù)。 如果不是直線，則稱為非線性電阻。

二、全電路歐姆定律

全電路是含有電源的閉合電路。電源內部的電路稱為內電路。電源內部的電阻稱為內電阻，簡稱內阻。電源外部的電路稱外電路，外電路中的電阻稱為外電阻。

內容： 閉合電路中的電流與電源的電動勢成正比，與電路的總電阻（內電路電阻與外電路電阻之和）成反比。 公式：

全電路歐姆定律又可表述為：

電源電動勢等于U外和U內之和。三、電源的外特性

電源端電壓U與電源電動勢E的關系為：U=E－Ir

可見，當電源電動勢E和內阻r一定時，電源端電壓U將隨負載電流I的變化而變化。

電源端電壓隨負載電流變化的關系特性稱為電源的外特性，其關系特性曲線稱為電源的外特性曲線。電路的三種不同狀態(tài)1.通路開關SA接到位置“3”時，電路處于通路狀態(tài)。電路中電流為 端電壓與輸出電流的關系為

U外=E－U內

=E－Ir2.開路（斷路） 開關SA接到位置“2”時，電路處于開路狀態(tài)。即：電源的開路電壓等于電源電動勢。實物電路連接探究電阻上的電流與電壓的關系3.短路開關SA接到位置“1”時，相當于電源兩極被導線直接相連。電路中短路電流為由于電源內阻一般都很小，所以短路電流極大。此時電源對外輸出電壓一位學生在雨中接手機被閃電擊中身亡(新浪網(wǎng)－現(xiàn)代快報)雷電重災區(qū)深圳某年已發(fā)生各類雷擊事故60余起,各種損失就達一千多萬元防雷設施—避雷針§1-4電功和