第一章电路基础知识哈哈哈

第一章电路基础知识

§1-1电流和电压

§1-2电阻

§1-3欧姆定律

§1-4电功和电功率

§1-1电流和电压这些看似复杂的东西，其实都是由简单的电路组合成的！怎样连接，可以控制灯泡亮灭？思考：1.电路的定义2.电路的组成一、电路1.电路及其组成（1）电路：电流流通的路径。（2）电路的组成：电源、开关、负载和导线。控制电路导通和断开消耗电能提供电能连接电路这样连接对吗？开路状态开路（断路）连接断开的电路（如断开开关、导线松脱、负载烧坏等等）。特点电路中无电流。??短路这样连接对吗？状态短路连接直接用导线把电源的两端连接起来。特点电路会有极大的电流，可能把电源烧坏。这种情况是不允许的！状态通路连接电路连接后，处处连通。特点电路中有电流，负载正常工作。2.电路的状态电路的三种状态状态通路开路(断路)短路连接电路连接后，处处连通断开的电路（如断开开关、导线松脱、负载烧坏等等）直接用导线连接电源的两端起来。特点电路中有电流，负载正常工作。电路中无电流。电路会有极大的电流，可能把电源烧坏。这种情况是不允许的！3.电路图用电气符号描述电路连接情况的图，称为电路原理图，简称电路图。4.电路的功能

(1)进行能量的转换、传输和分配

(2)实现信息的传递和处理

电能的传输示意图扩音机电路示意图二、电流二、电流1．电流的形成自由电子平时它们运动的方向杂乱无章

接上电池后，它们就受到了推动力，出现了定向移动。导体中自由电荷的定向移动形成电流。移动的电荷称为载流子。电流形成的条件：1.闭合回路2.有电源二、电流2．电流的方向习惯上规定正电荷移动的方向为电流的方向。

因此电流的方向实际上与电子移动的方向相反。当电路闭合时，在电源外部，电流的方向是从电源正极经过用电器流向负极。在电源内部，电流的方向是从电源负极流向正极。二、电流2．电流的方向

在分析和计算复杂的直流电路时，难以确定电流方向，这时可先任意假定电流的参考方向。若计算I>0，表明电流的实际方向与参考方向相同；若计算I<0，表明电流的实际方向与参考方向相反。3．电流的大小在单位时间内，通过导体横截面的电荷量越多，就表示流过该导体的电流越强。若在t时间内通过导体横截面的电荷量是Q

，则电流I可用下式表示：式中，I、Q、t的单位为安(A)、库仑(C)、秒(s)。电流的单位及换算：1A=103mA=106μA=109nA4．电流的测量（1）对交流(AC)、直流(DC)电流应分别使用______电流表和_______电流表测量。（2）电流表必____接到被测量的电路中。（3）直流电流表表壳接线柱上标明的“+”、“－”记号，应和电路的_______相一致，不能接错，否则指针要________，既影响正常测量，也容易损坏电流表。（4）要合理选择电流表的量程。每个电流表都有一定的测量范围，称为电流表的_______。 一般被测电流的数值在电流表量程的______以上，读数较为准确。因此在测量之前应先__________________，以便选择_________的电流表。 若无法估计，可先用电流表的___________挡测量，当指针偏转不到_____刻度时，再改用________挡去测量，直到测得正确数值为止。课堂练习1.在下图所示电路图中，正确的是（）2.电路是由_____、_____、_____、_____组成的。3、画出下图的电路图4.以下关于电流的说法中正确的是（）A．电荷的运动形成电流B．电荷的定向移动形成电流C．只有正电荷的定向移动才能形成电流D．只有自由电子的定向移动才能形成电流5.下列说法中正确的是（）A．电流是带电粒子的运动B．电路中有电流，一定有电源C．电路中有电源，一定有电流D．电源是消耗电能的装置6.判断下图中电流的实际流向7.已知在1分钟内流过某导体横截面的电荷量为6库仑，试计算通过该导体的电流大小为多少毫安。8.思考：直流电流表能否直接接在干电池两端？三、电压、电位和电动势1．电压

(1)电压的大小

电场力将单位正电荷从a点移到b点所做的功，称为a、b两点间的电压，用Uab表示。电压单位是伏特，简称伏（V）。千伏(KV)、伏、毫伏(mV)之间的换算：

1V=103mV=10－3KV(2)电压的方向①实际方向

规定由高电位指向低电位为电压的实际正方向。因此电压又称为电压降。②电压方向的表示方法箭头法正负极性法双下标法③电压参考方向的选取

关联参考方向、非关联参考方向2．电位(1)电位的概念

在电路中选定一个参考点，电路中某一点与参考点之间的电压即为该点的电位。

用符号φ

表示，单位伏特(V)。

如a点电位可以表示为(2)参考点的选取

(3)电位与电压的关系

电路中任意两点之间的电位差就等于这两点之间的电压，即Uab=Ua－Ub，故电压又称电位差。

电路中某点的电位与参考点的选择有关，但两点间的电位差与参考点的选择无关。注意3．电动势 电源将正电荷从电源负极经电源内部移到正极的能力用电动势表示。

★符号：E

单位：伏特(V)★

电动势的实际方向：负极

正极

对于一个电源来说，既有电动势，又有端电压。电动势只存在于电源内部；而端电压则是电源加在外电路两端的电压，其方向由正极指向负极。物理量符号概念存在大小方向电动势E电源移动正电荷的能力电源内部数值上等于端电压(电源正负极电位差)电源内部负极指向正极端电压U电源两端的电压外电路数值上等于电动势电源外部正极指向负极电压U电场力移动正电荷的能力外电路及内电路数值上等于两点电位差高电位指向低电位4.电压的测量

(1)对交、直流电压应分别采用交流电压表和直流电压表测量。

(2)电压表必须并联在被测电路的两端。

(3)直流电压表表壳接线柱上标明的“+”“－”记号，应和被测两点的电位相一致，即“+”端接高电位，“－”端接低电位，不能接错，否则指针要反转，并会损坏电压表。

(4)合理选择电压表的量程，其方法和电流表相同。课堂练习1.假定参考电压如图（1）若实际电压为

，求u（2）若实际电压为

，求u2.如图，已知UAB=—2V，判断A、B哪一端的电位高？3.已知Uab=5V，假定参考点的电位为0V。若以a点为参考点，求b点电位；若以b点为参考点，求a点电位。4.思考：直流电压表能否直接与1.5V电池正负极接线？5.已知一节1.5V干电池，以电池负极为参考点。若参考点电位为0V，求电池正极的电位；若参考点电位为3V，求电池正极的电位。6.如图所示，虚线为参考方向，实线为实际方向。试求，电流I=？，电压U=？§1-2电阻一、电阻与电阻率1.电阻的概念当电流流过导体时，做定向运动的电荷会和导体内的带点粒子发生碰撞，因而导体通过电流的同时对电流起阻碍作用。

电流对导体的阻碍作用称为电阻。用R表示，单位欧姆（Ω）。常用单位换算：

1MΩ=103

KΩ=106Ω具有一定阻值的元件——电阻器，也叫做定值电阻，简称电阻。各种电阻器电阻在电路图中的符号是？R与哪些因素有关？一、电阻与电阻率2.电阻的大小

导体的电阻是导体本身的一种性质。其大小决定于导体的材料、长度和横截面积，计算公式：

式中，ρ称为材料的电阻率，单位欧姆米(Ω·m)，长度(l)单位米(m)，横截面积(S)单位平方米(㎡)。1.判断导体的电阻与导体的横截面积有关，导体的横截面积越大，电阻一定越小。2.填空题（1）同种材料，长度相同的电阻，横截面积越大，电阻越____；（2）同种材料，横截面积相同的电阻，长度越大，电阻越____。（3）长度和横截面积都相同的电阻，材料不同，电阻一般________。小大不同3.电阻率电阻率的大小反映了物体的导电能力。

通过上面两个演示可以看出导体的电阻是否与温度有关呢？结论：导体的电阻与导体的温度有关二、电阻与温度的关系

各种材料的电阻率都随温度而变化。

各种材料的电阻率与温度的关系？金属:二、电阻与温度的关系

利用某些材料对温度的敏感特性，可以制成热敏电阻。三、用万用表测量电阻

测量时注意以下几点：

1.准备测量电路中的电阻时应先切断电源，切不可带电测量。

2.首先估计被测电阻的大小，选择适当的倍率挡，然后调零，即将两支表笔相触，旋动调零电位器，使指针指在零位。

3.测量时双手不可碰到电阻引脚及表笔金属部分，以免接入人体电阻，引起测量误差。

4．测量电路中某一电阻时，应将电阻的一端断开。课堂练习1.填空题电阻是导体本身的一种______，它的大小决定于导体的______、________和_________。此外，导体的电阻还与导体的______有关，对于大多数的导体来说，具体关系是：_______________________。性质材料横截面积长度温度温度升高，电阻增大2.判断：（1）铜导线的电阻比铁导线的电阻小。（2）温度升高，导体的电阻会增大。（3）长的铜导线的电阻比短的铜导线的电阻大。3.单位换算：20千欧＝______兆欧＝________欧。2MΩ＝_______kΩ＝________Ω0.022000020002×1064.为了改变导体的电阻，下列方法中错误的是（）A.改变导体的粗细B.改变导体的长短C.改变导体的组成材料D.使直导线变弯D3.思考：灯泡的灯丝是钨制成的，它的电阻是在正常发光时大还是在没有使用时大？§1-3欧姆定律思考:人为什么会触电?一、部分电路欧姆定律

只含有负载而不包含电源的一段电路称为部分电路。

内容：导体中的电流，与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。公式：当电压与电流的参考方向关联时，当电压与电流的参考方向非关联时，

如果以电压为横坐标，电流为纵坐标，可画出电阻的U/I关系曲线，即伏安特性曲线。

电阻元件的伏安特性曲线是直线时，称为线性电阻，其电阻值可认为是不变的常数。 如果不是直线，则称为非线性电阻。

二、全电路欧姆定律

全电路是含有电源的闭合电路。电源内部的电路称为内电路。电源内部的电阻称为内电阻，简称内阻。电源外部的电路称外电路，外电路中的电阻称为外电阻。

内容： 闭合电路中的电流与电源的电动势成正比，与电路的总电阻（内电路电阻与外电路电阻之和）成反比。 公式：

全电路欧姆定律又可表述为：

电源电动势等于U外和U内之和。三、电源的外特性

电源端电压U与电源电动势E的关系为：U=E－Ir

可见，当电源电动势E和内阻r一定时，电源端电压U将随负载电流I的变化而变化。

电源端电压随负载电流变化的关系特性称为电源的外特性，其关系特性曲线称为电源的外特性曲线。电路的三种不同状态1.通路开关SA接到位置“3”时，电路处于通路状态。电路中电流为 端电压与输出电流的关系为

U外=E－U内

=E－Ir2.开路（断路） 开关SA接到位置“2”时，电路处于开路状态。即：电源的开路电压等于电源电动势。实物电路连接探究电阻上的电流与电压的关系3.短路开关SA接到位置“1”时，相当于电源两极被导线直接相连。电路中短路电流为由于电源内阻一般都很小，所以短路电流极大。此时电源对外输出电压一位学生在雨中接手机被闪电击中身亡(新浪网－现代快报)雷电重灾区深圳某年已发生各类雷击事故60余起,各种损失就达一千多万元防雷设施—避雷针§1-4电功和