中职电工基础教案-201页.doc

1、1第一章 电路基础知识1.1 库仑定律一、电荷1、自然界中只有正、负电荷，电荷间作用力为“同性相斥，异性相吸” 。2、电量电荷的多少叫电量，电量的单位是库仑。1个电子电量e=1.610 19 C。任何带电物体所带电量等于电子（或质子）电量或者是它们的整数倍，因此，把1.61019 C称为基元电荷。二、库仑定律1、库伦定律的内容在真空中两个电荷间作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，这就是库仑定律。若两个点电荷q 1，q 2静止于真空中，距离为r，则q 1受到q 2的作用力F 12为式中F 12、 q1、 q2、 r诸参数单位都已确定，分别为牛（

2、N ）、库（ C）、库（C ）、米（m）由实验测得k = 9109 Nm2C 22q2受到q 1的作用力 F21与F 12互为作用力与反作用力，它们大小相等，方向相反，统称静电力，又叫库仑力。2、注意事项：（1）、库仑定律只适用于计算两个点电荷间的相互作用力，非点电荷间的相互作用力，库仑定律不适用。（2）、应用库仑定律求点电荷间相互作用力时，不用把表示正、负电荷的“”、“”符号带入公式中，计算过程中可用绝对值计算，其结果可根据电荷的正、负确定作用力为引力或斥力以及作用力的方向。三、例题讲解，【例题 1】两个点电荷电荷量 ，Cq6104，在真空中的距离 ，求两个点电Cq6210.mr.荷间作用力

3、的大小及方向。解：根据库仑定律 NrqkF27.04.011926621 作用力的方向在两个点电荷的连线上。因为同带负电荷，所以作用力为斥力。【例题 2】两个点电荷分别带电荷量 和 ，当它们间的AqB3距离 时，相互作用力 ，当它们间的距mr31NF6102离 时，相互作用力 是多大？2解：根据库仑定率，可列出如下两个方程（1）21rqkFBA（2）22BA由（1）/（2）得 21rF则： N52621 108.30IV.小结（1）电荷间相互作用规律：同性相斥，异性相吸，大小用库仑定律 来计算。21rqkF（2）电荷间作用力为一对相互作用力，遵循牛顿第三定律。（3）库仑定律适用条件：真空中静止

4、点电荷间的相互作用力（均匀带电球体间、均匀带电球壳间也可）。451.2 电场和电场强度一、电场1、定义：存在于电荷周围空间，对电荷有作用力的特殊物质叫电场。电荷与它周围空间的电场是一个统一的整体。2、电场具有两个重要特性：A、位于电场中的任何带电体，都要受到电场力的作用。B、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。二、电场强度1、 定义：检验电荷在电场中某一点所受电场力 F 与检验电荷的电荷量 q 的比值叫做该点的电场强度，简称场强。用公式表示为（定义式）qFE式中 F电场力，单位为牛顿，符号为N；q电荷量，单位是库仑，符号为C；E电场强度，单位是伏特每

5、米，符号为V/m。注意：（1）电场强度单位：N C（2）大小：电场中某点的场强在数值上等于单位6电荷在该点受到的电场力。（3）方向：规定电场中某点场强的方向为正电荷在该点受到的电场力的方向。场强是矢量。一般电场中不同点，场强的大小及方向不同，场强大的地方，电场强，场强小的地方，电场弱，通常我们也把场强的大小和方向叫做电场的强弱和方向。三、电力线1、定义：为了形象地描述电场中各点场强的大小和方向，采用了电力线（假想曲线）图示法，在电场中画出一系列从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都和该点的电场强度方向一致，这些曲线叫做电力线。2、几种常见电力线如图1-3（教材）所示。3、思

6、考：任意两条电力线都不会相交，这是为什么？答：如果相交，则交点就会有两个切线方向，而同一点场强的大小和方向是唯一的。四、例题讲解，例题：检验电荷的电荷量 ，在电场中 P 点Cq9103受到的电场力 F=18N，求该点电场强度。若检验电荷放在P 点，电荷量 ，检验电荷所受电场力是多少？q9106解：根据电场强度的定义7mVqFE/1063899由于电场中某点场强与检验电荷无关，所以 P 点场强不变， 所受电场力 F为 NEqF36106 991.3 电 流一、电流1、定义：电荷的定向运动叫做电流。电流是一个表示带电粒子定向运动的强弱的物理量，表征电流强弱的物理量为电流强度，它是一个矢量。2、电流

7、强度的定义：电流强度在量值上等于通过导体横截面的电荷量 q 和通过这些电荷量所用时间 t 的比值。用公式表示为（定义式）tqI式中 q电荷量，单位是库仑，符号为 C；t 时间，单位是秒，符号为 s；I 电流强度，单位是安培，符号为 A。电流的常用单位还有毫安（mA）和微安（ ）：mA63101二、电流的方向1、方向8规定正电荷定向运动的方向为电流方向。在金属导体中，电流的方向与自由电子运动方向相反；在电解液中，电流方向与正离子运动方向相同。2、参考方向事先假定一个电流方向（假想的电流方向） 。用箭头在电路图中标明电流的参考方向，最后根据计算结果的符号判断电流真实方向。结果为正，则电流实际方向与

8、所设参考方向一致；结果为负，则电流实际方向与所设参考方向相反。电流强度是一个标量，电流方向只表明电荷的定向运动方向。3、按照电流的大小、方向变化与时间的关系，电流可以分为以下三类：（如图 1-4 教材）所示；（1） 电流的大小和方向都不随时间变化，这样的电流叫直流电流或稳恒电流，如图 1-4a 所示；（2） 如果电流的大小随时间变化，但方向不随时间变化的电流叫脉动电流，如图 1-4b 所示；（3） 如果电流的大小和方向都时间变化，这样的电流叫交流电流，如图 1-4c 所示。三、.例题讲解例题：在 5min 时间内，通过导体横截面的电荷量为3.6C，求电流是多少安，合多少毫安？解：根据电流的定义

9、式9mAtqI120.65.3解题点要：（1） 、注意带入数值的单位必须是国际标准单位；（2） 、注意电流强度单位安培、毫安、微安之间的换算关系。101.4 电压和电位一、电压为了衡量电场力做功能力的大小，引入电压这个物理量。1、定义：电场力把电荷由 a 移动到 b 所做的功 W，与被移动电荷电荷量 q 的比值，可用下式表示：（电压定义式） （式 1-4）WUab式中 q由 a 点移动到 b 点的电荷量，单位是库仑，符号为 C；Wab电场力将 q 由 a 移动 b 所做的功，单位为焦耳，符号为 J；Uaba、b 两点间的电压，单位是伏特，符号为V。在国际单位制中，电压的常用单位还有千伏（kV）和毫伏（mV ）：1kV = 103 V 1V = 103 mV二、电位1、定义：正电荷在电路中某点所具有的能量与电荷所带电量的比叫做该点的电位。2、参考点的选定一般选定大地或设备的外壳为参考点且规定为零电位。