2022年中職電工基礎(chǔ)教案

1、第一章中職電工基礎(chǔ)教案201 頁(yè)電路基礎(chǔ)學(xué)問(wèn)1.1 庫(kù)侖定律 一、電荷1、自然界中只有正、負(fù)電荷,電荷間作用力為“ 同性相斥,異性相 吸” ；2、電量電荷的多少叫電量,電量的單位是庫(kù)侖；1 個(gè)電子電量 e=1.6 1019C；任何帶電物體所帶電量等于電子（或質(zhì)子）電量或者是它們的整數(shù) 倍,因此,把 1.6 1019C 稱為基元電荷；二、庫(kù)侖定律1、庫(kù)倫定律的內(nèi)容在真空中兩個(gè)電荷間作用力跟它們的電量的乘積成正比,跟它們間的 距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上,這就是庫(kù)侖定律；如兩個(gè)點(diǎn)電荷 q1,q2 靜止于真空中,距離為 為r,就 q1 受到 q2 的作用力 F12式中 F12、q1、

2、q2、r 諸參數(shù)單位都已確定,分別為牛（N）、庫(kù)（ C）、庫(kù)（ C）、米（ m）由試驗(yàn)測(cè)得 1 k = 9 109 N m2C2 q2 受到 q1 的作用力 F21 與 F12 互為作用力與反作用力,它們大小相等,方向相反,統(tǒng)稱靜電力,又叫庫(kù)侖力；2、留意事項(xiàng)：（ 1）、庫(kù)侖定律只適用于運(yùn)算兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作 用力,非點(diǎn)電荷間的相互作用力,庫(kù)侖定律不 適用；（ 2）、應(yīng)用庫(kù)侖定律求點(diǎn)電荷間相互作用力時(shí),不用 把表示正、負(fù)電荷的“ ”、“ ” 符號(hào)帶入 公式中,運(yùn)算過(guò)程中可用肯定值運(yùn)算,其結(jié)果 可依據(jù)電荷的正、負(fù)確定作用力為引力或斥力 以及作用力的方向；三、例題講解,【例題 1】?jī)蓚€(gè)點(diǎn)電荷電荷

3、量q1.4.10.6C, q2.1.2.10.6C,在真空中的距離 r.0.4m,求兩個(gè)點(diǎn)電荷間作用力的大小及方向；解：依據(jù)庫(kù)侖定律q1q24.10.6.1.2.10.69F.k2.9.10.0.27N 2r0.4作用力的方向在兩個(gè)點(diǎn)電荷的連線上；由于同帶負(fù)電荷, 所以作用力為斥力；【例題 2】?jī)蓚€(gè)點(diǎn)電荷分別帶電荷量 qA 和 qB,當(dāng)它們間的距 2 離 r1.3m 時(shí),相互作用力 F1.2.10.6N,當(dāng)它們間的距離 r2.1m 時(shí),相互作用力 F2 是多大？解：依據(jù)庫(kù)侖定率,可列出如下兩個(gè)方程 F1.kqAqB （1） r12 F2.kqAqB 2r2 （2）由（ 1）/（2）得 F1r1

4、2.2 F2r2 就：F1r122.10.6.32F2.2.1.8.10.5N 2r21IV.小結(jié)（ 1）電荷間相互作用規(guī)律：同性相斥,異性相吸,大小用庫(kù)侖定律F.kq1q2來(lái)運(yùn)算；2r （ 2）電荷間作用力為一對(duì)相互作用力,遵循牛頓第三定律；（ 3）庫(kù)侖定律適用條件：真空中靜止點(diǎn)電荷間的相互作用力（勻稱 帶電球體間、勻稱帶電球殼間也可）；3 4 1.2 電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度 一、電場(chǎng) 1、定義：存在于電荷四周空間,對(duì)電荷有作用力的特別物質(zhì)叫電場(chǎng)；電荷與它四周空間的電場(chǎng)是一個(gè)統(tǒng)一的整體；特性：2、電場(chǎng)具有兩個(gè)重要A、位于電場(chǎng)中的任何帶電體,都要受到電場(chǎng)力的作用；B、帶電體在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力的作用而移

5、動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力對(duì)帶電體做 功,這說(shuō)明電場(chǎng)具有能量；二、電場(chǎng)強(qiáng)度1、 定義：檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)所受電場(chǎng)力F 與檢驗(yàn)電荷的電荷量 q 的比值叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng)；用公式表示為E.F q（定義式）式中F電場(chǎng)力,單位為牛 頓,符號(hào)為 N； q電荷量,單位是庫(kù) 侖,符號(hào)為 C； E電場(chǎng)強(qiáng)度,單位是伏 特每米,符號(hào)為 V/m； 留意：（ 1）電場(chǎng)強(qiáng)度單位：NC （ 2）大?。弘妶?chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于單位電荷在該點(diǎn)受到的 電場(chǎng)力；（ 3）方向：規(guī)定電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向?yàn)檎姾稍谠擖c(diǎn)受到的電場(chǎng) 力的方向；5 場(chǎng)強(qiáng)是矢量；一般電場(chǎng)中不同點(diǎn),場(chǎng)強(qiáng)的大小及方向不同,場(chǎng)強(qiáng)大的 地方,電場(chǎng)強(qiáng),場(chǎng)強(qiáng)小的地方

6、,電場(chǎng)弱,通常我們也把場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向叫做電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向；三、電力線 1、定義：為了形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向,采納了電 力線（假想曲線）圖示法,在電場(chǎng)中畫出一系列從正電荷動(dòng)身到負(fù)電荷終止的曲線,使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都和該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向一樣,這些曲線叫做電力線；2、幾種常見(jiàn)電力線如圖1-3（教材）所示；3、摸索： 任意兩條電力線都不會(huì)相交,這是為什么？答：假如相交,就交點(diǎn)就會(huì)有兩個(gè)切線方向,而同一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向是唯獨(dú)的；四、例題講解,例題：檢驗(yàn)電荷的電荷量q.3.10.9C,在電場(chǎng)中 P 點(diǎn)受到的電場(chǎng)力F=18N,求該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度； 如檢驗(yàn)電荷放在 P 點(diǎn),電荷量 q.6.

7、10.9C,檢驗(yàn)電荷所受電場(chǎng)力是多少？解：依據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義E.F189.6.10V/m .9q3.10 由于電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān),所以受電場(chǎng)力 F為6 F.Eq.6.109.6.10.9.36N 1.3 電 流一、電流1、定義：電荷的定向運(yùn)動(dòng)叫做電流；P 點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不變, q所電流是一個(gè)表示帶電粒子定向運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱的物理量,表 征電流強(qiáng)弱的物理量為電流強(qiáng)度,它是一個(gè)矢量；2、電流強(qiáng)度的定義：電流強(qiáng)度在量值上等于通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量q 和通t 過(guò)這些電荷量所用時(shí)間t 的比值； 用公式表示為I.q （定義式）式中q電荷量,單位是庫(kù)侖,符號(hào)為 C； t 時(shí)間,單位是秒,符號(hào)為 s； I 電流強(qiáng)

8、度,單位是安 培 ,符號(hào)為 A； 電流的常用單位仍有毫安（ mA）和微安（ .A）：二、電流的方向 1、方向1A.103mA.106.A 規(guī)定正電荷定向運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较颍辉诮饘賹?dǎo)體中,電流的方向與自由電子運(yùn)動(dòng)方向相反；在電解液中,電流方向與正離子運(yùn)動(dòng)方向相同；2、參考方向事先假定一個(gè)電流方向（假想的電流方向）；用箭頭在電7 路圖中標(biāo)明電流的參考方向,最終依據(jù)運(yùn)算結(jié)果的符號(hào)判定電流真實(shí)方向；結(jié)果為正,就電流實(shí)際方向與所設(shè)參考方向一樣；結(jié)果為負(fù),就電流實(shí)際方向與所設(shè)參考方向相反；電流強(qiáng)度是一個(gè)標(biāo)量,電流方向只說(shuō)明電荷的定向運(yùn)動(dòng)方向；3、依據(jù)電流的大小、方向變化與時(shí)間的關(guān)系,電流可以分為以下三類

9、：（如圖 1-4 教材）所示；（ 1） 電流的大小和方向都不隨時(shí)間變化,這樣的電流叫直流電流或穩(wěn)恒電流,如圖 1-4a 所示；（ 2） 假如電流的大小隨時(shí)間變化,但方向不隨時(shí)間變化的電流叫脈動(dòng)電流,如圖 1-4b 所示；（ 3） 假如電流的大小和方向都時(shí)間變化,這樣的電流叫溝通電流,如圖 1-4c 所示；三、 .例題講解例題：在 5min 時(shí)間內(nèi),通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量為 3.6C,求電流是多少安,合多少毫安？解題點(diǎn)要：（ 1）、留意帶入數(shù)值的單位必需是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位；（ 2）、留意電流強(qiáng)度單位安培、毫安、微安之間的換算關(guān)系；解：依據(jù)電流的定義式 1.4 電壓和電位一、電壓I.q3.6.0.01

10、2A.12mA t5.60 8 為了衡量電場(chǎng)力做功才能的大小,引入電壓這個(gè)物理量；1、定義：電場(chǎng)力把電荷由a 移動(dòng)到 b 所做的功 W,與被移動(dòng)電荷電荷量q 的比值,可用下式表示：Uab.Wab （電壓定義式）q（式 1-4） 式中 q由 a 點(diǎn)移動(dòng)到 b點(diǎn)的電荷量,單位是庫(kù) 侖,符號(hào)為 C；Wab電場(chǎng)力將 耳,符號(hào)為 J；q 由 a 移動(dòng) b 所做的功,單位為焦Uab a、b 兩點(diǎn)間的電壓,單位是伏 特 ,符號(hào)為 V；在國(guó)際單位制中,電壓的常用單位仍有千伏（1kV = 103 V 1V = 103 mV 二、電位 1、定義：kV）和毫伏（ mV）：正電荷在電路中某點(diǎn)所具有的能量與電荷所帶電量

11、的比叫做該點(diǎn)的 電位；2、參考點(diǎn)的選定一般選定大地或設(shè)備的外殼為參考點(diǎn)且規(guī)定為零電位；用+、- 標(biāo) 在電路圖中；假如運(yùn)算結(jié)果電壓為正值,那么 9 電壓的這個(gè)真實(shí)方向與參考方向一樣；假如運(yùn)算結(jié)果電壓為負(fù),那么 電壓的真實(shí)方向和參考方向相反；3、電壓方向的確定：假如用符號(hào)Va表示 a 點(diǎn)電位, Vb 表示 b 點(diǎn)電位；如選取a 點(diǎn)為參考點(diǎn),即 Va=0,就 Vb0；不論如何選取參考點(diǎn),a 點(diǎn)電位永久高于b 點(diǎn)電位；由此可見(jiàn),電場(chǎng)力對(duì)正電荷做功的方向就是電位降低的方向；因此規(guī) 定電壓的方向有高電位指向低電位,即電位降低的方向；電壓的方向可以用高電位指向低電位的箭頭表示,也可以用高電位表+ ,低電位標(biāo)

12、 -來(lái)表示；電路中電壓大小的運(yùn)算：在電路中 a, b 兩點(diǎn)間的電壓等于a,b 兩點(diǎn)間的電位之差；即Uab.Ua.Ub （式 1-5） 兩點(diǎn)間的電壓也叫兩點(diǎn)間電位差；講到電壓必需說(shuō)明是哪兩點(diǎn)間的電壓；三、例題講解教課書 P11 10 1.5 電源和電動(dòng)勢(shì) 一、電源 1、定義：電源是把其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置；2、種類：干電池或蓄電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能；光電池把太陽(yáng)的光 能轉(zhuǎn)化成電能；發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化成個(gè)電能等等；二、電源電動(dòng)勢(shì) A電源力 電源力是存在于電源內(nèi)部的,能使正電荷從負(fù)極源源 不斷地流向正極的一種非靜電性質(zhì)的力；它的存在保證了正負(fù)極之間 的電壓不變,這樣電路中才能有連續(xù)不變的電流；

13、B電動(dòng)勢(shì) 在電源內(nèi)部,電源力不斷地把正電荷從低電位點(diǎn)移動(dòng) 到高電位點(diǎn)；在這個(gè)過(guò)程中,電源力要克服電場(chǎng)力做功,這個(gè)做功過(guò) 程就是電源將其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能的過(guò)程；對(duì)于不同的電源,電源力 做功的性質(zhì)和大小不同,為此引入電動(dòng)勢(shì)這個(gè)概念；電動(dòng)勢(shì)是用來(lái)表征電源生產(chǎn)電能本事大小的物理量；1、電動(dòng)勢(shì)定義：在電源內(nèi)部,電源力把正電荷從低電位點(diǎn)（負(fù)極板）移動(dòng)到高電位點(diǎn)（正極板）抵抗電場(chǎng)力所做的功與被移動(dòng)電荷的電荷量之比,叫做電源的 電動(dòng)勢(shì)；用公式表示為：11 E.W （電源電動(dòng)勢(shì)定義式） （式 1-6） q 式中 W電源力移動(dòng)正電荷所做的功,單位為焦 耳 ,符號(hào)為 J；Q電源力移動(dòng)的電荷量,單位是庫(kù)侖,符號(hào)為 C；E電源電動(dòng)勢(shì),單位是伏 特 ,符號(hào)為 V；2、電源電動(dòng)勢(shì)的方向：電源電動(dòng)勢(shì)的方向規(guī)定為由電源的負(fù)極（低電位點(diǎn)）指向正極（高電 位電）；在電源內(nèi)部的電路中,電源力移動(dòng)正電荷形成電流,電流的方向是從 負(fù)極指向正極；在電源外部電路中,電場(chǎng)力移動(dòng)正電荷形成電流,電流方向是從電源正極流向電源負(fù)極 . 三、例題講解 略；（見(jiàn)教材1.5 例題）12 1.6 電阻和電阻定律 一、電阻 1、定