中专电工基础教案 第一章 电路基础知识.doc

、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=×10-19C。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,×10-19C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q1,q2静止于真空中,距离为r,则q1受到q2的作用力F12为式中F12、q1、q2、r诸参数单位都已确定,分别为牛(N)、库(C)、库(C)、米(m)由实验测得k=9×109N·m2/C2q2受到q1的作用力F21与F12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,,在真空中的距离,求两个点电荷间作用力的大小及方向。 解:根据库仑定律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,当它们间的距离时,相互作用力,当它们间的距离时,相互作用力是多大? 解:根据库仑定率,可列出如下两个方程(1) (2) 由(1)/(2)得则: (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。(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)。 、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)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?解:根据电场强度的定义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 、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)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(): 二、电流的方向1、方向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