中职电工基础教案

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

电荷得多少叫电量,电量得单位就是库仑。1个电子

电量e=1、6×10－19C。任何带电物体所带电量等于电子(或质子)电量或者就是它们得整数倍,因此,把1、6×10－19C称为基元电荷。

二、库仑定律

1、库伦定律得内容

在真空中两个电荷间作用力跟它们得电量得乘积成正比,跟它们间得距离得平方成反比,作用力得方

向在它们得连线上,这就就是库仑定律。若两个点电荷q1,q2静止于真空中,距离为r,则q1受到q2得作用力

F

为

12

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／C2

q

受到q1得作用力F21与F12互为作用力与反作用力,它们2

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得相互作用

力,非点电荷间得相互作用力,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、负电荷得“＋”、“－”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

电荷得正、负确定作用力为引力或斥力以及作

用力得方向。三、例题讲解,

【例题1】两个点电荷电荷量C q 61104-⨯-=,C q 62102.1-⨯-=,在真空中得距离m r 4.0=,求两个点电荷间作用力得大小及方向。

解:根据库仑定律 N r q q k F 27.04.0102.11041092669221=⨯⨯⨯⨯⨯==-- 作用力得方向在两个点电荷得连线上。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A q 与B q ,当它们间得距离m r 31=时,相互作用力N F 61102-⨯=,当它们间得距离m r 12=时,相互作用力2F 就是多大？ 解:根据库仑定率,可列出如下两个方程

211r q q k F B A = (1)

222r q q k F B A = (2)

由(1)/(2)得 2

22121r r F F =

则: N r r F F 5226222112108.113102--⨯=⨯⨯== IV 、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2

21r q q k F =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得

相互作用力(均匀带电球体间、均匀带电球壳间也

可)。

1、2 电场与电场强度

一、电场

1、定义:存在于电荷周围空间,对电荷有作用力得特殊物质叫电场。

电荷与它周围空间得电场就是一个统一得整体。 2、电场具有两个重要特性:

A 、位于电场中得任何带电体,都要受到电场力得作用。

B 、带电体在电场中受到电场力得作用而移动时,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 与检验电荷得电荷量q 得比值叫做该点得电场强度,简称场强。用公式表示为 q F E (定义式)

式中

F —电场力,单位为牛[顿],符号为N;

q —电荷量,单位就是库[仑],符号为C; E —电场强度,单位就是伏[特]每米,符号为V/m 。 注意:

(1)电场强度单位:N ／C

(2)大小:电场中某点得场强在数值上等于单位电荷

在该点受到得电场力。

(3)方向:规定电场中某点场强得方向为正电荷在该

点受到得电场力得方向。

场强就是矢量。一般电场中不同点,场强得大小及方向不同,场强大得地方,电场强,场强小得地方,电场弱,通常我们也把场强得大小与方向叫做电场得强弱与方向。三、电力线

1、定义:为了形象地描述电场中各点场强得大小与

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得曲线,使曲线上每一点得切线方向都与该点得电场强度方向一致,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,这就是为什

么？

答:如果相交,则交点就会有两个切线方向,而同一点

场强得大小与方向就是唯一得。

四、例题讲解,

例题:检验电荷得电荷量C q 9103-⨯=,在电场中P 点受到得电场力F =18N ,求该点电场强度。若检验电荷放在P 点,电荷量C q 9106'-⨯=,检验电荷所受电场力就是多少？解:根据电场强度得定义

m V q F E /10610

31899⨯=⨯==- 由于电场中某点场强与检验电荷无关,所以P 点场强不变,'q 所受电场力F ’为

N Eq F 36106106''99=⨯⨯⨯==-

1、3电 流

一、电流

1、定义:电荷得定向运动叫做电流。

电流就是一个表示带电粒子定向运动得强弱得物理量,

表征电流强弱得物理量为电流强度,它就是一个矢量。

2、电流强度得定义:

电流强度在量值上等于通过导体横截面得电荷量q 与通

过这些电荷量所用时间t 得比值。用公式表示为

t

q I = (定义式) 式中

q ——电荷量,单位就是库[仑],符号为C ;

t ——时间,单位就是秒,符号为s ;

I ——电流强度,单位就是安[培],符号为A 。

电流得常用单位还有毫安(mA)与微安(A μ): A mA A μ6310101==

二、电流得方向

1、方向

规定正电荷定向运动得方向为电流方向。

在金属导体中,电流得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(假想得电流方向)。用箭头在电路图中标明电流得参考方向,最后根据计算结果得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