文档文本内容
电学基础
第一节:基本概念
第二节:串联与并联
第三节:欧姆定律
第四节:电功率
第五节:电路动态分析
第六节:家庭电路
第一章:基本概念
电荷
1.自然界只有两种电荷——正电荷与负电荷
例如:原子核带正电,核外电子带负电
一般所谓的不带电的物质,只不过是其中的正负电荷的电量相等,因此整体不显电性
2.电荷守恒定律:电荷不能被创造,也不能被消灭,只能从一个物体转移到另一个物体
3.摩擦起电——两种物质相互摩擦,原本不带电的两个物体均带上电
本质:电子在物体间转移
结果:相互摩擦的两种物质,一个失去电子带正电,另一个得到电子带负电
能量转化:机械能转化为电能和内能
摩擦起电的两个典型例子:
①丝绸摩擦玻璃棒——玻璃棒带正电,丝绸带负电
②毛皮摩擦橡胶棒——橡胶棒带负电,毛皮带正电
4.带电物体之间的相互作用
①同性相斥、异性相吸
②带电物体可以吸引不带电的轻小物体,如碎纸屑
【例1】当玻璃棒与丝绸相互摩擦时,下列说法正确的是()。
A.玻璃棒上的质子转移给丝绸
B.丝绸上的质子转移给玻璃棒
C.玻璃棒上的电子转移给丝绸
D.丝绸上的电子转移给玻璃棒
【例2】有甲、乙、丙三个轻质小球,已知甲与乙相互吸引,甲与丙相互排斥,则以下说法正确的是
( )。
A.若乙带正电,丙可能带正电
B.若乙带正电,丙可能不带电
C.若丙带负电,乙可能带负电
D.若丙带负电,乙可能不带电
1.电流:
电荷的定向移动形成电流。人们把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向
2.电源:
电源具有电压,是电荷移动的动力来源。一段电路要想有电流,就必须在这段电路两端加上电压。
电源有正极和负极,电流总是从正极出发,经过外电路回到负极。
3.电路图
(1)用特定的符号来电路连接的图示,叫做电路图。
(2)各种常见的元件,在电路图中都有对应的符号:
4.滑动变阻器
5.电路连接的三种状态:通路、断路、短路
(1)通路:正常接通,用电器上有电流通过,能够工作。
(2)断路:电路中某处断开,用电器中没有电流通过,不能工作。
(3)短路:
①如果电路是接通的,但用电器两端被导线直接连通,这种情况叫做该用电器被短接(短路)。被短路的
用电器中没有电流通过,不能工作,但是一般不会损坏。
②如果所有用电器都被短路,即直接用导线将电源的正、负极连接起来,这种情况叫做电源被短路。电源
被短路会造成电路中有很大的电流,将会烧坏电源。
【例3】下列A、B、C、D四个模拟电路中,电键闭合与否和灯泡亮暗对应关系表述错误的是:
A.A图中即使电键都不闭合,灯泡也会亮
B.B图中只要有一个电键闭合,灯泡就不会亮
C.C图中只有当所有电键都闭合,灯泡才不会亮
D.D图中只有所有电键都闭合,灯泡才会亮
【例4】某公司技术员张某负责设计防盗安全门电路图,设计要求为:安全门关闭时,电路开关保持闭合,
电铃不会被触发,当安全门非正常打开时,保护电路开关断开,电铃会被触发。下列符合安全门电路图设
计的是()。
第二章:串联与并联
1.两个或两个以上用电器依次连接到电路中,这种连接方式叫做串联。
2.两个或两个以上用电器并列连在一起再连接到电路中,这种连接方式叫做并联。
复杂电路判断串并联的方法:
电流流向法:让电流从电源正极出发,经过各用电器后回到负极,观察电流的分开与汇合情况
【例1】在下图所示的四个电路图中,三盏灯属于并联的电路图是()。
【例2】如图所示,当S1,S2闭合时,以下说法正确的是()。
A.仅有灯L3亮
B.灯L2、L3亮,它们是串联的
C.灯L1、L3亮,它们是串联的
D.灯L2、L3亮,它们是并联的
第三章:欧姆定律
1.电流、电压、电阻:
(1)电流,表示电流强弱的物理量。用I表示,单位是安培,简称安,符号是A。
(2)电压,表示电荷移动的驱动力强弱的物理量。用U表示,单位是伏特,简称伏,符号是V。
(3)电阻,表示导体对电流阻碍作用大小的物理量。用R表示,单位是欧姆,简称欧,符号是Ω。
2.欧姆定律:通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。用公式表示为
I=
�
�
注:欧姆定律既可以用于整个电路,也可以用于部分电路
3.串并联电路的特点:
(1)串联电路:
①电流:串联电路的电流处处相等,即
(1)I总=I1=I2=……
②电阻:总电阻等于各串联电阻之和,即
(2)R总=R1+R2+……
③电压:总电压等于各串联电阻两端电压之和(串联分压)
U总=U1+U2+……
各电阻分到的电压之比等于电阻之比
电阻越串越大
并联电路
①电流:并联电路的总电流等于各支路的电流之和,即并联分流
(1)I总=I1+I2+……
各支路分到的电流之比等于电阻的反比
②电压:并联电路各支路的两端电压相等,即
(2)U总=U1=U2=……
③电阻:并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和
注:并联电路增加一条支路,总电阻减小(越并越小);
但是增大已有的电阻,总电阻增大。
特性
串联电路
并联电路
电流
处处相等 �总= �1 = �2 = ⋯
总电流等于各支路电流之
和 �总= �1 + �2 + ⋯
电压
总电压等于各元件电压之
和 �总= �1 + �2 + ⋯
各支路电压相等 �并= �1 =
�2 = ⋯
电阻
总电阻等于各电阻之和 �总=
�1 + �2 + ⋯
总电阻的倒数等于各电阻倒数之
和
1
�总
=
1
�1 +
1
�2 + ⋯
分配规律
电压按电阻正比分配
电流按电阻反比分配
总电阻变化趋势
越串越大
越并越小
电阻变化影响
增大某电阻 ⇒ 总电阻增大
增大某电阻 ⇒ 总电阻增大
电压表和电流表
(1)
电流表在使用时与元件串联,电流表的读数等于与之串联的元件的电流。分析电路时,可以将电
流表看做导线
电压表和电流表
(2)
电压表在使用时与元件并联,电压表读数的大小等于与之并联的元件两端电压的大小。分析电路
时,可以将电压表位置看成断路
【例1】下图是两种不同导体(�1、�2)的伏安特性曲线,则以下选项无法确定的是()。
A.�1、�2的电阻之比为1:4
B.�1、�2的额定功率相同
C.并联在电路中时,�1、�2电流比为4:1
D.串联在电路中时,�1、�2电压比为1:4
【例2】将四个相同的灯泡和两个相同的电池以导线连接,其电路如图。若通过各灯泡的电流分
别为�1、�2、�3和�4,假设电池供应的电压稳定,并联电路a、b间的电压维持在定值,则下列电
流关系正确的是:
A.�1 = �2 + �3
B.�2 = �3
C.�1 = �2 + �3 + �4
D.�2 = �4
1.电能和电功
电流做功的符号是W,单位是焦耳,简称为焦,符号J。
与能量的单位相同。生活中电能(电功)的常用单位是千瓦时(俗称为度)
2.电功率
电功率是表示电流做功快慢的物理量。电功率用P表示,它的单位是瓦特,简称瓦,符号是W
电功率公式:
3.额定功率与实际功率
用电器正常工作时的电压叫做额定电压,用电器在额定电压下工作时的电功率叫做额定功率。
例如,节能灯上标着“220V24W”,表示额定电压是220V,额定功率是24W。
注:如果说某用电器正常工作,则意味着其实际功率(电压)等于额定功率(电压)
第四章:电功率
【例1】几个同学在实验室中看到甲、乙两只外形相同的灯泡,铭牌标注如图所示。下面列出了
他们在讨论中的几种说法,其中不正确的是:
A.甲、乙两灯正常发光时,通过它们的电流相等
B.甲、乙两灯正常发光时,甲灯的电阻大于乙灯的电阻
C.两灯串联在9V的电源上时,甲灯消耗的功率比较小
D.两灯并联在6V的电源上时,乙灯消耗的功率比较大
【例3】小明打算自己组装一个简单的电热装置,他手上有一个电压稳定的电源和三段完全相同
的电热丝,若要使装置的加热功率最大,下列哪个电路是最佳选择()。
总电阻的判断,越串越大越并越小。
第五章:电路图
改变电路中某一个部分,例如改变滑动变阻器的阻值大小,或者改变电路的连接方式等等,
分析电路中的电压、电流变化方法:
(1)识别串并联关系(必要的时候画等效电路图)
(2)分→总→分:由改变的部分开始分析,得出总的电压、电流变化(即干路),再分析
电路其他部分
第五章:电路图
【例1】如图所示,当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向左移动时(电源电压保持不变),下列
说法中正确的是:
A.电压表和电流表的示数都变小
B.电压表和电流表的示数都变大
C.电压表的示数变大,电流表的示数变小
D.电压表的示数变小,电流表的示数变大
【例2】在下图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2后,电路正常工作。开关S1
闭合,开关S2由闭合到断开时,下列说法正确的是:
A.电流表A1的示数不变
B.电流表A2的示数不变
C.电压表V1的示数不变
D.电压表V2的示数不变
【例3】如图所示是某仓库报警器的电路示意图,热传感器R1安装在仓库内部,监控机A和报警
电铃安装在监控室内。热传感器R1的阻值会随着温度的升高而减小,当仓库发生火情时,下列说
法正确的是()
A.监控机A两端的电流增大
B.报警电铃两端的电压减小
C.电阻器R2两端的电压不变
D.电源的电压降低
纯并联电路的各条支路相互独立
【例4】如图所示,电源电压恒定,闭合开关S后,滑动变阻器R0的滑片向左移动时,下列说法
正确的是()。
A.电压表V的示数变大
B.电流表A1的示数不变
C.电流表A2的示数不变
D.灯泡L变暗
纯并联电路的各条支路相互独立
【例5】如图所示的电路中,L1、L2是两个相同的灯泡,R为定值电阻,P为滑动变阻器的滑片,
电源电压恒定,闭合开关S后,两个灯泡均可发光,则下列说法正确的是()。
A.若滑片P向右滑动,则灯泡L1变亮
B.若滑片P向左滑动,则通过滑动变阻器的电流增大
C.若滑片P向右滑动,则灯泡L2变亮
D.若滑片P向左滑动,则通过电阻R的电流减小
第六章:家庭电路
火线零线和地线
火线:相当于电源的正极
零线:相当于电源的负极
用电器连在火线和零线之间,就会有电流通过
火线和零线的作用是形成工作电路
地线:与电路的工作无关,防漏电的保护线
将用电器的金属外壳接到地线,可以在漏电的时候起到保护作用
家庭电路的接法
1.用电器:一般情况下,各用电器并联接入电路,一个接电器接入或者断开,不影响其他电器的
工作
2.开关:接在用电器和火线之间,与用电器串联(火线带电,零线不带电)
3.插座:左零右火(两孔),左零右火上接地(三孔)
安全用电:预防触电和电路失火
1.电压知识:
(1)家用电电压为220V,高压电可达几万至几十万伏
(2)人体安全电压为36V
2.火线危险,零线和地线没危险
3.试电笔
用试电笔测试,氖管发光证明为火线
用试电笔测试,氖管不发光证明为零线或者地线
4.预防触电
发生触电的情况:
同时接触火线和零线
同时接触火线和地线
同时接触火线和地面
注意:发生触电必须接触火线,只接触火线不会触电
5.预防电路起火
电流过大可能引发火灾,电流过大的原因
1.总功率最大(使用了大功率电器,或者同时接入用用电器过多)
2.短路(火线和零线被导线联通)
火线进户前有保护装置-保险丝或空气开关,当电流过大时,保险丝熔断或空气开关跳闸,切断火线
【例1】关于家庭电路和安全用电,下列说法错误的是()。
A.使用试电笔测火线时,手指不能碰到笔尖
B.正确使用试电笔时,人体与试电笔之间完全绝缘
C.家庭电路中保险丝熔断,不一定是发生了短路
D.家庭电路中,用电器的开关不能安装在零线与用电器之间
【例2】如图所示:电工踩在绝缘的凳子上,正在带电操作中,以下不会发生触电事故的是()
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
【例3】如图是某家庭电路图的一部分,家庭内各电器均正确接入电路。则以下说法准确的是()。
A.假如乙和甲分别是电器或开关,则丙是开关
B.假如电路正常,正确使用试电笔接触三孔插座的孔都会显示有电流
C.假如甲是带金属外壳的用电器,则它接的是三孔插座
D.假如零线被烧断,应立即关闭开关,否则会引起短路
【例4】家庭电路的供电线路由两根线组成:火线和零线。在正常情况下,零线与地之间没有电压,火线
与地有220V电压,为了安全用电,以下电路符合安装要求的是________。