《电工基础》学案（1）
第一章 电路的基本概念和基本定律
考纲要求
1、了解电路的组成及其作用。
2、 理解电路的基本物理量（电动势、电流、电位、电压）的概念及其单位。
3、 熟练掌握电动势、电流、电压的参考方向（正方向）和数值正负的意义及在电路计算时的应用。
4、 理解电功和电功率的概念，掌握焦耳定律和电功、电功率的计算。
5、 理解电阻的概念和电阻与温度的关系，熟练掌握电阻定律。
6、 了解电气设备额定值的意义。
预习提要与练习
1、电路的组成
电源、用电器、中间环节（导线、开关） 电路的作用是实现电能的传输和转换。
例：1、电路是由 、 、 和 等组成的闭合回路。
电路的作用是实现电能的 和 。
2、电路通常有 、 和 三种状态。
二、电路的基本物理量
1、电流定义？方向？公式？单位及单位转换？
电流：电荷的定向移动形成电流。
电流的大小是指单位时间内通过导体截面的电荷量。
电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向。
公式：I=
t
q 单位：A （安培） 1A=310mA=6
10μA 例：1、电荷的 移动形成电流。
它的大小是指单位 内通过导体截面的 。
2、电流是 量，但电流有方向，规定 为电流的方向。
在国际单位制中，电流的单位是 。
3、0.18 mA= A= μA
4、形成电流的条件是 和 。
2、电阻：导体对电流的阻碍作用。
电阻定律内容：在一定温度下，导体的电阻和它的长度成正比，而和它的横截面积成反比。
公式：R=ρ
s
l
（电阻定律） 注意：一般金属导体的电阻随温度的升高而增大。
如果在温度为t 1时，导体的电阻为R 1，在温度为t 2时，导体的电阻为R 2，则电阻的温度系数为 α=
)
(1211
2t t R R R 即 )](1[1212t t R R -+=α
例：1、在一定 下，导体的电阻和它的长度成 ，而和它的横截面积成 。
2、均匀导体的电阻与导体的长度成 ，与导体截面积成 ，与材料的性质 ，而且还与 有关。
一般来说，金属导体的电阻随温度的升高而 。
3、电压
①定义：单位正电荷由a 点移到b 点时电场力所做的功，称为ab 两点间的电位差，即a 、b 间的电压，用符号U 表示。
②公式：U =
q
W ab
单位：V （伏特） ③实际方向：高电位指向低电位（高电位为“+”极，低电位为“—”极） 4、电动势
①定义：非静电力（局外力）将单位正电荷由低电位（—）移到高电位（+）所做的功。
用符号E 表示。
②公式：E =
q
W 非静电力
单位：V （伏特）
③实际方向：由电源的负极指向正极
例：1、电源电动势的方向规定为在电源内部由 端指向 端；而电压的方向规定由 端指向 端。
2、电源的电动势在数值上等于电源两端的 ，但两者方向 。
5、电位
①定义：电路中某点的电位，就是该点相对于参考点之间的电压，用符号V 表示。
单位与电压相同。
②参考点电位规定为零伏，用符号“⊥”表示。
③计算电路各点电位，首先应选定参考点。
注意：电位与电压的区别：电位具有相对性（即参考点选择不同，电路中各点的电位也随之改变）；电压具有绝对性（即电路中任意亮点间的电压不随参考点的变化而变化）。
4、电功（电能）和电功率
①电功定义：电场力所做的功叫做电功。
电场力做功的过程，实际上是电能与其他形式能量转换的过程。
②公式：W = UIt 单位：焦耳（J ），度（KWh ）。
1度=3.6×6
10焦耳 ③电功率定义：单位时间内电场力所做的功，称之为电功率。
④公式：P =
t
W
= UI 单位：瓦（W ） 5、焦耳定律
①内容：电流流过导体产生的热量，与电流强度的平方，导体的电阻和通电时间成正比。
②公式：Q = Rt
I2单位：焦耳（J）
注意：只有在纯电阻电路中，电场力所做的功（电功）才等于电流产生的热量（电热）。
即W=Q。
例：1、判别一个元件是吸收功率还是发出功率，可根据I、U的参考方向和P的数值来判别，在I、U采用关联方向下，若P>0，则元件电功率；若P<0，则元件电功率。
2、在分析与计算电路时，常任意选定某一方向作为电压或电流的，当所选的电压或电流方向与实际方向一致时，电压或电流为值；反之为值。
课堂练习
1、导体的长度和截面积都增大一倍，则该导体的电阻值也将增大一倍。
（）
2、我们规定自负极通过电源内部指向正极的方向为电源电动势的方向。
（）
3、电源电动势的大小由电源本身的性质所决定，与外电路无关。
（）
4、直流电路中，有电压的原件一定有电流。
（）
5、额定电压为220V的白炽灯接在110V电源上，白炽灯消耗的功率为原来的1/4。
（）
6、通过一个电阻的电流是5A，经过4min，通过该电阻的一个截面的电荷量是（）
A、20C
B、50C
C、1200
D、2000C
7、相同材料制成的两个均匀导体，长度之比为3：5，截面之比为4：1，则其电阻之比为（）
A、12：5
B、3：20
C、7：6
D、20：3
8、220V、40V白炽灯正常发光（），消耗的电能为1KW·h。
（）
A、20h
B、40h
C、45h
D、25h
9、有一段导线的电阻为16Ω，把它对折起来作为一条导线使用，其电阻是（）
A、4Ω
B、8Ω
C、16Ω
D、32Ω
10、有一段导线电阻是8Ω，将它拉长一倍，那么它的电阻是（）
A、4Ω
B、8Ω
C、16Ω
D、32Ω
11、阻值为2KΩ、额定功率为1/4W的电阻器，使用时允许的最大电压为 V，最大电流为 mA。
12、电荷的_______________移动就形成了电流。
若1分钟内通过某一导线截面的电量是6C，则通过该导线的电流是_______________A，合_______________mA，合_______________μA。
13、有一个电炉，炉丝长50m，炉丝用镍铬丝，若炉丝电阻为5Ω，问这根炉丝的截面积是多大？（镍铬
丝的电阻率取1.1×10-6Ω·m）
14、一个1KW、220V的电炉，正常工作时电流多大？如果不考虑温度对电阻的影响，把它接在110V的电
压上，它的功率将是多少？15、有一条康铜丝，横截面积为0.1mm2，长度为1.22m，在它的两端加0.6V的电压时，通过它的电流正
好是0.1A，求这种康铜丝的电阻率。
16、铜导线长100m，横截面积为0.1mm2，试求该导线在50°C时的电阻值。
课后提高练习
1、分析与计算电路时，应首先假定电压、电流的参考方向。
而电压、电流的实际方向，则由它们的和
共同决定。
当计算值为正值时，就表示他们的实际方向与参考方向；计算值为负
值时，说明它们的实际方向与参考方向。
2、在电压与电流的参考方向相同时，功率的正值表示该元件功率，该元件是；功率的负
值表示该元件产生功率，说明该元件是。
3、纯电阻电路中，电流流过电阻所做的功与它产生的热量应该相等。
（）
4、220V、40W的电灯接在110V的电源上消耗的功率是20W。
（）
5、电灯的灯丝烧断了重新搭上，使用时发光要比正常时暗一些。
（）
6、把一盏220V、40W的电灯，接在1000W、220V的发电机上，灯泡会被烧坏。
（）
7、有一额定值为5W、500Ω的绕线电阻，其额定电流应为0.1A，使用时电压不得超过50V。
（）
8、在附图中。
方框代表电源或负载。
已知U=220V,I=-1A,试问哪些方框是电源哪些是负载？并分析是消
耗功率，还是产生功率？
9、如图，五个元件代表电源或负载。
电流和电压的正方向如图所示I1=-4A I2=6A I3=10A U1=140V U2=-90V U3=60V U4= -80V U5=30V
试标出各电流的实际方向和电压的实际极性。
判断哪些是电源，哪些是负载？
计算各元件的功率，电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡?。
