资源简介

1 直流电路
【课题】
1.1 电路的基本结构
【教学目标】
描述简单电路的基本结构及电气定理图。
【教学重点】
电路的组成。
【教学难点】
电路组成中辅助设备的说明。
【一、复习】
只有构成通路，电路中才有电流。开关是构成电路通路的重要条件。
【二、引入新课】
通过实例（如手电筒或家庭照明电路）分析，引入电路的组成。
【三、讲授新课】
1．电路：一个基本的电流回路。电路如图1.1所示。
图1.1 手电筒的结构与电路图
2．电路组成：电源、负载、导线和开关。
（1）电源：是将非电能形态的能量转换成电能的供电设备，例如，发电机、电池等。
（2）负载：是将电能转换成非电能形态能量的用电设备，例如，电动机、照明灯等。
（3）连接导线：传送信号、传输电能。
（4）辅助设备：保证电路安全、可靠地工作（例如控制电路通、断的开关及保障安全用电的熔断器），而且使电路自动完成某些特定工作成为可能。
【四、小结】
1．电路定理图不考虑电气元件的实际安装位置和实际连线情况，只是把各元件按接线顺序用符号展开在平面图上，用直线将各元件连接起来。
2．电路的组成：
【五、习题】一、是非题：1，2，3
【课题】
1.2 电路的常用基本物理量
【教学目标】
描述电路的常用基本物理量。
【教学重点】
电流、电压的方向与参考方向；电位的概念；电功率的计算。
【教学难点】
电流、电压的参考方向；电位的概念。
【教学过程】
【一、复习】
1．电子带负电，是负电荷。失去电子的原子核带正电，是正电荷。
2．电荷间有力的作用。同种电荷相斥，异种电荷相吸。
3．电路中电流从高电位流向低电位。
【二、引入新课】
描述电路的规律需要物理量，本节所介绍的物理量有些是物理中已经学过的，有的是新概念。
【三、讲授新课】
1.2.1 电流
1．电流：电路中带电粒子在电源作用下有规则地移动（习惯上规定正电荷移动的方向为电流的实际方向）。
2．电流参考方向：是预先假定的一个方向，参考方向也称为正方向，在电路中用箭头标出。
（1）图1.2（a），I =3A计算结果为正，表示电流实际方向与参考方向一致。
（2）图1.2（b），I =3A计算结果为负，表示电流实际方向与参考方向相反。
注意：电流的正、负只有在选择了参考方向之后才有意义。
图1.2 电流的方向
特例：交流电的实际方向是随时间而变的。如果某一时刻电流为正值，即表示该时刻电流的实际方向与参考方向一致；如果是负值，则表示该时刻电流的实际方向与参考方向相反。
3．电流的大小为
I
电流的单位是安(培)(A)。常用的电流单位还有毫安(mA)、微安(A)等。
1A103 mA06 A
4．电流对负载有各种不同的作用和效应，如表1.1所示。
表1.1 电流的作用和效应
热效应总出现 磁效应总出现 光效应在气体和一些半导体中出现 化学效应在导电的溶液中出现 对人体生命的效应
电熨斗、电烙铁、熔断器 继电器线圈、开关装置 白炽灯、发光二极管 蓄电池的充电过程 事故、动物麻醉
1.2.2 电位与电压
1．电位：就像空间的每一点都有一定的高度一样，电路中每一点都有一定的电位。电位用字母V表示，不同点的电位用字母V加下标表示。例如，VA表示A点的电位值。
计算电位要先指定一个电位的起点，称为零电位点（或参考点），该点的电位值规定为0。原则上零电位点是可以任意指定的，而在实际应用中，对于强电的电力电气线路，以大地为参考点，用符号 “”表示；在弱电的电子电路中，一般以装置的外壳或底板为参考点，用符号“┴”表示。
2．电压：正是由于空间高度的差异，才会引起液体从高处向低处流动，电路中电流的产生也必须有一定的电位差，在电源外部通路中，电流从高电位点流向低电位点。电路中A、B两点的电位之差称为这两点的电压，即
电压的方向：规定由高电位点（标“＋”）指向低电位点（标“－”）。
图1.3 电压及电动势的方向
电压（电位）的单位：国际单位制为伏（用V表示），常用的还有毫伏（mV）、微伏（μV）。
例1.1 如图1.4所示，求分别以C点和A点为参考点时，A、B、C三点的电位以及UAB
图1.4 例1.1附图
结论：参考点选择不同，电位也不同，但两点之间的电压不变，即电位与参考点有关，而电压与参考点无关。
1.2.3 电动势
1．电动势的定义：在电源内部，非静电力将正电荷从电源负极移到正极所做的功W与其电量Q 之比称为电动势，用E表示，即
电动势的单位为伏[特]（V）。
2．电动势的方向规定由电源负极指向电源正极，如图1.5所示。
图1.5 电动势的方向
1.2.4 电能
1．电能：若导体两端电压为U，通过导体横截面积的电荷量为Q，电场力所做的功就是电路所消耗的电能：
W = QU = U I t
2．电能的单位为焦[耳]（J）。在实际应用中常以千瓦时（kWh）(曾称度)作为电能的单位。
1kWh时在数值上等于功率为1kW的用电器工作1h所消耗的电能。
1度1 kWh1000 W3600s3.6Ws3.6106 J
3．电能的测量是利用电能表（俗称电度表），如图1.6所示。
图1.6 电度表及接线
1.2.5 电功率
1．电功率：用电设备单位时间（t）里所消耗的电能（W）叫做电功率：
UI
若是纯电阻电路：
P = UI = I 2R =
[例1.2] 一台25in彩电的额定功率是120W，共计工作5h，若每千瓦时的电费是0.55元，则电费是多少？
[例1.3] 一台电炉的额定电压为220V，额定电流为5A，该电炉电功率为多大？
[解] PU I2205 W1100W=1.1 kW
【四、小结】
1．电流是一种物理现象，又是一个表示带电粒子定向运动强弱的物理量（电流会使导线发热，指的是物理现象；电路中有3A的电流，是指其电流的强弱）。
2．电流的参考方向是任意假定的，在电路图中用箭头标示。如果有了电流的参考方向又有了电流的正值或负值，才可以判定出导体中电流的真实方向。
3、电压的实际方向，习惯上规定高电位点指向低电位点。
4．电动势不仅有大小，也有方向。它的实际方向习惯上规定由低电位点指向高电位点（经内电路）。电动势单位与电压单位一致是“伏［特］”。
5．为了描述某点电位高低，在选定一零电位点（参考点）以后，就可以用电位概念来表征某点电位的高低了。
6．电位的值与参考点的选择有关，而电压与电位参考点的选择无关。
7．电路所消耗的电能是指在电场力的作用下，该电路两端电压使电路中电荷移动所做的功。
8．电功率数学表达式为
P U I
P = UI = R I 2 = U 2R
【五、习题】
是非题：4；二、选择题：1、2、3；计算题：1、2。

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