(完整版)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
电荷的多少叫电量，电量的单位是库仑。1个电子电量e=1.6x 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，把1.6
X 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，则受到q2的作用力
F12为
［方向；在两个点电荷连銭上，同性相斥，异性相吸。
式中卩忖①任、诸参数单位都已确定，分别为牛（N）、
库（C）、库（0、米（m）由实验测得
k = 9X 109N ? m2/C2
q2受到q i的作用力F2!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“ + ”、“一”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q! 4 10 6C，
q2 1.2 10 6C，在真空中的距离r 0.4m，求两个点电荷间作用力的大小及方向
解：根据库仑定律
6 6
4 10 1.2 10
9 1090.27N
0.42
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q A和q B，当它们间的距
离r i 3m 时，相互作用力F i 2 10 6N ，当它们间的距离
D 1m 时，相互作用力F 2是多大？
解：根据库仑定率，可列出如下两个方程
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F k 晋来计算
r
（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）。
1.2电场和电场强度
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。
F i Q A T B 2~ r i (1)
F 2
(2) 由（1）/（ 2）得
则:
F 2 F i r i 2 2 10 6 32 1.8 105N
F i rj
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，简称场用公式表示为
E ■―(定义式)
q
F —电场力，单位为牛［顿］,符号为N ;
式中
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q 3 10 9C，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q' 6 10 9C，检验电荷所受电场力是多少？
解：根据电场强度的定义
E F6 109V/m
q 3 10 9
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
9 9
F' Eq' 6 10 6 10 36 N
1.3电流
-、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
I -（定义式）
t
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（A）:
3 6
1A 10 mA 10 A
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、按照电流的大小、方向变化与时间的关系，电流可以分为以下
三类：（如图1-4教材）所示；
（1）电流的大小和方向都不随时间变化，这样的电流叫直
流电流或稳恒电流，如图1-4a所示；
（2）如果电流的大小随时间变化，但方向不随时间变
化的电流叫脉动电流，如图1-4b所示；
（3）如果电流的大小和方向都时间变化，这样的电流叫交流电流，如图1-4c所示。
三、?例题讲解
例题：在5min时间内，通过导体横截面的电荷量为3.6C，求电流是多少安，合多少毫安？
解：根据电流的定义式
I - 360.012A 12mA
t 5 60
解题点要：
（1）、注意带入数值的单位必须是国际标准单位；
（2）、注意电流强度单位安培、毫安、微安之间的换算关系
1.4电压和电位
一、电压
为了衡量电场力做功能力的大小，引入电压这个物理量。
1、定义:
电场力把电荷由a移动到b所做的功W,与被移动电荷电荷量q的比值，可用下式表示：
U ab W ab（电压定义式）（式1-4）
q
式中q ------ 由a点移动到b点的电荷量，单位是库［仑］，
符号为C;