第一章直流电路基础知识

第二部分 电工基础

第一章 直流电路基础知识

考纲引领：1、理解电位、电压、电流、电动势概念及单位的换算

2、掌握电阻定律、欧姆定律、电功、电功率和最大功率，能熟练进行计算

3、了解库仑定律，及其库仑力的计算

知识网络：

电流、电压 基本物理量 电位、电动势

电功、电功率

直流电路的基础知识 库仑定律

电阻定律

欧姆定律

最大功率输出定律

考情分析：本章主要介绍了直流电路基础知识，概念性很强，考题多数出现在单项选择题和

填空题中，所占比例不轻。因而复习时重在基础知识的理解和记忆。

最近三年本章考试题型、分值分布

一、直流电路基础知识

1、 电路

（1） 电路：用电源、用电器、导线和开关等组成的闭合回路。

（2） 电源：把其他形式的能量转化为电能的装置。

（3） 用电器：把电能转变成其他形式能量的装置。

（4） 状态：通路、开路、短路。

（5） 电路图：用规定符号表示电路连接情况的图。

2、 电流 基本定律

（1） 概念：电荷的定位移动形成电流。

（2） 形成条件

①自由移动电荷

②导体两端必须保持一定的电位差（电压）

（3） 大小和方向

①大小（即电流强度）：单位时间内通过导体横截面的电量（公式：t

q I =） ②方向：规定正电荷定向移动方向为电流方向。在外电路中，电流方向由高电位

指向低电位；在电源内部，电流方向由电源负极到正极。

（4）单位：安塔（A ）。 1安塔＝1×103毫安＝1×106微安

3、电压、电位、电动势

电压与电位比较见表1，电压与电动势比较见表2

表1 电压与电位比较

表2 电压与电动势比较

4、 电功、电功率

（1） 电功（电能）

①电功：电场力作用下电荷定向移动形成电流所做的功

②定义式：W ＝UI t 常用公式：Rt I t R

U Pt W 22

===（只适用于电阻电路）

③单位：焦耳（J ）

常用单位：度（KWh ） 1度＝3.6×106焦耳

（2） 电功率：

A 、 电功率：电流在单位时间内所做的功

B 、 定义式：t

W P = 常用公式：R I R

U UI P 22

===（只适用于纯电阻电路） C 、 单位：瓦特（w ）

常用单位：千瓦（Kw ）

二、直流电路基本定律

1、 库仑定律：

（1） 内容：在真空中，两个点电荷间的作用力与两个点电荷所带电荷量的乘积成正

比，与它们之间的距离的平方成反比

（2） 表达式：2r

q q K F 21= F 单位：牛顿（N ） （3） 静电恒量：K ＝9×109 N •㎡/c 2

（4） 注意点：①库仑定律只适用于计算两个点电荷间的相互作用力。

②库仑定律求点电荷间相互作用力时，不用把“+”、“－”符号代入公

式中，计算过程可用绝对值计算，其结果可用正、负电荷确定作用力为引力或斥力以及

作用力的方向。

2、焦耳定律

（1）内容：电流流过导体所产生的热量与电流强度平方，导体的电阻及通电时间成正比。

（2）表达式：Q=I 2Rt Q 单位：焦耳（J ）

（3）注意点：纯电阻电路：电功等于电热（W=Q ）

非纯电阻电路：电功远远大于电热（W >>Q ）

电流的热效应应产生电热

3、 电阻定律：

（1） 内容：在常温下，导体的电阻，与导体的长度成正比，与导体的横截面积

成反比，并与材料的性质有关。

（2） 表达式：S

l R ρ

= R 的单位：欧姆（Ω） （3） 注意点： ①条件：常温下（20℃~25℃）

②电阻率（ρ）：其单位是“Ω•m ”（欧米），ρ值越大，导电性能愈差。ρ值与导

体的几何形状无关，而与导体材料的性质和导体所处的条件（如温度）有关。

4、欧姆定律

（1）部分电路欧姆定律：

①内容：电路中电流与电阻两端的电压成正比，与电阻的阻值成反比

②表达式：R

U I = ③注意点：欧姆定律表达形式：R U I =

或U ＝IR ，但不能用I U R =表达，I U R = 只是计算某个量值所引用的公式

（3） 全电路闭合电路欧姆定律

①内容：闭合电路中的电流与电源的电动势成正比，与电路的总电阻成反比

②表达式：r

R E I += ③注意点：r I E U ⋅-=外，当R 增大时，I 减小，I r 减小，U 外增大。当R →∞

（断路），I →0，则U 外=E ，断路时端电压等于电源电动势。

当R 减小时，I 增大，则U 外减小，当R ＝0，则U 外=0，这种情况叫短路。此时，r

E I =，由于r 很小，所以短路电流I 很大，可能烧毁电源，甚至引起火灾。为此电路中必须有短路保护装置。

5、 负载获得电大功率的条件（最大功率输出定理）

（1） 内容：当负载R 和电源内阻r 相等时，负载获得最大功率（电源输出功率最

大）

（2） 表达式：当R ＝r 时，r

E R E P o 442

2max == （3） 注意点：R 指的是负载，指的是研究对象

典型例题

例1 ：将一只电炉的电阻丝剪成长度相等的两段，并联后接到原来的电源上（设电源电压

保持不变），功率将变为 （ ）

A 、原来2倍

B 、原来的4倍

C 、原来的一半

D 、原来的1/4倍

答案：B

分析：设原电炉的电阻丝电阻为R ，剪成长度相等的两段后，每段电阻阻值为2R ，并联后的电阻为4

R ，当电源电压不变时，由R U P 2=得p R U R U P 444

22==='，即为原功率的4倍

误区：剪成两段，长度变了，可能想到面积也变，导致后来的阻值为多少，却算不正确。

例2：电路如图所示。已知：以0点为参考点，V A ＝10V ，V B ＝5V ，V C =5V ,。（1）求U AB 、

U BC 、U AC （2）若以B 点为参考点，求各点电位和电压U AB 、U BC 、U AC

答案：（1）U AB =V A -V B =10-5=5V

U BC =V B -V C =5-(-5)=10V

U AC =V A -V C =10-(-5)=15V

（2）若以B 点为参考点，则V B ＝0

V A =U AB =5V

V C =U CB =-V BC =-10V

U AB =V A -V B =5-0=5V

U BC =V A -V C =0-(-10)=10V

U AC =V A -V C =5-(-10)=15V

分析：解本题的关键是要明确电压与电位的关系，即U AB =V A -V B ,V A =U AB +V B

误区：电位是相对的，电压是绝对的容易混淆

例3、如图所示，当可调电阻R 的触点左移时，电流表和电压表的读数将 （ ）

A 、 电流表读数将增大，电压表读数将增大

B 、 电流表读数将下降，电压表读数将增大

C 、 电流表读数将增大，电压表读数将下降

D 、 电流表读数将下降，电压表读数将下降

答案：C