第一章 电路基础知识 §1—1 电流和电压 一、填空题 1.电流流通的路径称为电路,通常电路是由电源、导线、负载和开关组成。 2.习惯上规定正电荷移动的方向为电流的方向,因此,电流的方向实际上与电子移动的方向相反。 3.金属导体中自由电子的定向移动方向与电流方向相反。 4.电流分直流和交流两大类,凡电流的大小和方向都随时间的变化而变化的电流称为交流电流,简称交流;凡大小和方向恒定不变的电流称为直流电流,简称直流。 5.若3 min通过导体横截面的电荷量是1.8 C,则导体中的电流是0.01A。 6.测量电流时,应将电流表串联接在电路中,使被测电流从电流表的正(+)接线柱流进,从负(-)接线柱流出;每个电流表都有一定的测量范围,称为电流表的量程。 7.电压是衡量电场力做功能力的物理量;电动势表示电源将正电荷从电源负极经电源内部移到正极的能力。 8.电路中某点与参考点的电压即为该点的电位,若电路中a、b两点的电位分别为Ua、Ub,则a、b两点间的电压Uab=Ua-Ub;U ba= Ub- Ua。 9.参考点的电位为0,高于参考点的电位取正值,低于参考点的电位取负值。 10.电动势的方向规定为在电源内部由负极指向正极。 11.测量电压时,应将电压表和被测电路并联,使电压表接线柱的正负和被测两点的电位一致。 12.如图1—1所示,电压表的a应接电阻的C端,b应接电阻的d端。电流表的a应接电阻的c端。
二、判断题
1.导体中的电流由电子流形成,故电子流动的方向就是电流的方向。 (×) 2.电源电动势的大小由电源本身性质所决定,与外电路无关。 (√) 3.电压和电位都随参考点的变化而变化。 (×) 4.我们规定自负极通过电源内部指向正极的方向为电动势的方向。 (√)
三、问答题
1.电路主要由哪些部分组成?它们的主要功能是什么?
答:电路主要由电源、负载、导线和开关组成。电源是提供电能的装置;负载是实现电路功能的装置。导线是在电路中起连接作用。开关是控制装置。 2.简述电压、电位、电动势的区别。电源内部电荷移动和电源外部电荷移动的原因是否一样?
答:电压反映的是电场力在两点之间做功的多少,与参考点的位置无关。电位反映的是某点与参考点的电压,与参考点的位置有关。电动势反映的是其他形式的能转换为电能的能力。电源内部电荷移动和电源外部电荷移动的原因不一样。
3.什么是电流?电路中存在持续电流的条件是什么?
答:电流是电荷定向移动形成的。电路中存在持续电流的条件是:电源电动势不为〇,且电路闭合。
4.用电流表测量电流时,有哪些注意事项?
答:(1)对交、直流电流应分别使用交流电流表和直流电流表测量。 (2)电流表必须串接到被测量的电路中。 (3)电流必须从电流表的正端流入负端流出。 (4)选择合适的量程。
四、计算题
1.在5 min内,通过导体横截面的电荷量为3.6 C,则电流是多少安?合多少毫安?
解: I=Q/t=3.6/(5×60)=0.012(A)=12mA 答:电流是0.012安,合12毫安。
2.在图1--2中,当选c点为参考点时,已知:Ua=-6 V,Ub=-3 V,Ud=-2 V,Ue=-4 V。求Uab、Ucd各是多少?若选d点为参考点,则各点电位各是多少? 解:选c点参考点时Uc=0V
Uab= Ua- Ub=(-6)-(-3)=-3V Ucd= Uc – Ud =0-(-2)=2V Ubd= Ub – Ud =(-3)-(-2)=-1V Ued= Ue – Ud =(-4)-(-2)=-2V
选d点为参考点 Ud=0 运用电压不随参考点变化的特点
Ucd= Uc – Ud = Uc –0=2V Uc=2V ∵Ubd= Ub – Ud = Ub –0=-1V ∴Ub=-1V ∵Ued= Ue – Ud = Ue –0=-2V ∴Ue=-2V ∵Uab= Ua – Ub = Ua –(-1)=-3V ∴Ua=-4V
答: Uab=-3V,Ucd=2V当选d点为参考点时Ua=-4V,Ub=-1V,Uc=2V,Ud=0,Ue=-2V。
§1—2 电 阻 一、填空题 1.根据导电能力的强弱,物质一般可分为导体、半导体和绝缘体。 2.导体对电流的阻碍作用称为电阻。 3.均匀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,与材料性质有关,而且还与环境温度有关。 4.电阻率的大小反映了物质的导电能力,电阻率小说明物质导电能力强,电阻率大说明物质导电能力弱。 5.电阻率的倒数称为电导,它表示电流通过的难易程度,其数值越大,表示电流越容易通过。 6.一般来说,金属的电阻率随温度的升高而增大,硅等纯净半导体和绝缘体的电阻率则随温度的升高而减小。 二、选择题 1.一根导体的电阻为R,若将其从中间对折合并成一根新导线,其阻值为( C )。
A.R/2 B.R C.R/4 D.R/8
2.甲乙两导体由同种材料做成,长度之比为3:5,直径之比为2:1,则它们的电阻之比为( B )。
A .12:5 B.3:20 C.7:6 D.20:3
3.制造标准电阻器的材料一定是( D )。
A.高电阻率材料 B.低电阻率材料 C.高温度系数材料 D.低温度系数材料
4.导体的电阻是导体本身的一种性质,以下说法错误的是(C)。
A.和导体截面积有关 B.和导体长度有关 C.和环境温度无关 D.和材料性质有关 5.用万用表测量电阻的刻度,下列说法正确的是(C)。
A.刻度是线性的 B.指针偏转到最右端时,电阻为无穷大
C.指针偏转到最左端时,电阻为无穷大 D指针偏转到中间时,电阻为无穷大
6.关于万用表的使用方法,下列说法错误的是( A )。
A.在测量过程中,应根据测量量的大小拨动转换开关,为了便于观察,不应分断电源
B.测量结束后,转换开关应拨到交流最大电压挡或空挡 C.测量电阻时,每换一次量程都应调一次零
三、问答题
1.根据物质导电能力的强弱,可分为哪几类?它们各有什么特点? 答:根据物质导电能力的强弱可分为导体、半导体和绝缘体三类。它们的特点是导体电阻率小,容易导电。半导体导电能力介于导体和绝缘体之间。绝缘体的电阻率大,不容易导电。
2.在温度一定的情况下,导体电阻的大小由哪些因素决定?写出导体电阻大小的表达式。
答:在温度一定的情况下,导体电阻的大小由导体的材料、长度和横截面积决定,其表达式为:R=ρ
3.用万用表测电阻时,应注意哪几点?