项目一 电路的识别

在人们的日常生活中，由用电器组成的电路几乎无处不在。了解电路的组成，掌握电路所涉及物理量的含义，掌握这些物理量的测量方法，是学习电工知识的基础。

知识目标

1.掌握电路的组成及其三种工作状态。

2.掌握电阻、电流、电压、电位、电动势、电能、电功率的概念和基本知识。

3.掌握欧姆定律、电阻定律的基本知识并能熟练应用。

技能目标

1.能够使用验电笔判断导体是否带电，是带直流电还是交流电。

2.会正确使用万用表测量电流、电压、电位、电阻等物理量。

3.能观察电度表测量电路所消耗的电能。

任务一 认识电路

基本知识

一、电路的组成

人们在日常生活中经常用手电筒照明。手电筒由一个灯泡通过导线、开关和几节电池连接起来，就组成一个最简单的直流电路，如图1-1所示。当开关闭合时，灯泡就发光，电路中有电路通过；当开关断开时，灯泡熄灭，电路中没有电路通过。

通常把这种由电气设备和若干元件按照一定的连接方式构成的电流通路称为电路。也就是说，电路就是电流所流经的路径。

不论结构如何，只要是一个完整的实际电路，一般都是由电源、负载、连接导线和控制装置（开关）四部分组成的。

1.电源

电源是将其他形式的能转变为电能的装置，如发电机、干电池、光电池等。发电机是将机械能转变为电能的装置，干电池是将化学能转变为电能的装置，光电池是将光能转变为电能的装置。

2.负载

负载是将电能转变为其他形式能量的装置，如白炽灯（灯泡）、电烙铁、电动机、电解槽等都是负载。白炽灯是将电能转变为光能、热能，电烙铁是将电能转变为热能，电动机是把电能转变为机械能，电解槽是将电能转变为化学能。

3.控制装置

用来控制电路的通断，使电路正常工作的装置，如开关、保险丝、继电器等。

4.连接导线

用来传输和分配电能，把电源和负载连接成一个闭合的回路。常用的导线是铜线。

二、电路的工作状态

电路的工作状态常有以下三种。

1.通路

通路是指电源与负载连通的电路，也称闭合电路，这种电路中有工作电流，如图1-2（a）所示。但须注意，处于通路状态下的各种电气设备的电压、电流、功率等数值不能超过其额定数值。

2.断路（开路）

断路是指电路中某处断开，使电路不能构成通路的状态。此时电路中没有电流流过，如图1-2（b）所示。在测试或检修电路时，经常需要将某一部分电路断开进行测试或判断故障。

3.短路

短路是指整个电路或某一部分被导线直接短接，电流直接流经导线而不再经过电路中的元件。这时，电路中的电流往往较大，容易损坏电源或发生火灾，一般应该避免短路的情况发生。但在电子设备的调试过程中，常常遇到将电路的某一部分短路的情况，这是为了使与调试过程无关的部分没有电流通过而采取的一种方法。

三、电路图

要说明一个实际电路的结构原理，用图纸来表示往往非常方便，同样，电气工人可根据电路图来了解电路的连接方式和电路中各元件的作用，以便进行安装、调试和检修。电路图一般可以分为原理图和装配图两种。原理图只是表示线路的连接方式，并不反映线路的几何尺寸和各零件的实际形状。装配图除了表示电路的实际接法外，还要画出相关部分的装置和结构，图1-1（b）表示的就是图1-1（a）所对应的原理图。

电路图中常用的部分图形符号如表1-1所示。

基本技能

观察手电筒的构成

在日常生活中，人们会经常用手电筒进行照明，它有一个灯泡通过导线、开关和几节电池连接起来，当开关闭合时，灯泡发光；开关断开时，灯泡熄灭。

一、手电筒简介

普通手电筒的结构有电路元件和电路结构件组成，如图1-3所示。

图1-3 手电筒的结构

当向前推动开关⑧时，使金属片②和灯泡负极连接环①接触，这样电路元件就构成一个闭合回路，电流经过电池⑦的正极→灯泡⑥→灯泡负极连接环①金属片②→开关⑧→金属片④→弹簧③→电池⑦的负极，构成一个闭合回路，回路中有电流流过，当电流流过灯泡时，灯泡发光。

当把开关⑧向后退时，金属片②与灯泡的负极连接环①断开，电路因断路没有电流，灯泡熄灭。

二、技能练习

1.目的

了解手电筒的组成元件及元件的作用。

2.材料

工具一套，手电筒一个。

3.步骤

（1）实际操作手电筒，观察操作结果。闭合手电筒开关，观察灯泡；断开开关，观察灯泡。

（2）拆卸手电筒，观察手电筒的构造和组成元件（含结构件）。

（3）对照图1-3，分析电路的工作原理和元器件的作用。

（4）根据电路的工作原理，画出原理图，与图1-1对比。

任务二 了解电流产生

基本知识

一、电流的基本概念

1.电流的定义 电荷的定向移动形成了电流。如金属导体中自由电子的定向移动，电解液中的正、负离子沿着相反方向的移动，都形成了电流。

2.电流的形成 当手电筒的开关闭合，手电筒发光的原因是手电筒里的灯泡通过了合适的电流。那么电流是如何形成的呢？

要形成电流其条件是：首先要有自由移动的电荷——自由电荷；其次导体两端必须有使电荷移动的动力——电压；再者这就是闭合电路中，形成通路。这就好比河流的形成，一要有水，二要有地势的高低，水会沿着一定的路径（通路）自高向低流动。

3.电流的理论方向和参考方向与实际方向

（1）电流的理论方向 物理学中规定电流的方向，是正电荷定向移动的方向（电荷指的是自由电荷）。在金属导体中的电子是自由电子的定向移动；在酸，碱，盐的水溶液中是正、负离子沿着相反方向的移动；在电源外部电流沿着正电荷移动的方向流动；在电源内部由负极流回正极。

（2）电流的参考方向与实际方向 在实际工作中对于简单的电路来说，很容易判明电流的方向，如图1-4所示；但在计算和分析较复杂的电路时，某段电路中的电流方向一般很难确定，如图1-5中的电阻R3中的电流。此时可以先假设电路中的电流方向，即假设电路中的电流的参考方向，然后进行计算，如果解出电流值为正值，认为电路中的实际电流方向和假设的电流方向一致；如果解出来的电流值为负值，说明电路中的实际电流方向和假设的电流方向相反，如图1-6所示。

如何观察电流的实际方向呢？最直观的办法是将直流电流表串联到图1-4中R3支路里，当电流表指针出现反向偏转时，此时的电流表指针的偏转方向（代表实际方向）与电路图中所标注电流方向（参考方向）相反。当电流表指针出现正向偏转时，此时的电流表指针的偏转方向（代表实际方向）与电路图中所标注电流方向（参考方向）一致。

二、电流的种类

根据电流的实际用途，电流的种类可以分为三大类，恒定电流、脉动电流和正弦交流电电流。三种电流的定义特点见表1-2。

三、电流的大小

电流的强弱用电流强度来表示。单位时间内通过导体横截面的电荷量叫做电流强度，简称电流，用符号I表示。如果在时间t内，通过导体横截面的电荷量为Q，那么导体中流过的电流I为：

在国际单位制中，电流的单位是安培（A）。如果1秒（s）内通过导体横截面的电荷量为1库仑（C），则规定导体中的电流强度为1安培，即

1安培（A）=1库仑（C）/1秒（s）

常用的电流单位还有毫安（mA）、微安（μA）等，它们之间的换算关系为：

1mA=10-3A，1μA =10-6A

例1-1 在1min内流过导体横截面的电荷量为12C，求导体中的电流强度是多少？

四、电流产生的五大效应

我们研究和学习电流是为了更好掌握电流能在生产、生活和学习中给我们带来更多的应用。

1.热效应

利用电流的热效应来加热的家电产品，有电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉等。焦耳定律就是计算电流产生多少热量公式。

2.磁效应

电流的磁效应：任何通有电流的导线，都可以在其周围产生磁场的现象，称为电流的磁效应。

我们会在今后的学习中，了解到通电流的长直导线周围，会有磁场产生，其磁力线的形状为以导线为圆心一封闭的同心圆，且磁场的方向与电流的方向互相垂直。以及著名的右手和左手定则，具体参考项目四的内容。电动机和变压器就是电流的磁效应具体应用。

3.光效应

电流的光效应。例如利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED 。当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。

4.声效应

电流的声效应。例如动圈式扬声器的基本原理是把一条有电流的导线与磁力线垂直的放进磁铁南北极间，导线就会受磁力线与电流两者的互相作用而移动，在把一片振膜依附在这根导线上，随著电流变化振膜就产生前后的运动。目前百分之九十以上的锥盆单体扬声器都是动圈式的设计。还有电铃、蜂鸣器、都是利用电流的磁效应制成的。

5.化学效应

电流通过导电的液体会使液体发生化学变化，产生新的物质。电流的这种效果叫做电流的化学效应。如电解，电镀，电离等就属于电流的化学效应的例子。

基本技能

验电笔的使用

验电笔是用来判断电路中是否有电的一种工具，分为氖泡式验电笔和数字式验电笔两种。

一、验电笔的基本结构

1.氖泡验电笔

（1）氖泡式验电笔的结构

验电笔主要由工作触头、降压电阻、氖泡、弹簧和金属螺钉等部件组成。其结构如图1-7所示，各组成部件及其作用见表1-3。

（2）用氖管式验电笔观察判断电流的产生

正确使用验电笔的方法如图1-8，当用验电笔判断被测物体是否带电时，将工作触点接触被测体，如果被测体带电，则被测体通过验电笔、人体、大地形成回路，其漏电电流使氖泡启辉发光。如果验电笔接触零线，则氖泡不亮。原因是什么？请同学们将任务二和任务三学习完成之后，自行解答。

（3）氖管式验电笔使用技巧

① 判断交流电与直流电。 电笔判断交直流，如果被测体带交流电，则氖管较明亮，并且氖管通身亮；如果被测体带直流电，则氖管较暗，且氖管只亮一端。

② 判断直流电正负极方法。用验电笔判断直流电的正、负极，此时观察氖管要心细，如果是前端明亮则是负极，如果是后端明亮则为正极。

（4）使用低压验电笔（试电笔）应注意的事项

① 测试前应在带电体上进行校核，确认验电笔良好，以防做出错误判断。

② 使用验电笔时，最好穿上绝缘鞋。

③ 避免在光线明亮的方向观察氖泡是否启辉，以免因看不清而误判。

④ 有些设备，特别是测试仪表，往往因感应而带电。此外，某些金属外皮也有感应电。在这些情况下，用验电笔测试有电，不能作为存在触电危险的依据。因此，还必须采用其他方法（如用万用表测量）确认其是否真正带电。

2.电子验电笔

除了氖泡验电笔以外，目前市场上还有数字式验电笔，数字验电笔及其使用如图1-9所示。

数字式验电笔由笔尖（工作触头）、笔身、指示灯、电压显示、电压感应通电检测按钮、电压直接检测按钮、电池等组成，适用于检测12～220V交直流电压和各种电器。数字式验电笔除了具有氖管式验电笔通用的功能外，还有以下特点：

（1）当右手指按检测按钮，并将左手触及笔尖时，若指示灯发亮，则表示正常工作；若指示灯不亮，则应更换电池。

（2）测试交流电时，切勿按电子感应按钮。将笔尖插入相线孔时，指示灯发亮，则表示有交流电；需要电压显示时，则按检测按钮，最后显示数字为所测电压值；未到高段显示值75%时，显示低段值。

二、技能练习

1.目的

用验电笔判断待测体是否带电。

2.器材

验电笔、各种电源。

3.步骤

（1）判断待测体是否带电。

（2）若带电，所带电是直流电还是交流电；若是直流电，被测端是正极还是负极。

任务三 电源及电动势

在电工技术中所涉及的物理量很多，除了电流以外还有电压、电位、电能、电动势、电功率等，理解和掌握好这些物理量是学好电工基础的前提条件。

基本知识

一、电压

我们知道，物体的运动是因为受到力的作用，电荷做定向移动形成电流是由于电荷受到了电场力的作用。

电荷在电场中受到力的作用，这种力叫电场力。在电场力的作用下，电荷沿力的方向移动一段距离，那么电场力就对电荷做了功，如图1-10所示。电场力F把正电荷q从电场中a点移动到了b点，那么电场力对电荷q做的功为Wab=F×Lab。如果在电场中的电荷为nq，则受到的电场力为nF，电场力所做的功为nWab。即电场力所做的功与电荷量之比为一常数，这个常数就是电压。电压是用来衡量电场力移动电荷做功本领的物理量。

所谓电压就是单位正电荷从a点移动到b点电场力所做的功，用Uab表示，即Uab

在国际单位制中，电压的单位为伏（特），符号为V，表示的含义为：如果将1库仑（C）的正电荷从a点移动到b点，电场力所做的功为1焦耳（J），则ab两点之间的电压为1伏特（V）。

常用的单位还有千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（μV），它们之间的换算关系为：

1千伏（kV）=103伏（V）

1毫伏（mV）=10-3伏（V）

1微伏（μV）=10-3毫伏（mV）=10-6伏（V）

和电流一样，电压不仅有大小，也有方向。电压总是对电路中某两点而言的，常用双下标表示，如用Uab表示a、b两点之间的电压，a表示起点，b表示终点。在电路中，任意两点之间的电压的实际方向往往不能预先确定，和电流一样，可以先假设电路中电压的参考方向，并按参考方向进行计算。如果计算结果为正值，说明假设的电压参考方向和实际方向一致；若计算结果为负值，说明电压的参考方向和实际方向相反。

例1-2 在如图1-11中，已知电压的参考方向和数值，试说明电阻R上电压的实际方向。

解：在图a中，电压的参考方向由a到b，电压为2V，说明电压的实际方向和参考方向一致，即从a到b。

在图b中，电压的参考方向由c到d，但电压为-3V，说明电压的实际方向和参考方向相反，即电压的实际方向由d到c。

例1-3 已知电场力将一带电量为0.05C的电荷从a移动到b，电场力做功为6J，问a、b两点之间的电压为多少？

解：

二、电位

电压是对电路中的某两点而言的，在电工技术中常常用到。在电子技术中或分析较为复杂的电路时，要求解电路中某两点的电压，常常较为复杂，如果利用电位的概念去分析则十分方便。

如果在电路中选择一点作为参考点，规定参考点的电位为零电位点，那么对于电路中某点的电位，就是电场力移动单位电荷从该点到参考点所做的功，电位的符号用V表示，电位的单位也是伏特（V）。

参考点为零电位点，电路中的其他点的电位都是针对这个基准点而设置的，而参考点的选择是任意的。在工程技术中选择大地、机壳为参考点；而在电子技术中如果选择较多元器件的交汇点为参考点，往往使分析或计算较为简单。

由电位的定义可知，电位表示的也是电场力对电荷所做的功，这是与电压的共同点；不同点是电位是指某点到参考点的电压，而电压则表示的是任意两点之间的电压；某点的电位会随着参考点的不同而改变，具有多值性，而某两点的电压值不会随参考点的不同而改变，具有单一性。电路中任意两点之间的电压可以用这两点之间的电位差来表示。

Uab=Va-Vb

Va、Vb分别表示a点、b点的电位，Uab表示a、b两点之间的电压，所以电压又叫电位差（也称电压降）。

例1-4 如图1-12所示，已知 Uab=12V，Ubc= 6V，分别以b、c为参考点，求a点、b点和c点的电位和a、c两点之间的电压Uac。

解：

（1）以b点为参考点，则Vb= 0

已知Uab=12（V），即Uab=Va-Vb=Va-0 =12（V）

所以，Va =12（V）

又已知Ubc= 6（V），即Ubc=Vb-Vc= 0-Vc= 6（V）

所以，Vc= -6（V）

a、c两点的电压为：

Uac= Va-Vc = 12-（-6）=18（V）

（2）以c点为参考点，则Vc=0

已知Ubc= 6（V），即Ubc= Vb-Vc= Vb-0 = 6（V）

所以，Vb= 6（V）

又Uab = Va-Vb =Va-6 =12（V）

所以，Va=12+6 =18（V）

a、c两点之间的电压为：

Uac= Va-Vc=18-0 =18（V）

由上面的计算可得：当参考点变化时，a、b、c三点的电位跟着变化，但a、c两点的电压不变。

三、电源

当电流流经用电器时，用电器把电能转化为其他形式的能，为了使电路中能够有源源不断的电流，就需要一种把其他形式的能量转化为电能的装置，这种装置就是电源。电源的种类很多，有把化学能转化为电能的干电池或蓄电池，有能把机械能转化成电能的发电机，也有将太阳能转化成电能的太阳能电池。不论什么类型的电源，其作用都是克服电场力将正电荷从电源的负极移动到电源的正极（或者将负电荷从电源的正极移动到电源的负极）。我们把电源所具有的这种力叫做非电场力（也叫非静电力或电源力），如图1-13所示。

在电源外部，电场力将正电荷从电源的正极通过用电器移送到电源的负极，称为电源的外电路；它将电能转化为其他形式的能，电场力做功。在电源内部，非静电力将正电荷从电源的负极移送到电源的正极，非静电力做功，将其他形式的能转换为电能，称为电源的内电路。这样，电源的外电路和电源的内电路形成一个闭合回路，在闭合回路中就会有持续的电流。

四、电源的电动势

在电源内部，非静电力把正电荷从电源的负极移送到电源的正极，为了衡量非静电力做功能力的大小，引入电动势这个物理量。即非静电力将单位正电荷从电源的负极移动到电源的正极所做的功，用E表示。

电动势的单位也是伏特。表示把1库仑（C）的正电荷从电源的负极移动到电源的正极所做的功为1焦耳（J），则电源的电动势就是1伏特（V）。

电源的电动势不仅有大小而且有方向，电动势的方向从电源的负极指向电源的正极，其大小等于电源两端的电压。电源的电动势仅决定于电源本身，与外电路无关。

电动势与电压的关系：

电动势和电压的单位都是伏特，都表示做功能力的大小，所不同的是电动势表示电源非静电力做功的本领，而电压表示电场力做功的本领；电动势只存在于电源的内部，电压不仅存在于电源的内部，而且也存在于电源的外部；电动势与电压的方向相反，电动势是从低电位指向高电位（所以常称为电势升），而电压是从高电位指向低电位（所以常称为电压降）。

五、电能（电功）

电能是物理学中的一种能量形式，和物理学中的其他能量形式有着密切的联系，因此电能是一个重要的物理量。假设导体两端的电压为 U，通过导体的横截面的电荷量为 q，根据电压的定义可得出电场力对电荷q所做的功，即电路所消耗的电能为

W=Uq

由于

q=It

可得

W = UIt

上式表示，在一段电路中，电场力移动电荷通过导体所做的功W与加在这段电路两端的电压U、通过导体的电流I和通电时间t的乘积成正比。电场力做多少功，表示将多少电能转化为其他形式的能。

在国际单位制中，W、U、I、t的单位分别是焦耳（J）、伏特（V）、安培（A）和秒（s）。在实际生活中，我们常用到电能的另一个单位是千瓦时（kW·h），1 kW·h俗称1度电。表示1kW的用电器工作1h所消耗的电能。

1度= 1 kW·h =3.6×106J

例1-5 一台29寸电视机在工作时，用电电压为220V，通过的电流为0.5A，试求电视机一天工作5h所消耗的能量？

解：W = UIt = 220×0.5×5 =550W·h =0.55kW·h =0.55（度）

六、电功率

电功不能表示电流做功的快慢，电功率则可以表示电流做功快慢的物理量。人们把单位时间内电流所做的功，称为电功率，用字母P表示

由于W = UIt，代入上式得

式中，P、W、t、U、I的单位分别是瓦特（W）、焦耳（J）、秒（s）、伏特（V）和安培（A）。若电流在1s内所做的功为1J，则电功率就是1W。常用的电功率的单位还有千瓦（kW）、毫瓦（mW）等。

1千瓦（kW）=103瓦特（W）

1毫瓦（mW）=10-3瓦特（W）

用电器上所标明的电压、功率为用电器的额定电压和额定功率，所谓额定电压是指用电器长期工作时所允许加的最高电压。额定功率是指在额定电压下，用电器所消耗的功率，如灯泡上的220V、40W即为额定电压和额定功率。

在功率计算中，用正、负号表示吸收电能或发出电能，即吸收电能，功率用正号表示；发出电能，功率用负号表示。

例1-6 一标有220V、40W的灯泡，正常发光时，通过灯丝的电流是多少？

解：由P = UI

可得：

基本技能

电压的测量

常用的电压的测量仪器是电压表和万用表，在初中物理课中我们已经学习了电压表的使用。在电工和电子技术中，常用万用表来测量电压。

一、万用表测量电压

万用表是一种可以测量多种物理量、具有多个量程的便携式仪表。万用表一般情况下主要测量电压、电流和电阻，有的还可以测量晶体管、电容、电感、频率等。常用的万用表有指针式和数字式两种。这里我们主要学习用指针式万用表进行电压测量。

图1-14是某种M47指针式万用表，图（a）是其整体图，图（b）是其表盘，图（c）是操作盘。

1.万用表的使用方法

使用万用表前做到：

（1）万用表水平放置。

（2）应检查表针是否停在表盘左端的零位。如有偏离，可用小螺丝刀轻轻转动表头上的机械零位调整旋钮，使表针指零。

（3）将红表笔插入标有“+”号的插孔，黑表笔插入标有“-”号的插孔。

（4）将选择开关旋到相应的项目和量程上，就可以使用了。

万用表使用后，应做到：

（1）拔出表笔。

（2）将选择开关旋至“OFF”挡，若无此挡，应旋至交流电压最大量程挡，如“1000V”挡。

（3）若长期不用，应将表内电池取出，以防电池电解液渗漏而腐蚀内部电路。

2.用万用表测量直流电压

测量步骤是：

（1）选择量程。万用表直流电压挡标有“”，有0.25V、1V、2.5V、10V、50V、250V、500V、1000V和2500V共九个量程。测量电压（或电流）时要选择好量程，如果用小量程去测量大电压，则会有损坏的危险；如果用大量程去测量小电压，那么指针偏转太小，无法读数。量程的选择应尽量使指针偏转到满刻度的2/3左右。如果事先不清楚被测电压的大小时，应先选择最高量程挡，然后逐渐减小到合适的量程。

（2）测量方法。万用表应与被测电路并联。红表笔应接被测电路高电位处，黑表笔应接低电位处。

（3）正确读数。仔细观察表盘，直流电压挡刻度线是第二条刻度线，用某一挡时，可用刻度线下第三行数字读出相应的数值，然后乘以倍率即是被测电压值。注意读数时，眼睛视线应正对指针。

3.用万用表测量交流电压

测量步骤是：

（1）选择量程。万用表交流电压档标有“”，有10V、50V、250V、500V和1000V共五个量程。量程的选择和测量直流电压时相同。

（2）测量方法。万用表应与被测电路并联，但没有高低电位之分。

（3）正确读数。同测量直流电压。

二、技能练习——用万用表测量电压

1.目的

学会用万用表测量电压。

2.器材

电池一块、稳压源一个、开关一个、电阻两个、导线若干，万用表。

3.步骤

（1）电池电压的测量

电池电压一般为1.5V，用万用表测量时，万用表的挡位为______，黑表笔接______，红表笔接______，读值为 ______。

（2）稳压电源电压测量

直流稳压电源一般为0～30V，如果测量其输出电压范围，万用表的挡位为_____，黑表笔接 ______，红表笔接______，读值为_______。

（3）交流电压的测量

用万用表测量市电电压（电源插座），万用表挡位应该放在_______，测量时黑、红表笔用不用区分接哪一个待测点（ ），读值为______ 。

（4）电压、电位的测量

原理图如图1-15所示（图中元件参数自定）。

① 当开关K打开时，用万用表测量a、b电压Uab =____V， c、d之间的电压Ucd =____V。

② 闭合开关K，用万用表测量a、d之间的电压Uad =____V，a、b之间的电压Uab =____V，b、c之间的电压Ubc =____V。

③ 以c点为参考点，测量a、b、c点的电位，Va = V ，Vb= V， Vc = V。

④ 假如以b点为参考点，那么Va = V，Vb = V ，Uab = V。

通过上述测量，可以得到的结论，某点（如a点）的电位与参考点的选择 关，而两点之间的电压（如Uab）与选择的参考点 关。

（5）测量结束后，应拔出表笔，将选择开关置于交流电压最大挡位，收好万用表。

在上述测量过程中，读值时需要注意______。

任务四 识别电阻

基本知识

一、电阻

1.导电、非导电物质的分类

根据物体的导电能力的强弱，一般可分为导体、绝缘体和半导体。其中导电性能良好的物体叫导体，导体内部有大量的自由电荷，如银、铜、铝等都是导体；导电能力很差的物体叫绝缘体，绝缘体中几乎没有自由电荷存在，如玻璃、胶木、陶瓷等都是绝缘体；导电能力介于导体和绝缘体之间的物体叫半导体，半导体的导电能力随外界条件变化导电能力有较大的变化，如硅、锗等。

2.电阻

导体中存在着大量的自由电荷，自由电荷在电场力的作用下定向移动形成电流。但在自由电荷移动的过程中不断地与其他原子发生碰撞，阻碍了自由电荷的定性运动。这种对自由电荷运动的阻碍作用叫电阻，用字母R表示。

3.电阻定律

任何物体都有电阻，而导体的电阻是由导体本身的性质所决定的，不随导体两端的电压改变而改变。导体电阻的大小不仅和导体的材料有关，还和导体的尺寸有关。经验证明，在温度一定时，一定材料制成的导体的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比，还与导体的材料有关系，这就是电阻定律。

式中 R——导体的电阻，单位是欧姆，符号为Ω；

ρ——电阻率，导体的电阻率是由导体本身的性质决定的，单位是欧姆米，符号是Ω ·m，常见导体的电阻率见表1-4；

L——导体的长度，单位是米，符号为m；

S——导体的横截面，单位是平方米，符号是m2。

在国际单位制中，电阻的常用单位还有千欧（kΩ）和兆欧（MΩ）；

1kΩ=103Ω

1MΩ=103kΩ=106Ω

由表1-4可知，银的导电性能最好，但银的价格昂贵，用它做导线不太经济，只作为一些电气设备的触点使用，在现实生活中常用铜做导线。

例1-7 一根铜导线长L=2000m，截面积S=2mm2，导体的电阻是多少？

解：查表1-1可知，铜的电阻率p=1.7×10-8Ω▪m，由电阻定律可得

二、电阻与温度的关系

实验证明导体的电阻还与温度有关。人们把温度升高1℃时，导体电阻的拜年话与原电阻的比值称为温度系数，用字母a表示，单位1/℃.

如果在温度为t1时，导体的电阻为R1；在温度为t2时，导体的电阻为R2，那么电阻的温度系数是

在通常情况下，几乎所有的金属材料的电阻率都随温度的升高而增大，即 a〉0，称为正温度系数。由于电阻率较小，当温度变化较小时，对电阻的影响不大，一般不予考虑。但当温度变化较大时，温度对电阻的影响不容忽视。有些材料（如碳）在温度升高时，导体的电阻值反而减少时，即 a〈0，称为负温度系数。具有负温度系数的电阻在电路中常用作温度补偿用。还有些合金材料（如锰铜、康铜等）的电阻温度系数很小，导体的电阻几乎不随温度的变化而变化，常用来制造标准电阻用。此外，有些稀有材料及其合金在超低温下，失去了对电流的阻碍作用（即电阻为零），这种现象称为超导现象，随着科学技术的发展，超导技术逐步应用到电子通信、医疗卫生等方面。

例1-8一个40W的白炽灯泡，白炽灯的灯丝是钨丝，正常工作时电阻约为1210Ω，工作温度为2000℃，求其常温）25℃）时的电阻？

解：有电阻温度系数公式

可得：

由表1-1可得钨的温度系数为0.0044，将数据代入公式可得：

可见，温度变化较大时，温度对电阻的影响较大，电阻的变化不可忽视。

基本技能

常用电阻器的识别和测量

一、常用电阻器的识别

在日常的生产生活中会用到各种各样的电阻，有些设备需要电阻值较大的电阻，有些设备需要功率值较大的电阻，这就需要制作一些电阻元件。利用导体的电阻性能，将一些电阻率较高的材料制成具有一定阻值的实体元件，用它来控制电路中的电流电压的大小，我们称为电阻器，常常简称为电阻，它是构成电路最基本的元件之一。

1.电阻器的分类

电阻器一般分为固定电阻器和可变电阻器两大类，固定电阻器和可变电阻器的符号见表1-1。常用的固定电阻器有线绕电阻、各种膜电阻和实心电阻三类。可变电阻器的阻值可在一定范围内变化，如电位器、电阻箱等。常用的电阻器外形如图1-16所示。

图1-16 常见电阻器外形

常用固定电阻器的构造特点见表1-5。

2.电阻器的主要指标

电阻器的指标有标称阻值、允许偏差、标称功率、最高工作电压、稳定性、温度等，其中主要指标包括标称值、允许偏差（误差）和标称功率。

（1）标称阻值

标称阻值是指根据国家的统一阻值标准而生产的电阻器阻值，表1-6列出了E24系列的标称系列值，电阻器的标称值为表中所列之中的10n倍，n为整数。

（2）允许偏差

允许偏差表示电阻器的精度，常用百分数表示，是指电阻器实际值和标称值的差值，与标称值相除的百分数。常见的误差值见表1-7。

（3）标称功率

标称功率是指电阻器允许承受的最大功率。

在电路图中，通常不加功率标注的电阻均为1/8（W）的，如果电路对电阻的功率值有特殊要求，就按图1-17所示的符号标注，或用文字说明。实际中不同功率的电阻体积是不同的，一般来说，功率越大，电阻的体积就越大。例如，电工用的启动线绕电阻大家可以参考图1-16和1-18进行学习。

3.电阻器的标称方法

标称阻值的常见表示方法有直标法、色标法和数码法。

（1）直标法：就是在电阻的表面直接用数字和单位符号标出产品的标称阻值，其允许误差直接用百分数表示，如图1-19所示。它的优点是直观，一目了然。但体积小的电阻则无法这样标注。

（2）色标法：用不同色环标明阻值及误差，色标法标志清晰，从各个角度都容易看清标志。各种颜色表示的数值见表1-7的规定。

色环电阻的识别方法见表1-8，注意电阻的标称值的单位是欧姆（Ω）。

（3）数码法

对于体积较小的电阻（如贴片电阻），由于体积较小，无法用上述两种方法表示其阻值，其阻值常用数码法表示。

数码法表示电阻的方法是：用一个三位有效数字表示电阻值的大小，如472，其中前两位数字表示数值的大小，第三位数字表示0的个数（如果是9，表示0.1倍），单位为Ω。如472表示4700Ω，119表示1.1Ω。

二、常用电阻器的测量

在任务三中我们练习过用万用表测量电压，现在我们来学习如何用万用表测量电阻的阻值。

万用表测量电阻阻值的挡位叫欧姆挡，共有R×1、R×10、R×100、R×1k和R×10k五个挡位，用万用表测量电阻时，应按下列步骤进行：

（1）机械调零。在使用之前，应该先调节指针定位螺丝使电流示数为零，避免不必要的误差。

（2）选择合适的倍率挡。万用表欧姆挡的刻度线是不均匀的，所以倍率挡的选择应使指针停留在刻度线较稀的部分为宜，且指针越接近刻度尺的中间，读数越准确。一般情况下，应使指针指在刻度尺的1/3～2/3。

（3）欧姆调零。测量电阻之前，应将2个表笔短接，同时调节“欧姆（电气）调零旋钮”，使指针刚好指在欧姆挡刻度线右边的零位。如果指针不能调到零位，说明电池电压不足。并且每换一次倍率挡，都要再次进行欧姆调零，以保证测量准确。

（4）读数：仔细观察表盘，欧姆挡刻度线是第一条刻度线，表头的读数乘以倍率，就是所测电阻的电阻值。

三、技能练习——电阻的识别、测量

1.目的

识别电阻阻值、功率；用万用表测量电阻的阻值。

2.材料

阻值、功率不同的电阻10个，万用表一块。

3.步骤

（1）电阻的识别

① 阻值的识别

将10只电阻插在硬纸板上。把电阻进行编号，序号为1～10，根据电阻上的色环，写出它们的标称值及误差，将数值填入表1-9中。

② 功率的识别

用已掌握的电阻功率的知识，识别10个电阻的功率，将数值填入表1-9。

（2）电阻的测量

① 将万用表按要求调整好，并置于R×100挡，将欧姆挡进行调零。

② 分别测量上述识别的10只电阻，将数值填入表1-9。测量时注意读数应乘以倍率。

③ 若测量时指针偏角太大或太小，应换挡后再测。换挡后应再次调零才能使用。

④ 相互检查。10只电阻中你测量正确的有几只？将测量值和标称值相比较了解各电阻的误差。

（3）测量结束后，应拔出表笔，将选择开关置于交流电压最大挡位，收好万用表。

任务五 欧姆定律的应用

基本知识

一、部分电路欧姆定律

大量实验表明，在一段不包括电源的电路中，通过导体的电流，与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。这个结论是物理学中一个十分重要的定律，是德国物理学家欧姆首先在19世纪初期用实验的方法研究得出的，叫做部分电路欧姆定律。它揭示了一段电路中电阻、电压、电流三者之间的关系。

如果用I表示通过导体的电流，U表示导体两端的电压，R表示这段导体两端的电阻，那么部分电路欧姆定律可以表示为

式中 电流（I）的单位是安培（A）；

电压（U）的单位是伏特（V）；

电阻（R）的单位是欧姆（Ω）。

值得注意的是：电阻值不随电压、电流的变化而变化的电阻叫线性电阻，如线绕电阻，金属膜电阻等，线性电阻的阻值只与元件本身的材料和尺寸有关系，由线性电阻组成的电路是线性电路；阻值随电压、电流的变化而变化的电阻，叫非线性电阻，如半导体二极管，含有非线性电阻的电路是非线性电路。欧姆定律只适用于线性电路。

一般把电阻两端的电压U和通过电阻的电流I之间的对应关系，称为伏安特性，表示两者之间变化关系的曲线称为伏安特性曲线。

通过实验，可以得到线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线，如图1-20所示，图中以电压为横轴，电流为纵轴。

例1-9 某白炽灯接在220V直流电源上，正常工作时流过的电流为445mA，求此电灯的电阻。

解：根据，有

二、全电路欧姆定律

全电路是指含有电源的电路，如图1-21所示，图中虚线框内代表一个电源，电源的内部一般都有电阻，这个电阻称为电源内阻，用r表示；事实上内阻在电源内部，与电源不分开，因而不单独画出，在电源符号边注明电阻值就可以了。电源内部的电路叫内电路，电源以外 的电路叫外电路。

在开关K闭合时，负载电阻R上有电流，这是因为电阻两端有电压的原因，这个电压由电源电动势 E 产生，称为负载电压UR，而电源两端的压降称为电源的路端电压，此时两者的大小相等，为U=UR=IR，在开关断开时U=E（在数值上），在开关闭合时，UR＜E，这是为什么呢？

这是因为在电流流过电源内部时，在内阻上产生了电压降Ur，Ur=Ir。可见在电路闭合时，U与E之间的关系为

U=E-Ir

即

式中，电流、电动势（电压）、电阻的单位分别是安培（A）、伏特（V）和欧姆（Ω）。

也就是说，在一个闭合电路中，电流强度的大小与电源的电动势成正比，与电路中内电阻和外电阻之和成反比。这个规律称为全电路欧姆定律。

例1-10 在图1-21电路中，电源电动势为6V，内阻r = 0.2Ω，外电阻R = 9.8Ω，求电路中的电流，路端电压和电源的内压降。

解：

U=E-Ir=6-0.6×0.2=5.88（V）

或

U=UR=IR=0.6×9.8=5.88（V）

Ur=Ir=0.6×0.2=0.12（V）

三、电源的外特性

由公式 U = E-Ir可知，电路的路端电压与电源的电动势 E、电路中的电流 I 和电源的内阻r三个量有关系。在通常情况下，电源的电动势和电源的内阻都可以认为是不变的，并且r≪R，因而电路中的电流主要受R变化的影响。当外电阻R较大时，电路中的电流I较小，路端电压较高，此时我们称电路的负载较轻，当外电阻为∞时，此时电路的电流为0，路端电压U=E，称为空载。反之，当外电阻R较小时，电路中的电流I较大，路端电压较低，此时我们称电路的负载较重，如果外电阻R为0，此时电路中的电流很大，可能损坏电源设备，过载是指电路中的电流超过了电路所允许的电流。为了防止短路事故，在电路中串接有保险丝，同时绝对不允许将一根导线或电流表直接接在 电源的两端。人们把电源端电压随负载电流变化的关系称为电源的外特性，绘成的曲线称为外特性曲线，如图1-22所示。

路端电压的高低不仅和负载电阻有关，还与电源内阻的大小有关，在负载电流不变的情况下，内阻越小，路端电压就越高；内阻越大，路端电压就越低。当内阻为零时，路端电源U的大小就恒等于电源的电动势E，此时的电源称为理想电源。

四、电阻元件上消耗的能量与功率

电流做功的过程就是将电能转化成其他形式的能的过程，我们在任务三中已学过电功和电功率的计算方法，结合部分电路欧姆定律的知识，我们可以推导出当负载是纯电阻时电功和电功率的计算方法。

已知电功的计算公式为

W =UIt

将部分电路欧姆定律代入，可得出电阻R上消耗的电功为

在国际单位制中U、I、R、t、W的单位分别是伏特（V）、安培（A）、欧姆（Ω）、秒（s）和焦耳（J）。

同理，将部分电路欧姆定律代入电功率的计算公式，可得出负载是纯电阻时的功率的计算公式为

在国际单位制中，P的单位为瓦特（W）。

在这里需要特别指出的是，当负载是纯电阻电路时，上述等式才能成立，如果电路中存在电解槽、电动机等（将电能转化为热能以外的能量），W =UIt和P=UI 将仍然成立，而和将不再成立，因为此时等式不再成立。

例1-11 一个标有100Ω，1/8（W）的电阻，问其流过的电流和所加电压的最大值是多少？

解：根据P=I 2R，得最大电流为

所加最高电压为

U =IR= 0.035 ×100=3.5（V）

基本技能

电流和电功测量仪表的使用

一、电流测量仪器的使用

电流的大小可以用电流表测量，也可以用万用表电流挡（实验中常用的仪表）测量。我们以万用表为例说明电流的测量方法。

测量步骤是：

（1）选择量程。万用表直流电流挡，有0.05mA、0.5 mA、5 mA、50 mA、500 mA和5A六个量程。测量电流（或电压）时要选择好量程，如果用小量程去测量大电流，则会有烧表的危险；如果用大量程去测量小电流，那么指针偏转太小，无法准确读数。量程的选择应尽量使指针偏转到满刻度的2/3左右。如果事先不清楚被测电流的大小时，应先选择最高量程挡，然后逐渐减小到合适的量程。

（2）测量方法。万用表应与被测电路串联。电流应该从红表笔流进电流表，黑表笔流出电流表。

（3）正确读数。仔细观察表盘，直流电流挡刻度线是第二条刻度线，用某一挡时，可用刻度线下第三行数字读出相应的数值，然后乘以倍率即是被测电压值。注意读数时，眼睛视线应正对指针。

（4）测量结束后，应拔出表笔，将选择开关置于交流电压最大挡位，收好万用表。

二、电能的测量仪表

1.电度表（电功表）的使用

电度表是用来测量电路消耗电能多少的设备，常见的电度表如图1-23所示。

电度表的读数可以从电度表上直接读出，最后一位为小数，图1-23中两电度表的读数分别是0.2度和0.6度。某一段时间电路所消耗的电能，是电度表在两个时间的读数的差值。

2.电度表（电功表）的接线

电度表有四个接线端子，接线端子中的1、3端子接进线，2、4端子接输出线，如图1-23所示。

三、技能练习

1.目的

（1）用万用表测量电路中的电流；

（2）电度表电路的组装。

2.器材

（1）同任务三技能练习中电压的测量。

（2）10A电度表一个，闸刀一个，2kW左右用电器一个，导线若干。

3.步骤

（1）电流的测量

① 照图1-15连接电路。

② 将稳压电源电压调到10V，估算电路中的电流。

③ 将万用表调到 电流挡，测量电流时，开关应 ，将万用表串接到d、c两点，d点接 表笔，c点接 表笔，测量值为 。

④ 将稳压电源调到15V，重复上述测量过程。

（2）电度表的连接

① 照图1-24连接电路。

② 记下电度表的读数，闭合闸刀，工作半小时左右，断开闸刀，记下电度表的读数，将电度表的读数填入表格，并计算电路所消耗的电能。

四、安全用电

1.触电 当人体触及带电导体或接触设备的带电部分，就有电流流过人体，如果遭受到电的伤害，就称为触电。

人体触电时，电流对人体造成的伤害可分为两大类：一类是电流通过人体，引起内部器官的创伤，叫做“电击”；另一类是电流通过人体，引起外部器官的创伤，叫做“电灼伤”。

2.触电的危害 当人体触电时，电流会使人体的各种生理机能失常或遭受破坏，如烧伤、呼吸困难、心脏麻痹等，严重时会危及生命。触电对人的损害程度由下列几种情况决定。

（1）通过人体电流的大小 通过人体电流的大小对人体的影响，如表1-11所示。

从上表可知，当频率为50～60Hz（我国日常用电为220V、50Hz，有些国家用的是110V、60Hz，也有的用240V、60Hz）交流电流大于10mA或直流电流大于50mA时，就有可能危及生命。为了使电流不至于超过上述数值，我国规定安全电压为36V、24V及12V三种（根据场所潮湿程度而定）。

（2）电流通过人体的时间 电流作用于人体时间的长短，直接关系到人体各器官的损害程度。因此，当发生触电事故时，应立即切断电源，或使触电者迅速安全地脱离电源。

（3）电流通过人体的途径 电流如果沿着人的脊柱通过（即电流从手流到脚，或者流过心脏）是最危险的，所以双手触电危险性最大。

（4）触电伤害程度 触电者的健康状况和身体状况不同，其触电伤害程度是不同的。如心脏病、肺结核病、神经病和内分泌器官病患者，触电极其危险。

（5）人体电阻对人身触电的影响 人体触电时，当接触的电压一定时，流过人体的电流大小就决定于人体电阻的大小。人体电阻越小，通过人体的电流就越大，也就越危险。另外，人体皮肤越湿，电阻越小，通过人体的电流就越大，给人体造成的伤害也越重。

3.人体触电的类型 人体触电事故多种多样，就其形式来说可分为双线触电、单线触电和跨步电压触电三种。

（1）双线触电 如果人体的不同部位同时分别接触同一个电源的两根导线（包括同时接触两根火线或一根火线和一根零线），即为双线触电。这时电流从一根导线经过人体流至另一根导线，在电流回路中只有人体电阻，其电压为线电压或相电压，如图1-25所示。在这种情况下，触电者即使是穿上绝缘鞋或者是站在绝缘台上也起不了保护作用。所以，两线触电是最危险的。

（2）单线触电

若电动机电器的绝缘损坏（击穿）或绝缘性能不好（漏电）时，其外壳便会带电，如果人体与带电外壳接触或接触到带电的一根火线，这就是单线触电，如图1-26所示。为了防止这种事故，电气设备常采用保护接地和保护接零措施。

（3）跨步电压

当架空线路的一根带电导线断落在地上时，就在地面上以导线落地点为中心，形成了一个电势分布区域，落地点与带电导线的电势相同，离落地点越远，电流越分散，地面电势也越低。如果人或牲畜站在距离电线落地点8～10m以内，就可能发生触电事故，这种触电叫做跨步电压触电。如图1-27所示。

人受到跨步电压时，电流虽然是沿着人的下身，从一支脚经腿、胯部又到另一支脚与大地形成通路，虽然没有经过人体的重要器官，但是因为人受到较高的跨步电压作用时，双脚会抽筋，使身体倒在地上。这不仅使作用于身体上的电流增加，而且使电流经过人体的路径改变，完全可能流经人体重要器官，如从头到手或脚。人倒地后，电流在体内持续作用几秒钟就会致命。所以一个人当发觉受到跨步电压威胁时，应赶快把双脚并在一起，或尽快用一条腿跳着离开危险区。

此外，在各种形式的短路和带负载断开电路等情况下，人体都可能由于发生电弧而被烧伤。

4.预防触电的保护措施 为了更好地使用电能，防止触电事故的发生，必须加强安全用电常识的教育，普及安全用电知识，以便更好地掌握安全用电的方法，使用各种电气设备时严格遵守操作规程。预防触电的保护措施如表1-12所示。

5.触电的现场处理措施

（1）脱离电源

若发现有人触电，切不可惊慌失措，应保持头脑冷静，迅速有效地采取措施。可以及时拨打110，或用如图1-28所示的安全方法，使触电者脱离电源。

（2）现场急救

当触电者脱离电源后，如果神志清醒且皮肤又未灼伤，可将其抬至通风的地方休息；若触电者呼吸停止，心脏也停止跳动，在医务人员到达之前，可采用人工呼吸和心脏挤压的急救方法使触电者恢复心跳，见表1-13。

五、电气火灾的原因及其预防

（1）电器火灾的原因

① 电气设备过热

电气设备工作时会发热主要是电流的热效应造成的：因为设备的电路中存在电阻，当电流通过电阻时就会产生热量，这就是电流的热效应。电流的热效应使设备温度升高，当温度过热超过设备内部或周围材料的燃点时就可能引发火灾。

引起电气设备过热的主要原因，如表1-14所示。

② 电火花和电弧

在生产和生活中，电气设备正常运行或正常操作时产生电火花和电弧是常见的现象。如电动机电刷与滑环接触处在正常运行中就会有电火花；开关断开电路时，会产生很强的电弧；拔掉插头或接触器断开电路时有电火花发生。当然如果电路发生短路或接地事故时产生的电弧更大；设备绝缘不良、电器闪烁等也都会有电火花、电弧产生。电火花、电弧的温度很高，特别是电弧温度可高达6000℃。这么高的温度不仅能引起可燃物燃烧，还能使金属熔化、飞溅，是非常危险的火源。

（2）电气火灾的预防

在各类生产和生活场所，广泛存在着可燃的物质，如可燃气体、可燃粉尘和纤维等。当这些可燃物质在空气中的含量超过其危险浓度或遇到电气设备运行中产生的火花、电弧等高温时，可燃物质就会被引燃从而发生电气火灾事故。电气火灾的预防方法如下：

① 排除可燃、易爆物

保持良好通风，使现场可燃、易爆的气体、粉尘和纤维浓度降低到不至于引起火灾和爆炸的限度内。加强可燃物的密封，减少和防止可燃物泄漏。

② 排除电气火源

在设计安装电气装置时，应严格按照防火规程的要求来选择、布置和安装电气装置。对运行中能产生火花、电弧和高温危险的电气设备和装置，不应安装在易燃易爆的危险场所；必须在易燃易爆场所安装的电气设备，应采用密封的防爆电器。

③ 电加热设备的火灾预防

正在使用的电加热设备必须有人看管，人离开时切断电源。电加热设备必须装在陶瓷或耐火砖等耐热、隔热材料内，使用时远离易燃和可燃物。电加热设备在导线绝缘损坏或没有过载电流保护时，不得使用。

④ 选择合适的导线和电器

电源线的安全载流量必须满足电器设备的容量要求；当电气设备增多、电功率过大时，应及时更换原有电路中不合要求的导线及有关设备。

⑤ 选择合适的保护装置

电路中要装设熔断器或自动空气开关。

⑥ 选择绝缘性能好的导线

对热能电器应选用棉织物护套线绝缘。

⑦ 处理好电路中的连接处

电路中的连接处要连接牢固，接触良好，避免短路。

⑧ 正确选择产品的类型

必须根据使用场所的特点，正确选择产品的类型。如在户外应安装防雨式灯具，在有易燃、易爆气体的车间、仓库内，应安装防爆灯。

⑨ 安装时留有一定的安全距离

如日光灯线路不要紧贴在天花板或木屋顶上，应有一定的安全距离，并且镇流器上的灰尘要定期清扫，以利散热。

⑩ 发现损坏及时更换

如线路老化绝缘层被破坏或灯具有损坏时应及时更换。

（3）发生电气火灾的处理

① 发现电子装置、电气设备、电缆等冒烟起火时，要尽快切断电源。

② 使用沙土或专用灭火器进行灭火。

③ 在灭火时避免将身体或灭火工具触及导线或电气设备。

④ 若不能及时灭火，应立即拨打119报警。

项目评价

一、思考与练习

1.填空题

（1）电路的工作状态一般有三种：通路状态、____和____。

（2）在一定温度下，一定材料制成的电阻与它的长度成____，与它的面积成____。

（3）电荷的____形成电流，电流的方向规定为____的运动方向；衡量电流的大小的物理量是____；电流的国际单位是____。

（4）若Uab=5V，则Uba= ，说明Uab与Uba方向 ，干电池是 电，市电是 。

（5）电功率用字母____表示，其国际单位是____；电能用字母____表示，其国际单位是____。家庭中使用的电度表测量的是____，单位是____（俗称度）。

2.选择题

（1）导线中的电流I=1.6mA，10min通过导体横截面的电量为（ ）。

A.1.6×10-2C

B.0.96 C

C.0.096C

D.1.96C

（2）一根粗细均匀的导线，其两端电压为U时，通过的电流是I，若将该导线均匀拉长为原来的两倍，要使电路中的电流仍为I，则导线两端所加的电压应为（ ）。

A.U/2

B.U

C.2U

D.4U

（3）灯泡A为“6V，12W”，灯泡B为“9V，12W”，灯泡C为“12V，12W”，它们都在各自的额定电压下工作，下面的说法正确是（ ）。

A.三个灯泡一样亮

B.三个灯泡电阻相等

C.三个灯泡的电流相等

D.灯泡C最亮

（4）一条均匀电阻丝对折后，接到原来的电路中，在相同的时间里，电阻丝所产生的热量是原来的（ ）。

A.1/2

B.1/4

C.2

D.4

（5）一个电源上分别接上2Ω和8Ω的电阻时，两个电阻所消耗的功率相等，则电源的内阻是（ ）。

A.1Ω

B.2Ω

C.4Ω

D.8Ω

3.简答题

（1）“110V，500W”的电阻丝，能否用“220V，500W”的电阻丝的一半来代替，为什么？

（2）试分别说明电压与电位、电压与电动势的区别与联系。

（3）造成人体触电的原因有哪些？

（4）如何防止触电事故的发生？

（5）触电后如何急救？

（6）产生电气火灾的原因有哪些？

（7）如何预防电加热设备引起的火灾？

（8）预防白炽灯引发火灾的措施有哪些？

4.计算题

（1）在某闭合电路中，电源内阻r =0.2Ω，外电路的路端电压为1.9V，电路中的电流为0.5A，求电源的电动势和外电阻。

（2）电源的电动势为4.5V，与外电阻为9Ω的负载电阻构成闭合电路，测得电源两端的电压为1.8V，求电源的内阻。

（3）一个5A的保险丝，电阻为0.01Ω，求其熔断时两端的电压是多少？

（4）在一电路中，已知Va= -6V，Vb= -8V，Vc= 0，Vd= 4V，Ude= -3V，求：Uab、Ubc、Udb和Ve。

二、项目评价标准

项目评价标准见表1-15。

三、项目小结

1.电路一般都是由电源、负载、连接导线和控制装置（开关）四部分组成的电路有通路、断路、短路三种工作状态。

2.基本物理量

电学中的基本物理量，见表1-16。

3.定律及其应用

（1）电阻定律：在温度一定时，一定材料制成的导体的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比，还与导体的材料有关系，这就是电阻定律。

（2）欧姆定律

部分电路欧姆定律：电路中的电流与电阻两端的电压成正比，与电阻成反比，即

全电路欧姆定律：闭合电路中的电流与电源的电动势成正比，与电路中的总电阻成反比，即

4.技能要求

（1）通过实例了解电路的结构与工作状态。

（2）用验电笔判断待测体是否带电及带电类型。

（3）电阻的识别。

（4）能用万用表测量电阻、电压、电位、电流。