电的基本概念.ppt

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1、第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念第一节第一节第一节第一节 物质的带电物质的带电物质的带电物质的带电第二节第二节第二节第二节 电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律第三节第三节第三节第三节 电流与电流密度电流与电流密度电流与电流密度电流与电流密度第四节第四节第四节第四节 电压与电位电压与电位电压与电位电压与电位第五节第五节第五节第五节 电阻与电导电阻与电导电阻与电导电阻与电导第六节第六节第六节第六节 电路、电动势电路、电动势电路、电动势电路、电动势第一节第一节第一节第一节 物质的带电物质的带电物质的带电物质的带电第一章第

2、一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念第一节第一节 物质的带电物质的带电一、电一、电 荷荷二、电二、电 量量正正正正负负负负电电电电荷荷荷荷的的的的概概概概念念念念第一节第一节第一节第一节 物质的带电物质的带电物质的带电物质的带电第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念一、电荷一、电荷一、电荷一、电荷电是物质的一种属性电是物质的一种属性电是物质的一种属性电是物质的一种属性 一切物质都是由分子一切物质都是由分子一切物质都是由分子一切物质都是由分子组成，分子由原子组成，组成，分子由原子组成，组成，分子由原子组成，组成，分子由原子组成，原

3、子又是由原子核和围绕原子又是由原子核和围绕原子又是由原子核和围绕原子又是由原子核和围绕着原子核旋转的电子组成。着原子核旋转的电子组成。着原子核旋转的电子组成。着原子核旋转的电子组成。氢原子结构氢原子结构氢原子结构氢原子结构铝原子结构铝原子结构铝原子结构铝原子结构 物质的电属性，在物理学和电工学中称做物质带物质的电属性，在物理学和电工学中称做物质带物质的电属性，在物理学和电工学中称做物质带物质的电属性，在物理学和电工学中称做物质带有有有有”电荷电荷电荷电荷”。第一节第一节第一节第一节 物质的带电物质的带电物质的带电物质的带电第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概

4、念规定规定规定规定:原子核的电性质为原子核的电性质为原子核的电性质为原子核的电性质为“正电性正电性正电性正电性”具有具有具有具有“正电荷正电荷正电荷正电荷”电子的电性质为电子的电性质为电子的电性质为电子的电性质为”负电性负电性负电性负电性”具有具有具有具有“负电荷负电荷负电荷负电荷”一般情况下，原子核的正电荷和它一般情况下，原子核的正电荷和它一般情况下，原子核的正电荷和它一般情况下，原子核的正电荷和它周围的电子所带的负电荷数值相等。所周围的电子所带的负电荷数值相等。所周围的电子所带的负电荷数值相等。所周围的电子所带的负电荷数值相等。所以物质对外界一般不显带电的性质。以物质对外界一般不显带电的性

5、质。以物质对外界一般不显带电的性质。以物质对外界一般不显带电的性质。如果由于某种原因使物质得到或失去电子，该物质如果由于某种原因使物质得到或失去电子，该物质如果由于某种原因使物质得到或失去电子，该物质如果由于某种原因使物质得到或失去电子，该物质显示出带电的性质。显示出带电的性质。显示出带电的性质。显示出带电的性质。得到电子的物质显示负电性；失去电子的物质显示得到电子的物质显示负电性；失去电子的物质显示得到电子的物质显示负电性；失去电子的物质显示得到电子的物质显示负电性；失去电子的物质显示正电性。正电性。正电性。正电性。第一节第一节第一节第一节 物质的带电物质的带电物质的带电物质的带电第一章第一

6、章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念例如例如例如例如:摩擦生电、光电效应、热电效应、感应带电等。摩擦生电、光电效应、热电效应、感应带电等。摩擦生电、光电效应、热电效应、感应带电等。摩擦生电、光电效应、热电效应、感应带电等。结论结论结论结论:1 1.摩擦可以使物质带电，即产生电荷；摩擦可以使物质带电，即产生电荷；摩擦可以使物质带电，即产生电荷；摩擦可以使物质带电，即产生电荷；2 2.电荷有正、负两种；电荷有正、负两种；电荷有正、负两种；电荷有正、负两种；3 3.电荷与电荷之间有相互作用力，同性电荷相互电荷与电荷之间有相互作用力，同性电荷相互电荷与电荷之间有相互作用力，

7、同性电荷相互电荷与电荷之间有相互作用力，同性电荷相互排斥，异性电荷相互吸引；排斥，异性电荷相互吸引；排斥，异性电荷相互吸引；排斥，异性电荷相互吸引；电荷守恒电荷守恒电荷守恒电荷守恒:电荷是一种客观存在的物质，既不能创造，也不能消电荷是一种客观存在的物质，既不能创造，也不能消电荷是一种客观存在的物质，既不能创造，也不能消电荷是一种客观存在的物质，既不能创造，也不能消失，只能从一个物体转移到另一个物体。失，只能从一个物体转移到另一个物体。失，只能从一个物体转移到另一个物体。失，只能从一个物体转移到另一个物体。物体失去电子后，便带正电荷，获得电子后，便带负物体失去电子后，便带正电荷，获得电子后，便带

8、负物体失去电子后，便带正电荷，获得电子后，便带负物体失去电子后，便带正电荷，获得电子后，便带负电荷。电荷。电荷。电荷。所谓物质带电是指该物质有了多余的正电荷或负电荷。所谓物质带电是指该物质有了多余的正电荷或负电荷。所谓物质带电是指该物质有了多余的正电荷或负电荷。所谓物质带电是指该物质有了多余的正电荷或负电荷。第一节第一节第一节第一节 物质的带电物质的带电物质的带电物质的带电第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念二二二二、电量电量电量电量物质带电荷多少的量。物质带电荷多少的量。物质带电荷多少的量。物质带电荷多少的量。用用用用Q Q表示，单位是库仑表示，单位是库

9、仑表示，单位是库仑表示，单位是库仑(C C)。电荷之间存在着电荷之间存在着电荷之间存在着电荷之间存在着“静电力静电力静电力静电力”，即，即，即，即“排斥力排斥力排斥力排斥力”和和和和“吸引吸引吸引吸引力力力力”。同性电荷相互排斥，异性电荷相互吸引。同性电荷相互排斥，异性电荷相互吸引。同性电荷相互排斥，异性电荷相互吸引。同性电荷相互排斥，异性电荷相互吸引。第一节第一节第一节第一节 物质的带电物质的带电物质的带电物质的带电第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念第二节第二节第二节第二节 电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律第一章

10、第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念第二节第二节 电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律一、电场和电力线一、电场和电力线二、电场强度二、电场强度三、库仑定律三、库仑定律第二节第二节第二节第二节 电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律一一一一、电场和电力线电场和电力线电场和电力线电场和电力线 静电力并不是两个电荷之间的直接作用，而是电场静电力并不是两个电荷之间的直接作用，而是电场静电力并不是两个电荷之间的直接作用，而是电场静电力并不是两个电荷之间的直接作用，而是电场对电荷作用的结果。对电荷作用的结果。对电荷作用的结果。对电荷作用的结

11、果。电场电场电场电场:是电荷周围存在的一种特殊的物质，它具有传递静是电荷周围存在的一种特殊的物质，它具有传递静是电荷周围存在的一种特殊的物质，它具有传递静是电荷周围存在的一种特殊的物质，它具有传递静电力和电能的特性。电力和电能的特性。电力和电能的特性。电力和电能的特性。电场和电荷是一个不可分割的整体，只要有电荷存电场和电荷是一个不可分割的整体，只要有电荷存电场和电荷是一个不可分割的整体，只要有电荷存电场和电荷是一个不可分割的整体，只要有电荷存在，它周围的空间里就一定有电场的存在。在，它周围的空间里就一定有电场的存在。在，它周围的空间里就一定有电场的存在。在，它周围的空间里就一定有电场的存在。第

12、一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念 带电体形成的电场能使放入电场的电带电体形成的电场能使放入电场的电带电体形成的电场能使放入电场的电带电体形成的电场能使放入电场的电荷受到力的作用。荷受到力的作用。荷受到力的作用。荷受到力的作用。如：把微小的正电荷如：把微小的正电荷如：把微小的正电荷如：把微小的正电荷 q q 放入正电荷放入正电荷放入正电荷放入正电荷Q Q 形成的电场中，形成的电场中，形成的电场中，形成的电场中，q q 将受到将受到将受到将受到Q Q 的排斥力。的排斥力。的排斥力。的排斥力。电场这种物质，是看不见，摸不着，但又电场这种物质，是看不见，摸不着，

13、但又电场这种物质，是看不见，摸不着，但又电场这种物质，是看不见，摸不着，但又是客观真实存在的物质。是客观真实存在的物质。是客观真实存在的物质。是客观真实存在的物质。电场依据它与电荷的作用而表现它的特性。电场依据它与电荷的作用而表现它的特性。电场依据它与电荷的作用而表现它的特性。电场依据它与电荷的作用而表现它的特性。第二节第二节第二节第二节 电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念电力线电力线电力线电力线:微小的正电荷在电场中各点受力的微小的正电荷在电场中各点受力的微小的正电荷在电场中各点受

14、力的微小的正电荷在电场中各点受力的切线方向。切线方向。切线方向。切线方向。电力线的性质：电力线的性质：电力线的性质：电力线的性质：1 1.电力线的方向：由正电荷起到负电荷止；电力线的方向：由正电荷起到负电荷止；电力线的方向：由正电荷起到负电荷止；电力线的方向：由正电荷起到负电荷止；2 2.电力线上任何一点的切线方向，都是在该点放一个电力线上任何一点的切线方向，都是在该点放一个电力线上任何一点的切线方向，都是在该点放一个电力线上任何一点的切线方向，都是在该点放一个正电荷所受静电力的方向；正电荷所受静电力的方向；正电荷所受静电力的方向；正电荷所受静电力的方向；3 3.电力线彼此不能相交。电力线彼此

15、不能相交。电力线彼此不能相交。电力线彼此不能相交。第二节第二节第二节第二节 电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念两个异性带电球体合成电场的电力线两个异性带电球体合成电场的电力线两个异性带电球体合成电场的电力线两个异性带电球体合成电场的电力线:第二节第二节第二节第二节 电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念孤立带电球体的电力线图：孤立带电球体的电力线图：孤立带电球体的电力线图：孤立

16、带电球体的电力线图：两块面积很大、距离很近、带两块面积很大、距离很近、带两块面积很大、距离很近、带两块面积很大、距离很近、带异性电荷平行板中间部分电场的电异性电荷平行板中间部分电场的电异性电荷平行板中间部分电场的电异性电荷平行板中间部分电场的电力线。力线。力线。力线。第二节第二节第二节第二节 电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念二二二二、电场强度电场强度电场强度电场强度 试验电荷在电场某一点所受的电试验电荷在电场某一点所受的电试验电荷在电场某一点所受的电试验电荷在电场某一点所受的电场力

17、场力场力场力F F 与试验电荷电量与试验电荷电量与试验电荷电量与试验电荷电量Q Q 的比值，定的比值，定的比值，定的比值，定义为电场强度。义为电场强度。义为电场强度。义为电场强度。电场强度电场强度电场强度电场强度电场力电场力电场力电场力电荷量电荷量电荷量电荷量第二节第二节第二节第二节 电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念均匀电场：均匀电场：均匀电场：均匀电场：电场中各点的电场强度大电场中各点的电场强度大电场中各点的电场强度大电场中各点的电场强度大小相等、方向一致或电力线相小相等、方向一

18、致或电力线相小相等、方向一致或电力线相小相等、方向一致或电力线相互平行、均匀分布的电场。互平行、均匀分布的电场。互平行、均匀分布的电场。互平行、均匀分布的电场。第二节第二节第二节第二节 电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念三三三三、库仑定律库仑定律库仑定律库仑定律定律内容定律内容定律内容定律内容:在真空中两个点电荷间的作用力与它们的电量的乘积在真空中两个点电荷间的作用力与它们的电量的乘积在真空中两个点电荷间的作用力与它们的电量的乘积在真空中两个点电荷间的作用力与它们的电量的乘积成正比，

19、与它们间的距离的平方成反比，作用力的方向在成正比，与它们间的距离的平方成反比，作用力的方向在成正比，与它们间的距离的平方成反比，作用力的方向在成正比，与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。它们的连线上。它们的连线上。它们的连线上。第二节第二节第二节第二节 电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念用公式表达库仑定律：用公式表达库仑定律：用公式表达库仑定律：用公式表达库仑定律：静电力静电力静电力静电力比例常数比例常数比例常数比例常数点电荷点电荷点电荷点电荷1 1的电量的电量的

20、电量的电量点电荷点电荷点电荷点电荷2 2的电量的电量的电量的电量点电荷间的距离点电荷间的距离点电荷间的距离点电荷间的距离如果两个电荷为同性，则如果两个电荷为同性，则如果两个电荷为同性，则如果两个电荷为同性，则F F为正；表示两电荷相互排斥；为正；表示两电荷相互排斥；为正；表示两电荷相互排斥；为正；表示两电荷相互排斥；如果两个电荷为异性，则如果两个电荷为异性，则如果两个电荷为异性，则如果两个电荷为异性，则F F为负；表示两电荷相互吸引；为负；表示两电荷相互吸引；为负；表示两电荷相互吸引；为负；表示两电荷相互吸引；第二节第二节第二节第二节 电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场

21、强度与库仑定律第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念如果两个电荷处于真空中，则如果两个电荷处于真空中，则如果两个电荷处于真空中，则如果两个电荷处于真空中，则为便于计算，常将为便于计算，常将为便于计算，常将为便于计算，常将K K 写成：写成：写成：写成：则库仑定律为：则库仑定律为：则库仑定律为：则库仑定律为：电介质的介电系数电介质的介电系数电介质的介电系数电介质的介电系数真空的介电系数：真空的介电系数：真空的介电系数：真空的介电系数：第二节第二节第二节第二节 电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律第一章第一章第一章第一章 电的

22、基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念 某一物质的介电系数与真空介电系数的比值叫相对介某一物质的介电系数与真空介电系数的比值叫相对介某一物质的介电系数与真空介电系数的比值叫相对介某一物质的介电系数与真空介电系数的比值叫相对介电系数，用电系数，用电系数，用电系数，用 表示，即表示，即表示，即表示，即库仑定律可另写成库仑定律可另写成库仑定律可另写成库仑定律可另写成:几种常用物质的相对介电系数几种常用物质的相对介电系数几种常用物质的相对介电系数几种常用物质的相对介电系数相对介电系数相对介电系数相对介电系数相对介电系数电介质电介质电介质电介质空气空气空气空气煤油煤油煤油煤油石蜡石蜡石蜡石蜡陶瓷陶

23、瓷陶瓷陶瓷玻璃玻璃玻璃玻璃云母云母云母云母水水水水1 12 22.02.12.02.16 65.55.85.55.868688181第二节第二节第二节第二节 电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念例题：例题：例题：例题：设在空气介质中有两个电荷，设在空气介质中有两个电荷，设在空气介质中有两个电荷，设在空气介质中有两个电荷，库仑，库仑，库仑，库仑，库仑，库仑，彼此距离彼此距离彼此距离彼此距离0.10.1米，试求它们相米，试求它们相米，试求它们相米，试求它们相互间的作用力。互间的作用力。互间

24、的作用力。互间的作用力。解解解解 根据库仑定律：根据库仑定律：根据库仑定律：根据库仑定律：答：这两个电荷相互排斥力为答：这两个电荷相互排斥力为答：这两个电荷相互排斥力为答：这两个电荷相互排斥力为0.90.9牛顿。牛顿。牛顿。牛顿。第二节第二节第二节第二节 电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念例题例题例题例题:解解解解 由库仑定律可得到由库仑定律可得到由库仑定律可得到由库仑定律可得到因为因为因为因为 ,所以所以所以所以 在空气介质中两个正电荷的电量分别为：在空气介质中两个正电荷的电量分别

25、为：在空气介质中两个正电荷的电量分别为：在空气介质中两个正电荷的电量分别为：库仑，库仑，库仑，库仑，库仑。库仑。库仑。库仑。若作用于若作用于若作用于若作用于Q Q1 1上的力为上的力为上的力为上的力为0.10.1库仑时，试求这两个点电荷间的距离。库仑时，试求这两个点电荷间的距离。库仑时，试求这两个点电荷间的距离。库仑时，试求这两个点电荷间的距离。第二节第二节第二节第二节 电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念则则则则:答答答答:这两个点电荷相距这两个点电荷相距这两个点电荷相距这两个点电荷

26、相距9 9厘米。厘米。厘米。厘米。第二节第二节第二节第二节 电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律电场强度与库仑定律第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念又因为又因为又因为又因为第三节第三节第三节第三节 电流与电流密度电流与电流密度电流与电流密度电流与电流密度第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念第三节第三节 电流与电流密度电流与电流密度一、导体中的电流一、导体中的电流二、电流密度二、电流密度一一一一、导体中的电流导体中的电流导体中的电流导体中的电流电流电流电流电流:电子有规则地定向移动。电子有规则地定向移

27、动。电子有规则地定向移动。电子有规则地定向移动。1.1.1.1.电流的定义电流的定义电流的定义电流的定义 单位时间内通过导体某一横截面的电荷量，称为电流单位时间内通过导体某一横截面的电荷量，称为电流单位时间内通过导体某一横截面的电荷量，称为电流单位时间内通过导体某一横截面的电荷量，称为电流强度，简称为电流强度，简称为电流强度，简称为电流强度，简称为电流(I I I I)。电流电流电流电流(A A)电量电量电量电量(C C)时间时间时间时间(s s s s)电流的单位电流的单位电流的单位电流的单位:第三节第三节第三节第三节 电流与电流密度电流与电流密度电流与电流密度电流与电流密度第一章第一章第一

28、章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念单位换算单位换算单位换算单位换算:2.2.电流的方向电流的方向电流的方向电流的方向:规定正电荷移动的方向为电流的正方向。规定正电荷移动的方向为电流的正方向。规定正电荷移动的方向为电流的正方向。规定正电荷移动的方向为电流的正方向。电流的方向电流的方向电流的方向电流的方向图中正电荷由图中正电荷由图中正电荷由图中正电荷由A A到到到到B B，则，则，则，则I IABAB为正、为正、为正、为正、I IBABA为负。为负。为负。为负。I IAB AB=-I=-IBABA 电流的正方向选定以后，就要按此方向进行计算，结电流的正方向选定以后，就要按此

29、方向进行计算，结电流的正方向选定以后，就要按此方向进行计算，结电流的正方向选定以后，就要按此方向进行计算，结果如果是正值，则说明假定方向与实际方向相同，否则，果如果是正值，则说明假定方向与实际方向相同，否则，果如果是正值，则说明假定方向与实际方向相同，否则，果如果是正值，则说明假定方向与实际方向相同，否则，说明实际方向与假定方向相反。说明实际方向与假定方向相反。说明实际方向与假定方向相反。说明实际方向与假定方向相反。第三节第三节第三节第三节 电流与电流密度电流与电流密度电流与电流密度电流与电流密度第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念直流电直流电直流电直流电

30、:电流的方向不随时间的变化而变化的电流。电流的方向不随时间的变化而变化的电流。电流的方向不随时间的变化而变化的电流。电流的方向不随时间的变化而变化的电流。脉动直流电脉动直流电脉动直流电脉动直流电:交流电交流电交流电交流电:It0t0iti0电流的方向不变，大小有节奏地变化的电流。电流的方向不变，大小有节奏地变化的电流。电流的方向不变，大小有节奏地变化的电流。电流的方向不变，大小有节奏地变化的电流。电流的方向随时间的变化而变化。电流的方向随时间的变化而变化。电流的方向随时间的变化而变化。电流的方向随时间的变化而变化。正弦交流电正弦交流电正弦交流电正弦交流电:电流的大小和方向随时电流的大小和方向随

31、时电流的大小和方向随时电流的大小和方向随时间按正弦规律变化。间按正弦规律变化。间按正弦规律变化。间按正弦规律变化。第三节第三节第三节第三节 电流与电流密度电流与电流密度电流与电流密度电流与电流密度第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念二二二二、电流密度电流密度电流密度电流密度导体单位截面通过的电流叫做电流密度。导体单位截面通过的电流叫做电流密度。导体单位截面通过的电流叫做电流密度。导体单位截面通过的电流叫做电流密度。S=IA电流强度电流强度(安安)导体截面积导体截面积(平方毫米平方毫米)电流密度电流密度(安安/平方毫米平方毫米 )同一电流通过导体，导体截面积

32、越小，则电流密同一电流通过导体，导体截面积越小，则电流密同一电流通过导体，导体截面积越小，则电流密同一电流通过导体，导体截面积越小，则电流密度越大。度越大。度越大。度越大。导体的电流密度越大，则导体产生的热量就越大。导体的电流密度越大，则导体产生的热量就越大。导体的电流密度越大，则导体产生的热量就越大。导体的电流密度越大，则导体产生的热量就越大。第三节第三节第三节第三节 电流与电流密度电流与电流密度电流与电流密度电流与电流密度第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念第四节第四节第四节第四节 电压与电位电压与电位电压与电位电压与电位第一章第一章第一章第一章 电的

33、基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念第四节第四节 电压与电位电压与电位一、电压一、电压二、电位二、电位三、等位体与静电屏蔽三、等位体与静电屏蔽第四节第四节第四节第四节 电压与电位电压与电位电压与电位电压与电位直直直直流流流流电电电电压压压压与与与与电电电电动动动动势势势势第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念电荷在均匀电场中的移动电荷在均匀电场中的移动电荷在均匀电场中的移动电荷在均匀电场中的移动一一一一、电压电压电压电压 电荷在电场力的作用下，电荷在电场力的作用下，电荷在电场力的作用下，电荷在电场力的作用下，电荷沿着力的方向移动一段电荷沿着力的方向移

34、动一段电荷沿着力的方向移动一段电荷沿着力的方向移动一段距离，那么电场力就对电荷距离，那么电场力就对电荷距离，那么电场力就对电荷距离，那么电场力就对电荷做了功。做了功。做了功。做了功。电荷在电场中要受到电电荷在电场中要受到电电荷在电场中要受到电电荷在电场中要受到电场力的作用。场力的作用。场力的作用。场力的作用。在电场力的作用下，电荷在电场力的作用下，电荷在电场力的作用下，电荷在电场力的作用下，电荷Q Q沿着电力线的方向从沿着电力线的方向从沿着电力线的方向从沿着电力线的方向从C C点移点移点移点移到到到到D D点，这时电场力做的功为：点，这时电场力做的功为：点，这时电场力做的功为：点，这时电场力做

35、的功为：第四节第四节第四节第四节 电压与电位电压与电位电压与电位电压与电位第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念电场力移动电荷从电场力移动电荷从电场力移动电荷从电场力移动电荷从C C点到点到点到点到D D点所做的功点所做的功点所做的功点所做的功C C、D D点两点点两点点两点点两点之间的距离之间的距离之间的距离之间的距离 当电场强度一定时，电荷量当电场强度一定时，电荷量当电场强度一定时，电荷量当电场强度一定时，电荷量Q Q越大，把它从越大，把它从越大，把它从越大，把它从C C点移到点移到点移到点移到D D点所做的功点所做的功点所做的功点所做的功WWCDCD就

36、越大。就越大。就越大。就越大。电压电压电压电压:单位正电荷在电场力的作用下，从电场的一点移单位正电荷在电场力的作用下，从电场的一点移单位正电荷在电场力的作用下，从电场的一点移单位正电荷在电场力的作用下，从电场的一点移动到另一点时电场力所做的功，叫做这两点间的电压。动到另一点时电场力所做的功，叫做这两点间的电压。动到另一点时电场力所做的功，叫做这两点间的电压。动到另一点时电场力所做的功，叫做这两点间的电压。电场中电场中电场中电场中C C、D D两点两点两点两点间的电压间的电压间的电压间的电压第四节第四节第四节第四节 电压与电位电压与电位电压与电位电压与电位第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电

37、的基本概念电的基本概念电的基本概念电压的单位电压的单位电压的单位电压的单位:单位换算单位换算单位换算单位换算:电场强度的单位电场强度的单位电场强度的单位电场强度的单位:第四节第四节第四节第四节 电压与电位电压与电位电压与电位电压与电位第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念二、电位二、电位二、电位二、电位 指定一点指定一点指定一点指定一点O O为参考点，而把电场中任意点为参考点，而把电场中任意点为参考点，而把电场中任意点为参考点，而把电场中任意点A A与参考点与参考点与参考点与参考点之间的电压之间的电压之间的电压之间的电压U UAOAO称为该点的电位，用字母称

38、为该点的电位，用字母称为该点的电位，用字母称为该点的电位，用字母V VA A表示。表示。表示。表示。参考点的电位为零。参考点可以任意选取。但在同一参考点的电位为零。参考点可以任意选取。但在同一参考点的电位为零。参考点可以任意选取。但在同一参考点的电位为零。参考点可以任意选取。但在同一系统中，只能选一个参考点。系统中，只能选一个参考点。系统中，只能选一个参考点。系统中，只能选一个参考点。在工程技术上，一般选大地作为参考点。在汽车和工在工程技术上，一般选大地作为参考点。在汽车和工在工程技术上，一般选大地作为参考点。在汽车和工在工程技术上，一般选大地作为参考点。在汽车和工程机械上一般选公共搭铁端作为

39、参考点。程机械上一般选公共搭铁端作为参考点。程机械上一般选公共搭铁端作为参考点。程机械上一般选公共搭铁端作为参考点。第四节第四节第四节第四节 电压与电位电压与电位电压与电位电压与电位第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念 高于参考点的电位是正电位，低于参考点的电位是负高于参考点的电位是正电位，低于参考点的电位是负高于参考点的电位是正电位，低于参考点的电位是负高于参考点的电位是正电位，低于参考点的电位是负电位。单位与电压相同，也是电位。单位与电压相同，也是电位。单位与电压相同，也是电位。单位与电压相同，也是V V。电路中任意两点间的电压就等于两点间的电位之差，

40、电路中任意两点间的电压就等于两点间的电位之差，电路中任意两点间的电压就等于两点间的电位之差，电路中任意两点间的电压就等于两点间的电位之差，所以所以所以所以电压又称为电位差电压又称为电位差电压又称为电位差电压又称为电位差。计算电位时，对于电阻而言，计算电位时，对于电阻而言，计算电位时，对于电阻而言，计算电位时，对于电阻而言，顺着电流的方向电位降顺着电流的方向电位降顺着电流的方向电位降顺着电流的方向电位降低，逆着电流的方向电位升高低，逆着电流的方向电位升高低，逆着电流的方向电位升高低，逆着电流的方向电位升高;对于电动势，对于电动势，对于电动势，对于电动势，顺着电动势的方向，电位升高，逆着电顺着电动

41、势的方向，电位升高，逆着电顺着电动势的方向，电位升高，逆着电顺着电动势的方向，电位升高，逆着电动势的方向电位降低。动势的方向电位降低。动势的方向电位降低。动势的方向电位降低。第四节第四节第四节第四节 电压与电位电压与电位电压与电位电压与电位第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念结论一：结论一：结论一：结论一：参考点改变，各点的电位随之改变，即各点的参考点改变，各点的电位随之改变，即各点的参考点改变，各点的电位随之改变，即各点的参考点改变，各点的电位随之改变，即各点的电位与参考点的选择有关。电位与参考点的选择有关。电位与参考点的选择有关。电位与参考点的选择有关

42、。结论二：结论二：结论二：结论二：不管参考点如何变化，两点间的电压（电位差）不管参考点如何变化，两点间的电压（电位差）不管参考点如何变化，两点间的电压（电位差）不管参考点如何变化，两点间的电压（电位差）是不变的，即电位差与参考点的选择无关。是不变的，即电位差与参考点的选择无关。是不变的，即电位差与参考点的选择无关。是不变的，即电位差与参考点的选择无关。电路中，参考点可以任意选定。在电力工程中，常取电路中，参考点可以任意选定。在电力工程中，常取电路中，参考点可以任意选定。在电力工程中，常取电路中，参考点可以任意选定。在电力工程中，常取大地为参考点。因此，凡是外壳接大地的电气设备，其外大地为参考点

43、。因此，凡是外壳接大地的电气设备，其外大地为参考点。因此，凡是外壳接大地的电气设备，其外大地为参考点。因此，凡是外壳接大地的电气设备，其外壳都是零电位；有些不接大地的设备，在分析其工作原理壳都是零电位；有些不接大地的设备，在分析其工作原理壳都是零电位；有些不接大地的设备，在分析其工作原理壳都是零电位；有些不接大地的设备，在分析其工作原理时，常常选用许多元件汇集的公共点作为零电位点，即参时，常常选用许多元件汇集的公共点作为零电位点，即参时，常常选用许多元件汇集的公共点作为零电位点，即参时，常常选用许多元件汇集的公共点作为零电位点，即参考点，并在电路图中用符号考点，并在电路图中用符号考点，并在电路

44、图中用符号考点，并在电路图中用符号“”“”“”“”表示；接大地则用符表示；接大地则用符表示；接大地则用符表示；接大地则用符号号号号“”“”“”“”表示，以示区别。表示，以示区别。表示，以示区别。表示，以示区别。第四节第四节第四节第四节 电压与电位电压与电位电压与电位电压与电位第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念例题例题例题例题:在图示中，设在图示中，设在图示中，设在图示中，设U UCOCO=3=3V V，U UCDCD=2=2V V。如分别取如分别取如分别取如分别取C C点和点和点和点和O O点点点点作参考电位点，求作参考电位点，求作参考电位点，求作参考电

45、位点，求C C、D D、O O三点的电位。三点的电位。三点的电位。三点的电位。解解解解 (1)(1)(1)(1)取取取取O O点为参考点电位。即点为参考点电位。即点为参考点电位。即点为参考点电位。即V VOO=0=0因为因为因为因为U UCOCO=V=VC C-V-VOO所以所以所以所以V VC C=U=UCOCO+V+VOO=U=UCOCO+0 0=U=UCOCO=3=3V V又因为又因为又因为又因为 U UCDCD=V=VC C-V-VD D所以所以所以所以 V VD D=V=VC C-U-UCDCD=3-23-2=1 1V V(2)(2)(2)(2)取取取取C C点为参考点电位，即点为参

46、考点电位，即点为参考点电位，即点为参考点电位，即V VC C=0=0因为因为因为因为 U UCOCO=V=VC C-V-VOO所以所以所以所以 V VOO=V=VC C-U-UCOCO=0-U=0-UCOCO=-=-3 3V V第四节第四节第四节第四节 电压与电位电压与电位电压与电位电压与电位第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念又因为又因为又因为又因为U UCDCD=V VC C-V VD D所以所以所以所以 V VD D=V=VC C-U-UCDCD=0-20-2=-=-2 2V V 可见，参考点改变了，各点的电位值也改变，但在可见，参考点改变了，各点的

47、电位值也改变，但在可见，参考点改变了，各点的电位值也改变，但在可见，参考点改变了，各点的电位值也改变，但在静电场中，不管参考点如何改变，任意两点间的电位差静电场中，不管参考点如何改变，任意两点间的电位差静电场中，不管参考点如何改变，任意两点间的电位差静电场中，不管参考点如何改变，任意两点间的电位差是不变的。是不变的。是不变的。是不变的。如求如求如求如求U UDODO的值的值的值的值:当以当以当以当以O O点为参考点时点为参考点时点为参考点时点为参考点时 U UDODO=V=VD D-V-VOO=1-01-0=1 1V V当以当以当以当以C C点为参考点时点为参考点时点为参考点时点为参考点时U

48、UDODO=V=VD D-V-VOO=-=-2-(-3)2-(-3)=1 1V V电位是相对值电位是相对值电位是相对值电位是相对值 ，随参考点的改变而改变；，随参考点的改变而改变；，随参考点的改变而改变；，随参考点的改变而改变；电位差是绝对值电位差是绝对值电位差是绝对值电位差是绝对值,不随参考点的改变而改变。不随参考点的改变而改变。不随参考点的改变而改变。不随参考点的改变而改变。结论结论结论结论第四节第四节第四节第四节 电压与电位电压与电位电压与电位电压与电位第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念三、等位体与静电屏蔽三、等位体与静电屏蔽三、等位体与静电屏蔽三

49、、等位体与静电屏蔽 图图a为一个具有电场强度为为一个具有电场强度为 的静的静电场。电场。将一段金属导体放入电场中。将一段金属导体放入电场中。将一段金属导体放入电场中。将一段金属导体放入电场中。金属导体的左边感应出负电荷金属导体的左边感应出负电荷金属导体的左边感应出负电荷金属导体的左边感应出负电荷(自由自由自由自由电子移向左边电子移向左边电子移向左边电子移向左边)，而右边则出现等量的正，而右边则出现等量的正，而右边则出现等量的正，而右边则出现等量的正电荷，这样产生了相反的电场电荷，这样产生了相反的电场电荷，这样产生了相反的电场电荷，这样产生了相反的电场 。因为金属内部有大量的自由电子，这因为金属

50、内部有大量的自由电子，这因为金属内部有大量的自由电子，这因为金属内部有大量的自由电子，这个因感应而出现的反电场，最终能把原电个因感应而出现的反电场，最终能把原电个因感应而出现的反电场，最终能把原电个因感应而出现的反电场，最终能把原电场场场场“抵消抵消抵消抵消”，而达到静电平衡。，而达到静电平衡。，而达到静电平衡。，而达到静电平衡。第四节第四节第四节第四节 电压与电位电压与电位电压与电位电压与电位第一章第一章第一章第一章 电的基本概念电的基本概念电的基本概念电的基本概念A(a a)等位体等位体等位体等位体(b b)因此，在金属内部电场的作用因此，在金属内部电场的作用因此，在金属内部电场的作用因此