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第一章 直流电路基础知识 §1—1 库仑定律 本节要求：了解电荷的种类及电荷之间的相互作用力。 掌握库仑定律。 一、电荷之间的相互作用力 当物体受到摩擦等作用时，物体就带了电，或者说带了电荷。 自然界中存在着两种电荷，即正电荷和负电荷。电荷之间存在相互作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。 二、电荷量 电荷的多少叫电荷量，用字母Q表示。在国际单位制中，电荷量的单位名称是库仑，用字母C表示。 三、库仑定律 静止的点电荷间的相互作用力所遵循的库仑定律：在真空中两个点电荷q1、q2间的作用力F的大小跟它们所带电荷量的乘积q1q2成正比，跟它们之间距离r的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。库仑定律公式为 q1、q2——点电荷电荷量，单位是库[仑]，符号为C； r——两个点电荷间的距离，单位是米，符号为m； k——静电恒量，k=9X109 N·m2／C2； F——静电力，单位是牛[顿]，符号为N。 静止的点电荷之间的这种作用力叫静电力或库仑力。只有当带电体的几何线度(直径)远远小于带电体间的距离时，带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计，这样的带电体可以看成点电荷。 注意下面两个问题： (1)只适用于计算两个点电荷间的相互作用力。 (2)求点电荷间相互作用力时，不用把表示正、负电荷的“+”、“－”符号代人公式中，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。 例题 两个点电荷电荷量q1=—4X10—6C，q2=—1.2X10—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 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。 作业 P2 1。填空题 1、2 2。计算题 1、2 §1—2 电场和电场强度 本节要求：理解电场的特性。 掌握电场强度与电力线的特性。 一、电场 存在于电荷周围空间，对电荷有作用力的特殊物质叫电场。电荷间相互作用的静电力，是依靠电场来实现的，实际上是一个电荷的电场对另一个电荷的作用，因此静电力又常称做电场力。 电场具有两个重要的特性： (1)位于电场中的任何带电体，都要受到电场力的作用。 (2)电场具有能量。 二、电场强度 检验电荷是带正电且电荷量很小的点电荷，不致影响原来的电场。可以科学准确地研究原来电场的特性。 检验电荷在电场中某一点所受电场力F与检验电荷电荷量q的比值叫做该点的电场强度，简称场强。用公式表示为 式中 F——检验电荷所受电场力，单位是牛[顿]，符号为N； q——检验电荷的电荷量，单位是库[仑]，符号为C； E一电场强度，单位是牛[顿]每库[仑]，符号为N／C。 电场强度既有大小又有方向。电场中某点的场强方向，就是正电荷在该点所受电场力的方向。 三、电力线 在电场中画出一系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向—致,这些曲线叫做电力线。以下是几种常见的电力线如图所示。 电力线具有以下特征： (1)在静电场中，电力线总是起于正电荷而终止于负电荷(或无穷远)。 (2)任何两条电力线都不会相交。 例题 检验电荷电荷量q=3x10—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’=6x10—9C，检验电荷所受电场力是多少? 解：根据电场强度的定义 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 F’=Eq’=6x109x6x10—9=36N 作业 P5 1。填空题 1、2、3 2。计算题 1、2 3。回答问题 1、2、3 §1—3 电流 本节要求：掌握电流的概念。 理解电流的方向。 一、电流 电荷的定向运动叫做电流，是表示带电粒子定向运动的强弱的物理量。电流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 式中 q——通过导体横截面的电荷量，单位是库[仑]，符号为C； t——通过电荷量g所用的时间，单位是秒，符号为s； I——电流，单位是安[培]，符号为A。 如果在1s内，通过导体横截面的电荷量是1C，导体中的电流是1A。 在国际单位制中，电流的常用单位还有毫安(mA)和微安(uA)： lA=103mA=106Ua 二、电流的方向 规定正电荷定