課堂案例：基爾霍夫定律教學(xué)設(shè)計

1、基爾霍夫定律教學(xué)設(shè)計學(xué) 校商南縣高級職業(yè)中學(xué)設(shè)計與執(zhí)教教師湯海蓮授課班級電子電器1班授課類型新授課授課時間2課時（90分鐘）一、教材及教學(xué)內(nèi)容分析 1.使用教材：電工電子技術(shù)與技能 曾祥富主編 高等教育出版社 2005年6月第一版2教學(xué)內(nèi)容：（1）支路、節(jié)點、回路和網(wǎng)孔的概念；（2）基爾霍夫電流定律（KCL）；（3）基爾霍夫電壓定律（KVL）；（4）基爾霍夫定律的應(yīng)用。3教學(xué)內(nèi)容分析及處理：本章節(jié)的主要內(nèi)容是學(xué)習(xí)基爾霍夫定律及應(yīng)用?；鶢柣舴蚨墒请娐返幕径?，它闡明了電路中各部分電流和各部分電壓之間的相互關(guān)系，是計算復(fù)雜電路的基礎(chǔ)，4地位與作用：基爾霍夫電流定律（KCL）和基爾霍夫電壓定律（

2、KVL）是分析復(fù)雜電路最基本的定律，二、教學(xué)對象分析 1知識技能：學(xué)生已學(xué)習(xí)電工基礎(chǔ)相關(guān)知識技能，具有一定的模仿能力和動手能力。但將課本知識轉(zhuǎn)化為實際技能還有一定難度，在實訓(xùn)中有一定的盲目性。需加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際分析和解決實際問題的綜合應(yīng)用能力。2學(xué)習(xí)能力：學(xué)生理論學(xué)習(xí)能力、抽象思維能力不強(qiáng)，素質(zhì)參差不齊。要努力營造教學(xué)情景，通過任務(wù)驅(qū)動，讓學(xué)生能邊動手，邊學(xué)習(xí)理論知識，將理論知識融于實踐，實現(xiàn)理實一體化項目教學(xué)。從而引導(dǎo)學(xué)生掌握歸納總結(jié)分析問題的基本方法。3學(xué)習(xí)態(tài)度：大部分學(xué)生對專業(yè)課的學(xué)習(xí)積極性較高，學(xué)習(xí)氣氛較活躍。但還有少數(shù)學(xué)生不太喜歡理論知識的學(xué)習(xí)，不懂得理論與實踐的關(guān)系。三、教

3、學(xué)情況分析1、學(xué)習(xí)目標(biāo)：完成本學(xué)習(xí)任務(wù)后，學(xué)生應(yīng)當(dāng)能（1）理解支路、節(jié)點、回路、網(wǎng)孔等基本概念；（2）掌握基爾霍夫定律的內(nèi)容、表達(dá)式；（3）應(yīng)用基爾霍夫定律列節(jié)點電流方程和回路電壓方程；（4）運用基爾霍夫定律和支路電流法分析及計算復(fù)雜直流電路。2教學(xué)重點：（1）基爾霍夫定律的內(nèi)容及表達(dá)式；（2）支路電流法分析及計算復(fù)雜直流電路。3教學(xué)難點：(1）基爾霍夫電壓定律列回路電壓方程；(2）支路電流法分析及計算復(fù)雜直流電路。四、教法、學(xué)法1、教法：啟發(fā)式教學(xué)法、問題探索法、任務(wù)引領(lǐng)法。圖片展示法2、學(xué)法：自主探究法、師生合作學(xué)習(xí)法。自主探究法、討論學(xué)習(xí)法3、教學(xué)用具：多媒體教學(xué)設(shè)備、教學(xué)課件等。五、行

4、為導(dǎo)向教學(xué)實施過程教學(xué)實施階段教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動教學(xué)意圖復(fù)習(xí)舊知復(fù)習(xí)提問：1、全電路歐姆定律的內(nèi)容及表達(dá)式是什么？2、電阻串聯(lián)、并聯(lián)電路有何特點？ 提問，引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)舊知識。思考回答問題溫故知新，承上啟下。任務(wù)導(dǎo)入，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)提出問題：是否所有的電路都可以用我們所學(xué)的歐姆定律、串并聯(lián)電路的關(guān)系來分析和計算呢？你能求出電路中電流I1、I2、I3的大小嗎？（顯然，我們前面學(xué)過的知識無法解決復(fù)雜電路的分析計算問題，那么我們就要尋找可以分析和解決復(fù)雜電路的方法，這就是這次課我們要探究的內(nèi)容基爾霍夫定律。）設(shè)問點出本次學(xué)習(xí)任務(wù)課題思考明確目標(biāo)激發(fā)興趣，引出課題。任務(wù)實施（授新課）（70分鐘）一、

5、描述電路結(jié)構(gòu)的術(shù)語復(fù)雜電路：不能簡單地用電阻串并聯(lián)的計算方法化簡的電路。 支路：電路中的各個分支稱為支路。（即由一個或幾個元件首尾相接構(gòu)成的無分支電路）（如圖1.1.28中，US1和R1、US2和R2、R3分別組成三條支路）思考：同一支路中的電流有什么關(guān)系？節(jié)點：三條或三條以上支路的連接點稱為節(jié)點。（如圖1.1.28電路中，a、c都是節(jié)點）圖1.1.28回路：電路中的任意一個閉合路徑。（如圖1.1.28中，aR3cba、abcda、aR3cda三條回路）網(wǎng)孔：內(nèi)部不含支路的回路。（如圖1.1.28中，aR3cba、和abcda是網(wǎng)孔，而回路aR3cda不是網(wǎng)孔）想一想？回路和網(wǎng)孔有何區(qū)別？傳授

6、新知提問學(xué)生發(fā)現(xiàn)新知識，探究。思考并回答問題循序漸進(jìn)，展開教學(xué)內(nèi)容,調(diào)動學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)自主探究、自主學(xué)習(xí)的能力。 二、基爾霍夫電流定律（KCL）：實驗一：（EWB仿真演示）1、按圖連接電路，在三個支路中各串入一個電流表。2、讀出3只電流表的讀數(shù)，記入下表中。（注意電流的方向）US1US2I1I2I3I1、I2、I3之間的關(guān)系想一想？通過實驗分析流經(jīng)同一節(jié)點的電流之間有何關(guān)系？基爾霍夫電流定律(KCL)內(nèi)容 電路中任意一個節(jié)點上，流入節(jié)點的電流之和等于流出該節(jié)點的電流之和。 即 I流入= I流出提問 你能寫出圖中節(jié)點A的電流方程嗎？如何確定電流的方向？ 講授 流入有：I1、I3 流出有：I2、

7、I4、I5 所以根據(jù)定律：I1I3 = I2I4I5 注意：應(yīng)用基爾霍夫電流定律時必須首先假設(shè)電流的參考方向（即假定電流流動的方向，叫做電流的參考方向，通常用“”號表示），若求出電流為負(fù)值，則說明該電流實際方向與假設(shè)的參考方向相反?；鶢柣舴螂娏鞫桑↘CL）的推廣應(yīng)用(1)對于電路中任意假設(shè)的封閉面來說，電流定律仍然成立。如圖1.1.30中，對于封閉面S來說，有I1 + I2 = I3。圖1.1.30(2)對于網(wǎng)絡(luò) (電路)之間的電流關(guān)系，仍然可由電流定律判定。如圖1.1.31中，流入電路B中的電流必等于從該電路中流出的電流。圖1.1.31若兩個網(wǎng)絡(luò)之間只有一根導(dǎo)線相連，那么這根導(dǎo)線中一定沒有

8、電流通過。若一個網(wǎng)絡(luò)只有一根導(dǎo)線與地相連，那么這根導(dǎo)線中一定沒有電流通過。生活常識：電工維修時，要與地面絕緣，且盡量單手操作。【例1】如圖所示電橋電路，已知I1 = 25 mA，I3 = 16 mA，I4 = 12 A，試求其余電阻中的電流I2、I5、I6。解：在節(jié)點a上： I1 = I2 + I3，則I2 = I1- I3 = 25 - 16 = 9 mA在節(jié)點d上： I1 = I4 + I5，則I5 = I1 - I4 = 25 - 12 = 13 mA在節(jié)點b上： I2 = I6 + I5，則I6 = I2 - I5 = 9 - 13 = -4 mA電流I2與I5均為正數(shù)，表明它們的實際

9、方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相同，I6為負(fù)數(shù)，表明它的實際方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相反。課堂練習(xí)：求封閉面的電流 用EWB仿真演示實驗講評、歸納精講提問例題講解布置練習(xí)巡察觀察實驗現(xiàn)象思考并討論聆聽學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)。學(xué)生學(xué)習(xí)新知識。聆聽思考完成練習(xí)讓學(xué)生通過實驗現(xiàn)象歸納事物本質(zhì)，將感性認(rèn)識提升為理論知識，為學(xué)習(xí)理解基爾霍夫電流定律作好鋪墊。通過問題引導(dǎo)學(xué)生自主思考，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。通過練習(xí)加深所學(xué)知識。三、基爾霍夫電壓定律（KVL）實驗二：（EWB仿真演示）1、按圖連接電路，在三個支路中各電阻上并聯(lián)一個電壓表。2、讀出3只電壓表的讀數(shù)，記入下表中。（注意

10、電壓的方向）US1US2UR1UR2UR3回路電壓關(guān)系想一想？通過實驗分析各回路電壓之間有何關(guān)系？基爾霍夫電壓定律（KVL）的內(nèi)容基爾霍夫電壓定律，又稱回路電壓定律、基爾霍夫第二定律，簡稱KVL。其內(nèi)容為：在任意回路中，從一點出發(fā)繞回路一周回到該點時，各段電壓（電壓降）的代數(shù)各等于零。用公式表示為：該定律說明了任意回路中各段電壓間的相互關(guān)系。應(yīng)用KVL列電壓方程時應(yīng)注意：（1）任意選定未知電流的參考方向；（2）任意選定回路的繞行方向；（3）確定電阻電壓正負(fù)（若繞行方向與電流參考方向相同，電阻電壓取正值；反之取負(fù)值）；（4）確定電源電動勢正負(fù)（若繞行方向與電動勢方向（由負(fù)極指向正極）相反，電動勢

11、取正值；反之取負(fù)值）。思考：列出圖1.1.28所示電路abcda回路的電壓方程？沿著回路abcda按順時針繞行方向和圖中所規(guī)定的各段電壓參考方向，KVL可表達(dá)為：Uab+Ubc+Ucd+Uda=0由于Uab=-I2R2、Ubc=-Us2、Ucd=-Us1、Uda=I1R1，分別代入上式可得 I1R1-I2R2+Us2-Us1=0基爾霍夫電壓定律（KVL）的推廣應(yīng)用基爾霍夫電壓定律還可以用于任一不閉合的電路，如圖1.1.32所示電路。開路電壓Uab等于從a點到b點所經(jīng)路徑上全部電壓的代數(shù)和。根據(jù)基爾霍夫電壓定律可得：Uab + I3R3 + I1R1- US1- I2R2 + US2= 0即Ua

12、b=I3R3 I1R1+ US1-I2R2 US2圖1.1.32用EWB仿真演示實驗講評、歸納講解提問講評、歸納觀察實驗現(xiàn)象思考并討論聆聽聆聽討論探究思考找出規(guī)律回答問題讓學(xué)生通過實驗現(xiàn)象歸納事物本質(zhì)，將感性認(rèn)識提升為理論知識，為學(xué)習(xí)理解基爾霍夫電壓定律作好鋪墊。讓學(xué)生邊聽、邊思考，從而啟發(fā)學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生歸納和轉(zhuǎn)化能力。三、基爾霍夫定律的應(yīng)用支路電流法是分析復(fù)雜電路最基本的一種方法。以各條支路電流為未知量，根據(jù)基爾霍夫定律列出聯(lián)立方程組求解各支路電流的分析方法。其分析步驟如下：（1）標(biāo)出各支路的電流方向和網(wǎng)孔電壓的繞向。（2）用基爾霍夫電流定律列出節(jié)點電流方程式（若電路有m個節(jié)點，只需列出

13、任意(m - 1)個獨立節(jié)點的電流方程）。（3）用基爾霍夫電壓定律列出網(wǎng)孔的回路電壓方程（條n支路列n-（m-1）個方程）（4）聯(lián)立方程求解支路的電流（n條支路列n個方程）。（5）確定各支路電流的實際方向。當(dāng)支路電流計算結(jié)果為正值時，其實際方向與假設(shè)的參考方向相同，反之則相反?！纠?】如圖1.1.33所示電路，已知E1 = 42 V，E2 = 21 V，R1 = 12 W，R2 = 3 W，R3 = 6 W，試求：各支路電流I1、I2、I3 。解：該電路支路數(shù)n = 3、節(jié)點數(shù)m = 2，所以應(yīng)列出1 個節(jié)點電流方程和2個網(wǎng)孔的電壓方程，網(wǎng)孔均以順時針方向繞行。并按照 SRI = SE 列回路

14、電壓方程的方法：(1) I1 = I2 + I3 (任一節(jié)點)(2) R1I1 + R2I2 = E1 + E2 (網(wǎng)孔1)(3) R3I3 -R2I2 = -E2 (網(wǎng)孔2)代入已知數(shù)據(jù)，解得：I1 = 4 A，I2 = 5 A，I3 = -1 A。思考：根據(jù)上述計算結(jié)果，你能說出電流I1 、I2 、 I3的實際方向嗎？（電流I1與I2均為正數(shù)，表明它們的實際方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相同，I3為負(fù)數(shù)，表明它們的實際方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相反。）講授與引導(dǎo)提問講評、歸納聆聽討論探究思考回答問題促“思維”，重點培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力。任務(wù)檢測, 目標(biāo)評價反饋1、求圖a電路中的電流I1和

15、I2的大小和方向。圖a2、求圖b電路中的各支路電流。已知E1130V，E2117V，Rc1=1KW，Rc2=0.6KW，RL=24KW。 圖b 巡察提問講評反饋矯正學(xué)生練習(xí)答問參與評估檢測教學(xué)效果，對尚存問題及時進(jìn)行糾正，鞏固所學(xué)知識。任務(wù)小結(jié)，鞏固拓展知識1、 歸納小結(jié)本次任務(wù)學(xué)習(xí)內(nèi)容；2、 布置課外作業(yè)和知識拓展思考題。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)布置作業(yè)。學(xué)生自行總結(jié)本次課的內(nèi)容。完成作業(yè)題加深對本次學(xué)習(xí)任務(wù)知識點的理解六 板書設(shè)計基爾霍夫定律一、描述電路結(jié)構(gòu)的術(shù)語支路：電路中的各個分支稱為支路。節(jié)點：三條或三條以上支路的連接點稱為節(jié)點?；芈罚弘娐分械娜我庖粋€閉合路徑。網(wǎng)孔：內(nèi)部不含支路的回路。二、基爾霍夫電流定律（KCL）內(nèi)容： 電路中任意一個節(jié)點上，流入節(jié)點的電流之和等于流出該節(jié)點的電流之和。 表達(dá)式：I流入= I流出三、基爾霍夫電壓定律（KVL）內(nèi)容：在任意回路中，從一點出發(fā)繞回路