基爾霍夫定律-教案(共9頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上學(xué) 科電工學(xué)課 題§15基爾霍夫定律班 級機(jī)電57班人 數(shù)47課 時2學(xué)時課 型教授課周 次第九周授課時間2008年4月23日星期三第5、6節(jié)教學(xué)目的及其目標(biāo)l 知識目標(biāo)： 1、理解支路、節(jié)點(diǎn)、回路、網(wǎng)孔等基本概念2、掌握基爾霍夫兩定律所闡述的內(nèi)容3、應(yīng)用基爾霍夫兩定律進(jìn)行計(jì)算l 情感目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納事物本質(zhì)、將感性認(rèn)識提升為理論知識的能力l 技能目標(biāo)：1、培養(yǎng)實(shí)際操作能力及獨(dú)立思考、鉆研、探究新知識的能力 2、培養(yǎng)創(chuàng)新意識，提高分析問題與解決問題的能力，舉一反三，觸類旁通教學(xué)重點(diǎn)l 基爾霍夫定律的內(nèi)容及表達(dá)式l 運(yùn)用基爾霍夫定律的解題步驟及例

2、題講解教學(xué)難點(diǎn)l 電流參考正方向的理解及電阻電壓、電源電動勢正負(fù)的確定教學(xué)方法觀察演示法、講授法、啟發(fā)討論法、媒體應(yīng)用法教 具及參考書1、完整的基爾霍夫定律實(shí)驗(yàn)板一塊2、萬用表三支3、多媒體課件4、電化教學(xué)設(shè)備5、連接導(dǎo)線若干6、電阻若干參考書：電工與電子基礎(chǔ)（機(jī)工4版）教學(xué)過程1、組織教學(xué)2、復(fù)習(xí)提問3、新課引入4、新課講授5、提問6、歸納總結(jié) 7、布置作業(yè)教材分析本節(jié)課采用實(shí)驗(yàn)演示教學(xué)法，導(dǎo)出基爾霍夫定律的具體內(nèi)容及數(shù)學(xué)表達(dá)式，并詳細(xì)講解在列節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程的方程式中，電流、電壓、電動勢字母前正負(fù)號的確定，通過例題講解，使學(xué)生能較好的掌握課程的重點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生釋疑解難、突破難點(diǎn)，學(xué)

3、好課程內(nèi)容。教學(xué)過程教 學(xué) 內(nèi) 容教學(xué)方法與教學(xué)手段【組織教學(xué)】IBIcIe(1分鐘)1、師生相互問候； 2、清點(diǎn)人數(shù)，填寫教學(xué)日志。【復(fù)習(xí)提問】(2分鐘)1、電阻串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點(diǎn)？ 2、電壓降與電動勢正方向的規(guī)定？3、歐姆定律的內(nèi)容及表達(dá)式？對課前預(yù)習(xí)內(nèi)容的提問，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)電阻串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)及電壓降與電動勢正方向的規(guī)定。為本課題教學(xué)做好鋪墊?！拘抡n導(dǎo)入】(5分鐘)前面我們學(xué)習(xí)了運(yùn)用歐姆定律及電阻串、并聯(lián)能進(jìn)行化簡、計(jì)算的直流電路。這種電路稱為簡單電路；但有些電路是不能單純用歐姆定律和電阻的串、并聯(lián)關(guān)系求解的，這些電路稱為復(fù)雜電路。下面以給出兩個電路圖為例，請學(xué)生分析兩電路的不同之處

4、，從而導(dǎo)入新課：圖（1） 圖（2）結(jié)論：圖（1）有且僅有一條有源支路，可以用電阻的串并聯(lián)關(guān)系進(jìn)行化簡，是簡單電路；解答簡單電路的方法是歐姆定律。圖（2）有兩條有源支路，不能用電阻的串并聯(lián)關(guān)系進(jìn)行化簡，是復(fù)雜電路；解答復(fù)雜電路的方法是基爾霍夫定律?！拘抡n講授】(75分鐘)1、進(jìn)入多媒體課件，以下圖為例講解幾個基本概念，并通過動畫效果加以理解： 通過相關(guān)知識的復(fù)習(xí)，將問題引入到本教學(xué)課題中。 注：在復(fù)習(xí)已有知識的基礎(chǔ)上，引出簡單電路和復(fù)雜電路的概念，提出解決復(fù)雜電路的依據(jù)，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)基爾霍夫定律的欲望。板書課題：基爾霍夫定律教學(xué)過程教 學(xué) 內(nèi) 容教學(xué)方法與教學(xué)手段得出： 支路：由一個或幾個元

5、件首尾相接組成的無分支電路。 (問：請同學(xué)們仔細(xì)觀察，流過同一支路的電流有何特點(diǎn)？)（生答略）師：圖中共有5條支路，支路電流分別標(biāo)于圖中。 節(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的連接點(diǎn)。（生答略）師：圖中共有a、b、c三個節(jié)點(diǎn)。 回路：電路中任何一個閉合路徑。（生答略）師：圖中共有6個回路。 網(wǎng)孔：中間無任何支路穿過的回路。網(wǎng)孔是最簡單的回路，或是不可再分的回路。（請問上圖電路中共有幾個網(wǎng)孔呢？）（生答略）師：對，圖中最簡單的回路aR1R2a,aR2R4ba,bR4R5b三個是網(wǎng)孔。動動腦筋請問下列電路有幾條支路、幾個節(jié)點(diǎn)、幾個回路、幾個網(wǎng)孔？（生答略） 師答：6條支路4個節(jié)點(diǎn)7個回路 3個網(wǎng)孔出示EWB

6、仿真模型演示，了解電路組成，以此集中學(xué)生注意力。得出結(jié)論：同一支路中電流處處相等。注：名詞解釋采用問答形式，以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，促使教學(xué)效果在教師與學(xué)生互動中得到較好的體現(xiàn)。教學(xué)程序教 學(xué) 內(nèi) 容教學(xué)方法與教學(xué)手段2、請學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從實(shí)驗(yàn)中得出基爾霍夫第一定律的系列知識： 老師按照左圖接通電源，請同學(xué)們仔細(xì)觀察各電流表的讀數(shù)，11A，22A，3A測量結(jié)果表明：123，對節(jié)點(diǎn)a而言，1和2為流入節(jié)點(diǎn)的電流，3為流出節(jié)點(diǎn)的電流，由此可得： 內(nèi)容：在任一瞬間，對電路中的任一節(jié)點(diǎn)，流進(jìn)某一節(jié)點(diǎn)的電流之和恒等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和。 公式： 定律討論的對象：節(jié)點(diǎn)電流（故基爾霍夫第一定律又稱為節(jié)

7、點(diǎn)電流定律）例1請指出左圖電路中有幾條支路，并用基爾霍夫第一定律列出下節(jié)點(diǎn)電流方程。（老師在肯定學(xué)生回答后，將式子移項(xiàng)，并板書為：I1 +I3 -I2 -I4 -I5 =0 上式表明：若規(guī)定流入節(jié)點(diǎn)的電流以為“”，流出節(jié)點(diǎn)的電流為“”，則節(jié)點(diǎn)電流定律又可敘述為：在任一瞬間通過電路中任一節(jié)點(diǎn)，流入（或流出）該節(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和恒等于零。即可得節(jié)點(diǎn)電流定律的第二種表述： 即：3、基爾霍夫第一定律的應(yīng)用：【例2】如圖所示電路，已知I1 = 1A，I2 = 2A，I3 = 5A，I4= 3A試求I5。 解：根據(jù)圖中各電流方向，列出節(jié)點(diǎn)電流方程為：1+32+4+5則：51+3-4-21+5+3-2=7A實(shí)

8、驗(yàn)中強(qiáng)調(diào)電流表連接的正確性和對各支路電流的觀察實(shí)驗(yàn)分析（討論）注：由實(shí)驗(yàn)導(dǎo)出基爾霍夫第一定律的內(nèi)容，說服力強(qiáng)板書內(nèi)容及公式學(xué)生答：電路中有五條支路，節(jié)點(diǎn)電流方程為：板書公式教學(xué)程序教 學(xué) 內(nèi) 容教學(xué)方法與教學(xué)手段結(jié)果得出I5的值是正的，表示I5的實(shí)際方向與標(biāo)定的參考方向相同，是由節(jié)點(diǎn)A流出的。參考方向：任意假定的方向。若計(jì)算結(jié)果為正值，表明該矢量的實(shí)際方向與參考方向相同；計(jì)算結(jié)果為負(fù)值，表明該矢量的實(shí)際方向與參考方向相反。4、基爾霍夫第一定律的推廣：節(jié)點(diǎn)電流不僅適用于節(jié)點(diǎn)，還可推廣于任意假設(shè)的封閉面來說,它仍然成立。下圖電路中閉合面所包圍的是一個三角形電路，有三個節(jié)點(diǎn)。電流定律的推廣應(yīng)用應(yīng)用基

9、爾霍夫第一定律可以列出： IA= IAB - ICAIB= IBC- IABIC= ICA - IBC上面三式相加可得： IA +IB +IC=0 或 即：流入此閉合曲面的電流恒等于流出該曲面的電流。5、基爾霍夫第二定律（回路電壓定律） 進(jìn)入實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，探討基爾霍夫第二定律的有關(guān)知識：內(nèi)容：在任一瞬間，對任一閉合回路，沿回路繞行方向上各段電壓代數(shù)和恒等于零。公式：定律討論的對象：回路上的電壓（故基爾霍夫第二定律又稱為回路電壓定律） 通過實(shí)驗(yàn)揭示了任意回路中各路電壓的相互關(guān)系板書公式教學(xué)程序教 學(xué) 內(nèi) 容教學(xué)方法與教學(xué)手段通過對下列問題的講解，歸納出利用SU = 0 列回路電壓方程的方法【討論】請

10、用基爾霍夫第二定律列出下圖回路電壓方程。列回路電壓方程的方法：（a）任意選定未知電流的參考方向（如上圖所示）；（b）任意選定回路的繞行方向；（c）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）；（d）確定電源電動勢正負(fù)（若繞行方向與電動勢方向相反，電動勢取正值；反之取負(fù)值）。綜上所述，按標(biāo)注方向循環(huán)一周，根據(jù)電壓與電流的參考方向可得： Uca+Uad+Udb+Ubc=0即： GB1-I1R1+I2R2-GB2 =0或: GB1-GB2=I1R1-I2R2由此，得出基爾霍夫第二定律的另一種表達(dá)形式： 亦即：上式表明：在任一回路循環(huán)方向中，回路中各電動勢的代數(shù)和恒等于

11、各電阻上電壓降的代數(shù)和。6、基爾霍夫第二定律的推廣應(yīng)用： 基爾霍夫第二定律也可以推廣應(yīng)用于不完全由實(shí)際元件構(gòu)成的假想回路。如下圖所示： 通過對問題的討論，活躍課堂氣氛，調(diào)動主觀能動性，擴(kuò)展思維，得出答案假定沿cadbc繞行注：各電阻上電壓和各電動勢前正負(fù)號確定是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，這里專門進(jìn)行強(qiáng)調(diào)。以幫助學(xué)生理解。教學(xué)程序教 學(xué) 內(nèi) 容教學(xué)方法與教學(xué)手段 由上圖可得：= UA - UB - UAB = 0 或： UAB = UA - UB7、利用回路電壓定律解題的步驟：、先標(biāo)定各支路電流的參考方向和回路的繞行方向，原則上可任意標(biāo)定：一般取電動勢或較大的電動勢的方向作為支路電流的參考方向和回路的繞

12、行方向。、根據(jù)回路電壓定律列出回路電壓方程式。、求解方程，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定電壓和電流的實(shí)際方向【例3】如圖所示是兩個電源并聯(lián)對負(fù)載供電的電路。 I1 = 4A，I3 = -1 A，R1 = 12 W，R2 = 3 W，R3 = 6 W。求各支路電流 I2和電源電動勢E1、E2。解：據(jù)節(jié)點(diǎn)電流定律可得I3 = I1 + I2可求出 I2 = I3 I1 = -5A在回路E2- R3- R2- E2中，據(jù)回路電壓定律可得E2 = I2R2+ I3R3著重要求學(xué)生掌握解題步驟，為解答習(xí)題作好準(zhǔn)備 注：通過例題講解強(qiáng)調(diào)解題步驟，使學(xué)生掌握用基爾霍夫第二定律解題的步驟和方法。教學(xué)程序教 學(xué) 內(nèi) 容教學(xué)

13、方法與教學(xué)手段可求出 E2 = I2R2+ I3R3= 5×3 + (-1) ×6 = 9V在回路E1- R1- R3- E1中，據(jù)回路電壓定律可得E1= I1R1 + I2R2 可求出 E1 = I1R1 + I2R2 = 4×3+（-5）×3= - 3V【提問】（2分鐘）、敘述基爾霍夫第一定律的內(nèi)容，并寫出表達(dá)式？、敘述基爾霍夫第二定律的內(nèi)容，并寫出表達(dá)式？【歸納總結(jié)】（4分鐘）（一）本課題學(xué)習(xí)，重點(diǎn)掌握以下內(nèi)容：1、理解支路、節(jié)點(diǎn)、回路和網(wǎng)孔的定義2、掌握基爾霍夫定律的內(nèi)容及數(shù)學(xué)表達(dá)式3、理解基爾霍夫定律的推廣應(yīng)用4、掌握利用基爾霍夫定律列方程時，

14、電流參考正方向的理解及電阻電壓、電源電動勢正負(fù)的確定（二）用基爾霍夫定律的解題步驟：、先標(biāo)定各支路電流的參考方向和回路的繞行方向，原則上可任意標(biāo)定：一般取電動勢或較大的電動勢的方向作為支路電流的參考方向和回路的繞行方向。、根據(jù)回路電壓定律列出回路電壓方程式。、求解方程，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定電壓和電流的實(shí)際方向先讓學(xué)生參與總結(jié)，然后采用啟發(fā)式幫助學(xué)生參與總結(jié)課堂小結(jié)的內(nèi)容是本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，應(yīng)進(jìn)一步鞏固強(qiáng)化，使學(xué)生牢固掌握。教學(xué)程序教 學(xué) 內(nèi) 容教學(xué)方法與教學(xué)手段（三）通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們必須掌握基爾霍夫電流定律的內(nèi)容及應(yīng)用，同時要特別注意在列電流、電壓方程時，必須先確定參考方向，否則討論電流正負(fù)是毫無意義的。在下一節(jié)課我們將學(xué)習(xí)基爾霍夫定律的應(yīng)用支路電流法?！静贾米鳂I(yè)】（1分鐘） 教材P24 24、26 教 后 記1、由于本教案在教學(xué)過程中，利用實(shí)驗(yàn)的方式導(dǎo)入新課，使本來抽象的知識變得直觀、簡單和形象，對這部分知識難點(diǎn)的突破起到了很好的幫助作用。2、授課過程中既可以進(jìn)行課堂演示實(shí)驗(yàn)，也可結(jié)合多媒體課件實(shí)現(xiàn)仿真虛擬實(shí)驗(yàn)，虛擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合、相比較