《電工基礎(chǔ)》理實(shí)一體化教案

1、臨沂電力學(xué)校理實(shí)一體化教案任課老師程晟教研室主任編寫日期2014年9月審批日期授課日期2014年9月班級(jí)13級(jí)機(jī)電班課程名稱電工基礎(chǔ)章U名稱基爾霍夫定律課型 ,教具學(xué)具，, 理實(shí)一體化 課時(shí) 4 器短 pc機(jī)；課件；任務(wù)書教 學(xué) 目 標(biāo)知識(shí) 教學(xué)點(diǎn)理解支路、節(jié)點(diǎn)、回路、網(wǎng)TL的基本概念掌握基爾霍夫定律的內(nèi)容了解基爾霍夫定律的適用場(chǎng)合能力 培療點(diǎn)能夠通過簡(jiǎn)單電路和復(fù)雜電路的對(duì)比，提高觀察和分析能力能夠通過仿真數(shù)據(jù)分析，認(rèn)識(shí)到基爾霍夫定律，培養(yǎng)邏輯思維能力 能夠運(yùn)用基爾霍夫定律對(duì)電路進(jìn)行計(jì)算，提高分析和解決問題的能力德育 滲透點(diǎn)能夠透過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納事物本質(zhì)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)本專業(yè)的職業(yè)認(rèn)同感培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探

2、索的興趣、嚴(yán)謹(jǐn)扎實(shí)的工作作風(fēng)和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神教 學(xué) 重 難 點(diǎn)重點(diǎn)基爾霍夫定律的內(nèi)容 基爾霍夫定律表達(dá)式難點(diǎn)通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)出定律內(nèi)容熟練列出基爾霍夫回路電壓方程學(xué)法引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)探究、課件講解教學(xué)內(nèi)容 更新、補(bǔ) 充、刪節(jié)增加了簡(jiǎn)單電路和復(fù)雜電路的概念 增加了 一些具有針對(duì)性的小練習(xí)參考資料實(shí)例講解MultisimIO電路仿真，程勇，人民郵電出版社電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能，刖艷，人民郵電出版社電工與電子技術(shù)（少學(xué)時(shí)），林平勇，高等教育出版社課后分析學(xué)生在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下，利用仿真電路自主探究電路規(guī)律，結(jié)合教師對(duì) 相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的講授，達(dá)到對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握。這個(gè)思路帶來了很好的教學(xué) 效果，但增加的實(shí)驗(yàn)部分會(huì)使得教學(xué)時(shí)

3、數(shù)稍顯緊張， 這一點(diǎn)還需日后改進(jìn)。教與學(xué)互動(dòng)設(shè)計(jì)教師活動(dòng)內(nèi)容學(xué)生活動(dòng)內(nèi)容時(shí)間組織教學(xué)【二】復(fù)習(xí)導(dǎo)入復(fù)習(xí)1、電阻串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點(diǎn)?2、電壓與電動(dòng)勢(shì)正方向的規(guī)定?3、歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式？導(dǎo)入多媒體顯示下面兩個(gè)電路： 12 V.卡1回憶舊的知識(shí) 回答問題4 _Lv2 -LV3 12 V 12 V11OOQ(a)(b)簡(jiǎn)單電路和復(fù)雜電路思考討論回答問題思考肅答問題提問：利用什么方法可以求出(a)圖中流過電阻 R3的電流？請(qǐng)大家討論學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)基礎(chǔ)可能給出的方法：利用歐姆定律和電阻串并聯(lián)特點(diǎn)可以求解。教師給以肯定和鼓勵(lì)教師提問：利用歐姆定律和電阻串并聯(lián)特點(diǎn)可以求出( b)圖中流過電阻 R3

4、 的電流嗎？學(xué)生無法求解，教師引出簡(jiǎn)單電路和復(fù)雜電路的概念：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(jiǎn)和計(jì)算的直流電 路，這種電路成為 簡(jiǎn)單電路；但有些電路是不能單純運(yùn)用歐姆定律及電阻串并 聯(lián)進(jìn)行求解的，這種電路就稱為 復(fù)雜電路。新課講授基爾霍夫定律任務(wù)描述：本次課需要學(xué)生完成兩個(gè)任務(wù)任務(wù)一：探究基爾霍夫電流定律并應(yīng)用定律分析電路任務(wù)二：探究基爾霍夫電壓定律并應(yīng)用定律分析電路介紹基爾霍夫定律的發(fā)現(xiàn)背景和重大意義：19世紀(jì)40年代，電氣技術(shù)發(fā)展十分迅速，電路變得愈來愈復(fù)雜。這種復(fù)雜電路不是串、并聯(lián)電路的公式所能解決的，剛從德國(guó)哥尼斯堡教與學(xué)互動(dòng)設(shè)計(jì)教師活動(dòng)內(nèi)容學(xué)生活動(dòng)內(nèi)容時(shí)間大學(xué)畢業(yè)，年僅

5、21歲的基爾霍夫在他的第1篇論文中提出了適用于這種復(fù)雜電路計(jì)算的兩個(gè)定律，即著名的基爾霍夫定律。該定律能夠迅速地 求解任何復(fù)雜電路，從而成功地解決了這個(gè)阻礙電氣技術(shù)發(fā)展的難題。、任務(wù)1:探究基爾霍夫電流定律并應(yīng)用定律分析電路1任務(wù)描述探究基爾霍夫電流定律，并利用定律求解支路電流2任務(wù)分析(1)利用“multisim”軟件構(gòu)建仿真電路，測(cè)量支路電流數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù) 進(jìn)行分析，導(dǎo)出結(jié)論，探究基爾霍夫電流定律；(2)利用基爾霍夫電流定律列表達(dá)式，求解支路電流。3相關(guān)知識(shí)3.1 支路、節(jié)點(diǎn)、回路和網(wǎng)孔1、(1)基本概念支路：就是電路中流過同一電流的分支路。動(dòng)畫演示圖中的支路節(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的連接

6、點(diǎn)。動(dòng)畫演示圖中的節(jié)點(diǎn)回路：就是電路中任一閉合的路徑。動(dòng)畫演示圖中的回路網(wǎng)孔：中間無任何分支穿過的回路動(dòng)畫演示圖中的網(wǎng)孔100£1-120 VR4T皿口觀察教師演10R4nonJ_V3工1MV支路、節(jié)點(diǎn)、回路、網(wǎng)孔的演示獨(dú)立思考完成任 務(wù)書上相應(yīng)問題 的回答要求學(xué)生在任務(wù)書上寫下上圖中的支路、節(jié)點(diǎn)、回路和網(wǎng)孔。(2)學(xué)生練習(xí)教師多媒體顯示下圖，并設(shè)疑：支路、節(jié)點(diǎn)、回路、網(wǎng)孔有哪些?教與學(xué)互動(dòng)設(shè)計(jì)教師活動(dòng)內(nèi)容學(xué)生活動(dòng)內(nèi)容時(shí)間圖3電橋電路教師提請(qǐng)四位學(xué)生分別指出電路中的支路、節(jié)點(diǎn)、回路、網(wǎng)孔(3)思考討論教師提問：回路和網(wǎng)孔是一回事嗎？它倆有著怎樣的關(guān)系？答：每?jī)蓚€(gè)相鄰的網(wǎng)孔就可以構(gòu)成一

7、個(gè)回路；回路的個(gè)數(shù)一定是多于網(wǎng)孔討論 回答問題完成任務(wù)書上相應(yīng)問題的回答討論 回答問題觀察電路教師提問：電阻 Ri、R2、R3、R4的串并聯(lián)關(guān)系？學(xué)生回答：Ri、R2相并聯(lián)，R3、R4相并聯(lián)，兩部分再串聯(lián)教師提問：現(xiàn)在大家根據(jù)已掌握的電阻串并聯(lián)電路的特點(diǎn)討論分析電流Ii、I2、I3、I4有什么關(guān)系?學(xué)生回答 教師提問 學(xué)生回答Il+l2=l3+l4Ii、I2對(duì)于A點(diǎn)來講有什么相似之處嗎?都是流進(jìn) A點(diǎn)的電流教師提問：13、I4對(duì)于A點(diǎn)來講有什么相似之處嗎？學(xué)生回答：都是流出 A點(diǎn)的電流學(xué)生總結(jié)結(jié)論：對(duì)于 A點(diǎn)來講，流入電流之和等于流出電流之和教師提問：怎樣判斷某個(gè)電流對(duì)于某節(jié)點(diǎn)是流入還是流出呢

8、？學(xué)生回答：箭頭指進(jìn)為流入，箭頭背離為流出練習(xí)：分別指出下面兩個(gè)電路中三個(gè)節(jié)點(diǎn)電流是流入還是流出獨(dú)立思考 回答問題 討論回答問題 獨(dú)立思考 回答問題 獨(dú)立思考 回答問題討論回答問題I1I3I5I4A獨(dú)立思考完成任務(wù)書上相 應(yīng)內(nèi)容的填寫3.2 判斷節(jié)點(diǎn)電流流入和流出的方法流入電流有：Ii、I3流出電流有：I2、I4、I5所以Ia+Ib+Ic+Id =0教與學(xué)互動(dòng)設(shè)計(jì)教師活動(dòng)內(nèi)容學(xué)生活動(dòng)內(nèi)容時(shí)間對(duì)于節(jié)點(diǎn)對(duì)于節(jié)點(diǎn)對(duì)于節(jié)點(diǎn)對(duì)于節(jié)點(diǎn)1a來講流入電流有: b來講流入電流有: c來講流入電流有: d來講流入電流有:I 3、I 4、I6I5流出電流有： 流出電流有: 流出電流有: 流出電流有:I2、I3I 5

9、、I6I4Il獨(dú)立思考完成任務(wù)書上相 應(yīng)內(nèi)容的填寫4、任務(wù)實(shí)施步驟1:構(gòu)建電路和測(cè)量電流要求學(xué)生根據(jù)任務(wù)書的引導(dǎo)構(gòu)建仿真電路, 表測(cè)量電流，并將數(shù)據(jù)填入數(shù)據(jù)DC|HDC 1完成任務(wù)書任務(wù) 一步驟110I2R1 2n4一M2-=-17 V基爾霍夫電流定律探究電路步驟2:數(shù)據(jù)分析和結(jié)論導(dǎo)出要求學(xué)生根據(jù)任務(wù)書的引導(dǎo)，分析流入電流數(shù)據(jù)和流出電流數(shù)據(jù)間的關(guān) 系，很容易得到以下結(jié)論：流入電流數(shù)據(jù)之和等于流出電流數(shù)據(jù)之和。步驟3:講授基爾霍夫電流定律的內(nèi)容及推廣應(yīng)用(1)基爾霍夫電流定律的內(nèi)容在任一瞬間流入任一節(jié)點(diǎn)的電流之和等于 流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和。7A10A(2)基爾霍夫電流定律的推廣應(yīng)用：閉合面4A-

10、12A完成任務(wù)書任務(wù) 一步驟2聽講而面外五條支路的電流關(guān)系如圖對(duì)虛線所包圍的閉合面可視為一個(gè)結(jié)點(diǎn), 可應(yīng)用KCL得：i2=10+7+(-12)-4 =1A(3)練習(xí)：如圖所小電路，已知Ia =1 mA , Ib =10 mA , Ic =2 mA ,求電流I d?教與學(xué)互動(dòng)設(shè)計(jì)教師活動(dòng)內(nèi)容學(xué)生活動(dòng)內(nèi)容時(shí)間獨(dú)立思考應(yīng)用基爾霍夫電 流定律的推廣應(yīng) 用分析電路【解】根據(jù)基爾霍夫電流定律的推廣應(yīng)用，流入圖示的閉合回路的電流代數(shù)和為零，即Id =-(I a+I b+Ic尸(1+10+2) = 13 mA步驟4:應(yīng)用基爾霍夫電流定律分析電路要求學(xué)生應(yīng)用定律求解支路電流大小獨(dú)立思考應(yīng)用基爾霍夫電 流定律的推

11、廣應(yīng) 用分析電路求解 支路電流解：假設(shè)取流過5Q電阻電流流入的電流為2A、-3A、I的參考方向與電壓相同，則對(duì)節(jié)點(diǎn) a來講I ,流出的電流為-4A、I,所以，2A+-3A+I =-4A+I而 I =10/5=2A ,所以 I =5A(2) 如圖所示電橋電路，已知 I1= 25 mA, I3 = 16 mA, 14 = 12 A ,針對(duì) I 5、I 6,進(jìn)行理論分析計(jì)算。I 2、解：在節(jié)點(diǎn) 在節(jié)點(diǎn) 在節(jié)點(diǎn)提問：電流A獨(dú)立思考應(yīng)用基爾霍夫電 流定律的推廣應(yīng) 用分析電路求解 支路電流I1 = I2 + I3,則I1 = I4 + I5,則I2 = I6 + I5,則I2與I5均為正數(shù),I2 = I1

12、 - 13 = 25 -16 = 9 mAI5 = I1 -I4 = 25 -12 = 13 mAI6 = I2 _ 15 = 9 -13 = -4 mA說明什么？(1)計(jì)算電路中I的大小學(xué)生回答：表明它們的實(shí)際方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相同提問：I6為負(fù)數(shù)，說明什么？學(xué)生回答：表明它的實(shí)際方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相反教與學(xué)互動(dòng)設(shè)計(jì)教師活動(dòng)內(nèi)容學(xué)生活動(dòng)內(nèi)容時(shí)間二、任務(wù) 2:探究基爾霍夫電壓定律并應(yīng)用定律分析電路 1任務(wù)描述探究基爾霍夫電壓定律，并利用定律求解支路電壓或電流2任務(wù)分析(1)利用“multisim”軟件構(gòu)建仿真電路，測(cè)量支路電壓數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù) 進(jìn)行分析，導(dǎo)出結(jié)論，探究基爾霍夫電壓

13、定律；(2)利用基爾霍夫電壓定律列表達(dá)式，求解支路電壓或電流，并利用仿 真軟件驗(yàn)證理論分析結(jié)果。3任務(wù)實(shí)施完成任務(wù)二步驟110步驟1:構(gòu)建電路和測(cè)量電壓要求學(xué)生根據(jù)任務(wù)書引導(dǎo)構(gòu)建電路，測(cè)量各元件端電壓，并將數(shù)據(jù)填入數(shù)據(jù)表V41 5.0001QM 口T I-基爾霍夫電壓定律探究電路步驟2:數(shù)據(jù)分析要求學(xué)生根據(jù)任務(wù)書引導(dǎo)分析數(shù)據(jù)，得到各回路的電壓方程完成任務(wù)二步驟210步驟3:結(jié)論導(dǎo)出學(xué)生總結(jié)各回路電壓方程，用自己的語言可以得到類似的結(jié)論: 回路中各段支路電壓相加減總為零步驟4:思考與討論教師提問：為什么各段支路電壓有加有減？讓學(xué)生猜測(cè)并討論。學(xué)生根據(jù)已經(jīng)掌握的知識(shí)，容易猜到應(yīng)該與“參考方向”有關(guān)

14、系。教師引導(dǎo)：如果給回路設(shè)定順時(shí)針的繞行方向作為參考方向，要求學(xué)生分析回路電壓方程中，各元件端電壓正負(fù)與繞行方向的關(guān)系。學(xué)生根據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)： 當(dāng)支路電壓與回路的繞行方向相同時(shí)就取正, 就取負(fù)。相反時(shí)完成任務(wù)二步驟3完成任務(wù)二步驟4在任一瞬間沿任一回路繞彳L周，回路中所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零完成任務(wù)二步驟52教與學(xué)互動(dòng)設(shè)計(jì)教師活動(dòng)內(nèi)容學(xué)生活動(dòng)內(nèi)容時(shí)間步驟5:講授基爾霍夫電壓定律的內(nèi)容步驟6:練習(xí)列回路電壓方程+由八+b.完成任務(wù)二步驟610U1 + U2-U3-U4=0+I1R1-E1+I2R2+E2-I3R3=0步驟7:應(yīng)用基爾霍夫電壓定律求解支路電流并利用軟件驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果如圖所示電路，

15、已知i2 =2A ,針對(duì)支路電流i1和i3分別進(jìn)行理論計(jì)算和 仿真驗(yàn)證完成任務(wù)二步驟710(1)理論計(jì)算解：由KVL列方程回路I回路II18i1 +4-8 = 0 可得 i1= A23-4 +4i3 +10 =0 可得 i3 = -A2(2)仿真驗(yàn)證仿真驗(yàn)證電路10完成任務(wù)二步驟8步驟8:總結(jié)基爾霍夫電壓定律解題步驟教與學(xué)互動(dòng)設(shè)計(jì)教師活動(dòng)內(nèi)容學(xué)生活動(dòng)內(nèi)容時(shí)間6選擇一個(gè)回路的繞行方向(順時(shí)針方向或逆時(shí)針方向均可)作參考電阻元件的端電壓為 iRI,當(dāng)電流I的參考方向與回路繞行方向一致時(shí)， 選取“+”號(hào)；反之，選取“-號(hào)；電源電動(dòng)勢(shì)為E,當(dāng)電源電動(dòng)勢(shì)的標(biāo)定方向與回路繞行方向一致時(shí)，選取“+”號(hào)，反之

16、應(yīng)選取“號(hào)。完成自評(píng)互評(píng)表討論并發(fā)言討論并發(fā)言發(fā)言討論并發(fā)言發(fā)言列2U=0表達(dá)式。三、任務(wù)展不每組選一名學(xué)生展示自己構(gòu)建的三個(gè)仿真電路并運(yùn)行程序，教師通過凌波多媒體進(jìn)行屏幕發(fā)布四、任務(wù)評(píng)價(jià)學(xué)生完成自評(píng)互評(píng)表【四】課堂小結(jié)師：同學(xué)們，本次課中你學(xué)到了什么？解決了哪些問題？學(xué)生發(fā)言時(shí)，教師實(shí)時(shí)的進(jìn)行引導(dǎo)和總結(jié)師：你認(rèn)為最難以解決的問題是什么？學(xué)生發(fā)言時(shí)，教師提醒解決問題的“關(guān)鍵”在哪兒師：你比較佩服誰？你與他差距在哪兒？學(xué)生發(fā)言時(shí)，教師鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)在相互協(xié)作中取長(zhǎng)補(bǔ)短師：你想對(duì)老師說點(diǎn)什么？有什么意見？學(xué)生發(fā)言時(shí)，教師及時(shí)記錄，以便改進(jìn)師：你有哪些收獲？有哪些進(jìn)步？學(xué)生發(fā)言時(shí)，教師結(jié)合學(xué)生專業(yè)給予

17、學(xué)生贊賞【五】布置作業(yè)多媒體布置作業(yè)：1、試用基爾霍夫定律，列出下圖所示電路中的各結(jié)點(diǎn)和回路的電流方程式、 電壓方程式。典氏11 °； M eQ dT / . 1 c '-11 Ib氏112、如圖所示電路中,US1=130V、R=1 為直流發(fā)電機(jī)的模型,電阻負(fù)載 R=24 Q , W=117V、R=0.6 為蓄電池組的模型。試求各支路電流。3、預(yù)習(xí)下次課內(nèi)容任務(wù)書本次課需要完成的任務(wù)任務(wù)一：探究基爾霍夫電流定律并應(yīng)用定律分析電路任務(wù)二：探究基爾霍夫電壓定律并應(yīng)用定律分析電路任務(wù)一：探究基爾霍夫電流定律并應(yīng)用定律分析電路1、相關(guān)知識(shí)(1)支路、節(jié)點(diǎn)、回路和網(wǎng)孔分別指出上圖所示兩

18、個(gè)電路的支路、節(jié)點(diǎn)、回路和網(wǎng)孔左圖支路：節(jié)點(diǎn)：回路：網(wǎng)孔：右圖支路：節(jié)點(diǎn)：回路：網(wǎng)孔：拓展討論：回路和網(wǎng)孔是一回事嗎？它倆有著怎樣的關(guān)系？請(qǐng)討論并寫下你們的想法：(2)節(jié)點(diǎn)電流的流入和流出電阻Ri、R2、R3答：根據(jù)已掌握的電阻串并聯(lián)電路的特點(diǎn)討論分析電流Ii、小小I4有什么關(guān)系?答：Ii、I2對(duì)于A點(diǎn)來講有什么相似之處嗎？答：I3、I4對(duì)于A點(diǎn)來講有什么相似之處嗎？答：總結(jié)結(jié)論：對(duì)于 A點(diǎn)來講你們是怎樣判斷電流的流入和流出的？答：練習(xí)：下圖所示兩個(gè)電路，請(qǐng)指出對(duì)于節(jié)點(diǎn) A、節(jié)點(diǎn)a和節(jié)點(diǎn)b,流入電路和流出電流分別是哪幾個(gè):節(jié)點(diǎn)a：(1)流入：(2)流出：節(jié)點(diǎn)b ：(1)流入：(2)流出：2、任

19、務(wù)實(shí)施>口 R3=5 Q曰=17V-E2=17VT iiT 121nh|R1=2QLJR2=1Q步驟1:構(gòu)建電路，測(cè)量數(shù)據(jù)構(gòu)建上圖所示電路的仿真模型，調(diào)用虛擬電流表測(cè)量三個(gè)電流的大小，填入數(shù)據(jù)表參數(shù)設(shè)置E1=17V , E2=17V , R1=2 Q , R2=1 Q , R3=5 QI1 (A)I2 (A)I3 (A)節(jié)點(diǎn)a電流方程節(jié)點(diǎn)b電流方程U1 (V)U2 (V)U3 (V)回路1電壓方程回路2電壓方程回路3電壓方程步驟2:數(shù)據(jù)分析和結(jié)論導(dǎo)出 請(qǐng)同學(xué)們分別針對(duì)節(jié)點(diǎn) a和b,看看流入電流數(shù)據(jù)和流出電流數(shù)據(jù)間有沒有某種聯(lián)系？請(qǐng)討論并寫下你們 的結(jié)論：步驟3:基爾霍夫電流定律的推廣應(yīng)用練習(xí)：如圖所小電路，已知Ia=1 mA , Ib =10 mA, Ic =2 mA,求電流Id?步驟4:應(yīng)用基爾霍夫電流定律分析電路(1)計(jì)算電路中I的大小求解過程:(2)如圖所示電橋電路，已知 律進(jìn)行理論分析計(jì)算。I i = 25 mA, I3 = 16 mA, 14 = 12 A,針對(duì)I2、I5、I6,利用基爾霍夫電流定解題過程:請(qǐng)同學(xué)們觀察三個(gè)