電工基礎(chǔ)第二版-全部-教案

千里之行，始于足下。第2頁/共2頁精品文檔推薦電工基礎(chǔ)第二版-全部-教案課題1－1電路1－2電流

教學(xué)目標(biāo)1．路的組成及其作用，電路的三種基本狀態(tài)。

2．明白電流產(chǎn)生的條件和電流的概念，掌握電流的計算公式。

教學(xué)重點1．電路各部分的作用及電路的三種狀態(tài)。

2．電流的計算公式。

教學(xué)難點對電路的三種狀態(tài)的明白。

第一節(jié)電路

一、電路的組成

1．電路：由電源、用電器、導(dǎo)線和開關(guān)等組成的閉合回路。

2．電路的組成：電源、用電器、導(dǎo)線、開關(guān)（畫圖說解）。

(1)電源：把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。如：干電池、蓄電池等。

(2)用電器：把電能轉(zhuǎn)變成其他形式能量的裝置，常稱為電源負(fù)載。如電燈等。

(3)導(dǎo)線：連接電源與用電器的金屬線。作用：把電源產(chǎn)生的電能輸送到用電器。

(4)開關(guān)：起到把用電器與電源接通或斷開的作用。

二、電路的狀態(tài)（畫圖講明）

1．通路（閉路）：電路各部分連接成閉合回路，有電流經(jīng)過。

2．開路（斷路）：電路斷開，電路中無電流經(jīng)過。

3．短路（捷路）：電源兩端的導(dǎo)線直截了當(dāng)相連。短路時電流非常大，會損壞電源和導(dǎo)線，應(yīng)盡可能幸免。

三、電路圖

1．電路圖：用規(guī)定的圖形符號表示電路連接事情的圖。

2．幾種常用的標(biāo)準(zhǔn)圖形符號。

第二節(jié)電流

一、電流的形成

1．電流：電荷的定向挪移形成電流。（提咨詢）

2．在導(dǎo)體中形成電流的條件

(1)要有自由電荷。

(2)必須使導(dǎo)體兩端保持一定的電壓（電位差）。

二、電流

1．電流的大小等于經(jīng)過導(dǎo)體橫截面的電荷量與經(jīng)過這些電荷量所用時刻的比值。

q

I=

t

2．單位：1A=1C/s；1mA=10-3A；1μA=10-6A

3．電流的方向

實際方向—規(guī)定：正電荷定向挪移的方向為電流的方向。

提咨詢：金屬導(dǎo)體、電解液中的電流方向怎么？

參考方向：任意假定。

4．直流電：電流方向和強(qiáng)弱都別隨時刻而改變的電流。（畫圖講明練習(xí)習(xí)題（《電工基礎(chǔ)》第2版周紹敏主編）

1．是非題(1)～(3)

小結(jié)1．電路的組成及其作用。

2．電路的三種工作狀態(tài)。

3．形成電流的條件。

4．電流的大小和方向。

5．直流電的概念。

布置作業(yè)習(xí)題（《電工基礎(chǔ)》第2版周紹敏主編）

1．挑選題(1)、(2)。

2．填空題(1)～(3)。

課題1－3電阻

1－4部分電路歐姆定律

教學(xué)目標(biāo)1．了解電阻的概念和電阻與溫度的關(guān)系，掌握電阻定律。

2．熟練掌握歐姆定律

教學(xué)重點1．電阻定律。

2．歐姆定律。

教學(xué)難點R與U、I無關(guān)。

溫度對導(dǎo)體電阻的妨礙。

第三節(jié)電阻

一、電阻

1．導(dǎo)體對電流所呈現(xiàn)出的阻礙作用。別僅金屬導(dǎo)體有電阻，其他物體也有電阻。

2．導(dǎo)體電阻是由它本身的物理條件決定的。

例：金屬導(dǎo)體，它的電阻由它的長短、粗細(xì)、材料的性質(zhì)和溫度決定。

3．電阻定律：在保持溫度別變的條件下，導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體的長度成正比，跟導(dǎo)體的橫截面積成反比，并與導(dǎo)體的材料性質(zhì)有關(guān)。

R=ρS

l式中：ρ－導(dǎo)體的電阻率。它與導(dǎo)體的幾何形狀無關(guān)，而與導(dǎo)體材料的性質(zhì)和導(dǎo)體所處的條件有關(guān)（如溫度）。

單位：R－歐姆（Ω）；l－米（m）；S－平方米（m2）；ρ－歐?米（Ω?m）。

4．(1)閱讀P6表1-1，得出結(jié)論。

(2)結(jié)論：電阻率的大小反映材料導(dǎo)電性能的好壞，電阻率愈大，導(dǎo)電性能愈差。

導(dǎo)體：ρ＜10-6Ω?m

絕緣體：ρ＞107Ω?m

半導(dǎo)體：10-6Ω?m＜ρ＜107Ω?m

(3)舉例講明別同導(dǎo)電性能的物質(zhì)用途別同。

二、電阻與溫度的關(guān)系

1．溫度對導(dǎo)體電阻的妨礙：

(1)溫度升高，自由電子挪移受到的阻礙增加；

(2)溫度升高，使物質(zhì)中帶電質(zhì)點數(shù)目增多，更易導(dǎo)電。隨著溫度的升高，導(dǎo)體的電阻是增大依然減小，看哪一種因素的作用占要緊地位。

2．普通金屬導(dǎo)體，溫度升高，其電阻增大。少數(shù)合金電阻，幾乎別受溫度妨礙，用于創(chuàng)造標(biāo)準(zhǔn)電阻器。超導(dǎo)現(xiàn)象：在極低溫（接近于熱力學(xué)零度）狀態(tài)下，有點金屬（一些合金和金屬的化合物）電阻忽然變?yōu)榱?，這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象。

3．電阻的溫度系數(shù)：溫度每升高1οC時，電阻所變動的數(shù)值與原來電阻值的比。若溫度為t1時，導(dǎo)體電阻為R1，溫度為t2時，導(dǎo)體電阻為R2，則

α=)

(12112ttRRR--即

R2=R1[1+α(t2-t1)]

例1：一漆包線（銅線）繞成的線圈，15οC時阻值為20Ω，咨詢30οC時此線圈的阻值R為多少？

例2：習(xí)題（《電工基礎(chǔ)》第2版周紹敏主編）

4.計算題(3)。

第四節(jié)歐姆定律

一、歐姆定律

1．內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流與它兩端的電壓成正比，與它的電阻成反比。

I=

R

U2．單位：U－伏特（V）；I－安培（A）；R－歐姆（Ω）。

注：

(1)R、U、I須屬于同一段電路；

(2)雖R=R

U，但絕別能以為R是由U、I決定的；(3)適用條件：適用于金屬或電解液。

例3：給一導(dǎo)體通電，當(dāng)電壓為20V時，電流為0.2A，咨詢電壓為30V時，電流為多大？電流增至1.2A時，導(dǎo)體兩端的電壓多大？當(dāng)電壓減為零時，導(dǎo)體的電阻多大？

二、伏安特性曲線

1．定義：以電壓為橫坐標(biāo)，電流為縱坐標(biāo)，可畫出電阻的U－I關(guān)系曲線，叫電阻元件的伏安特性曲線。

2．線性電阻：電阻元件的伏安特性曲線是直線。

K=UI；R=RU=K

13．非線性電阻：若電阻元件的伏安特性曲線別是直線，例：二極管。

練習(xí)習(xí)題（《電工基礎(chǔ)》第2版周紹敏主編）

1．是非題(4)～(7)。

2．挑選題(3)、(4)。

小結(jié)1．電阻定律的內(nèi)容；電阻與溫度的關(guān)系。

2．部分電路歐姆定律的內(nèi)容。

3．伏安特性曲線

布置作業(yè)習(xí)題（《電工基礎(chǔ)》第2版周紹敏主編）

3．填充題(5)。

4．咨詢答與計算題(2)、(4)、(5)、(6)。

課題1－5電能和電功率

教學(xué)目標(biāo)1．明白電能和電功率的概念。

2．掌握焦耳定律以及電能、電功率的計算。

教學(xué)重點1．焦耳定律以及電能、電功率的計算。

2．實際功率的計算。

3．額定功率與實際功率的關(guān)系。

教學(xué)難點額定功率與實際功率的關(guān)系。

課前復(fù)習(xí)電阻定律和部分電路歐姆定律。

第五節(jié)電能和電功率

一、電能

1．設(shè)導(dǎo)體兩端電壓為U，經(jīng)過導(dǎo)體橫截面的電量為q，電場力所做的功為：W=qU而q=It，因此

W=UIt

單位：W－焦耳（J）；U－伏特（V）；I－安培（A）；t－秒（s）。

1度=hkW1?=3.6?106J

2．電場力所做的功即電路所消耗的電能W=UIt。

3．電流做功的過程實際上是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程。

二、電功率

1．在一段時刻內(nèi)，電路產(chǎn)生或消耗的電能與時刻的比值。

P=t

W或

P=UI

單位：P－瓦特（W）。

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2．額定功率、額定電壓：用電器上標(biāo)明的電功率和電壓，叫用電器的額定功率和額定電壓。若給用電器加上額定電壓，它的功率算是額定功率，此刻用電器正常工作。若加在它上面的電壓改變，則它的實際功率也改變。

例1：有一220V/60W的白熾燈接在220V的供電線路上，它消耗的功率為多大？若加在它兩端的電壓為110V，它消耗的功率為多少？（別思考溫度對電阻的妨礙）

例2：P8例題。

三、焦耳定律

1．電流的熱效應(yīng)

2．焦耳定律：電流經(jīng)過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，跟電流的平方、導(dǎo)體的電阻和通電時刻成正比。

Q=I2Rt

3．單位：Q－焦耳（J）；I－安培（A）；R－歐姆（Ω）；t－秒（s）

練習(xí)1．一只220V/40W的白熾燈正常發(fā)光時，它的燈絲電阻是多少？

當(dāng)它接在110V的電路上，它的實際功率是多少？（別思考溫度對電

阻的妨礙）

2．習(xí)題（《電工基礎(chǔ)》第2版周紹敏主編）

1.是非題（8）～（10）；挑選題（6）～（8）。

小結(jié)1．電能和電功的計算。

2．額定電壓和額定功率的概念。

3．焦耳定律的內(nèi)容。

布置作業(yè)習(xí)題（《電工基礎(chǔ)》第2版周紹敏主編）

3.填充題（6）～（8）；4.咨詢答與計算題（7）、（8）。

課題2－1閉合電路的歐姆定律

教學(xué)目標(biāo)1．明白電動勢、端電壓的概念。

2．熟練掌握閉合電路的歐姆定律。

3．掌握電源輸出功率與外電阻的關(guān)系。

教學(xué)重點1．閉合電路的歐姆定律。

2．電源輸出功率與外電阻的關(guān)系。

教學(xué)難點閉合電路的歐姆定律。

第一節(jié)閉合電路的歐姆定律

一、電動勢

1．電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓。用符號E表示。

2．單位：伏特（V）

注意點：

(1)電動勢由電源本身決定，與外電路無關(guān)。

(2）電動勢的規(guī)定方向：自負(fù)極經(jīng)過電源內(nèi)部到正極的方向。

二、閉合電路的歐姆定律

1．復(fù)習(xí)部分電路的歐姆定律

U

I=

R

2．閉合電路歐姆定律的推導(dǎo)

(1)電路

(2)推導(dǎo)

設(shè)t時刻內(nèi)有電荷量q經(jīng)過閉合電路的橫截面。電源內(nèi)部，非靜電力把q從負(fù)極移到正極所做的功W=Eq=EIt，電流經(jīng)過R和R0時電能轉(zhuǎn)化為熱能

Q=I2Rt+I2R0t

因為

W=Q

因此

EIt=I2Rt+I2R0t

E=IR+IR0或I=0

RRE+(3）閉合電路歐姆定律

閉合電路內(nèi)的電流，與電源電動勢成正比，與整個電路的電阻成反比。其中，外電路上的電壓落（端電壓）

U=IR=E-IR0

內(nèi)電路上的電壓落

U'=IR0

電動勢等于內(nèi)、外電路壓落之和

E=IR+IR0=U+U'

例1：如上圖，若電動勢E=24V，內(nèi)阻R0=4Ω，負(fù)載電阻R=20Ω，試求：（1）電路中的電流；（2）電源的端電壓；（3）負(fù)載上的電壓落；（4）電源內(nèi)阻上的電壓落。

例2：電源電動勢為1.5V，內(nèi)電阻為0.12Ω，外電路電阻為1.38Ω，求電路中的電流和端電壓。

例3：電動勢為3.6V的電源，與8Ω的電阻接成閉合電路，電源兩極間的電壓為3.2V，求電源的內(nèi)電阻。

三、端電壓

1．電動勢與外電路電阻的變化無關(guān)，但電源端電壓隨負(fù)載變化，隨著外電阻的增加端電壓增加，隨著外電阻的減少端電壓減小。

證明：I=0

RRE+當(dāng)R增加時，（R+R0）增加，電流I減小，U=E-IR0增加；同理可證，當(dāng)R減小時，U也減小。

2．兩種特例：

（1）當(dāng)外電路斷開時，R趨向于無窮大。

I=0

U=E-IR0=E

即

U=E

應(yīng)用：可用電壓表粗略地測定電源的電動勢

（2）當(dāng)外電路短路時，R趨近于零，I=

RRE+趨向于無窮大，U趨近于零。短路時電流非常大，會燒壞電源，引起火災(zāi)，決別允許將導(dǎo)線或電流表直截了當(dāng)接到電源上，防止短路。

應(yīng)用：測量電動勢和電源內(nèi)阻。

例4：例1（《電工基礎(chǔ)》第2版周紹敏主編）。

例5：有一簡單閉合電路，當(dāng)外電阻加倍時，經(jīng)過的電流減為原來的2/3，求內(nèi)阻與外阻的比值。

四、電源向負(fù)載輸出的功率

1．P電源=IE；P負(fù)載=IU；P內(nèi)阻=I2R0；U=E-IR0

同乘以I，得

UI=IE-I2R0

IE=IU+I2R0

P電源=P負(fù)載+P內(nèi)阻

在何時電源的輸出功率最大？設(shè)負(fù)載為純電阻當(dāng)R=R0時，

Pmax=0

2

4RE這時稱負(fù)載與電源匹配。

2．電源輸出功率P與負(fù)載電阻R的變化關(guān)系曲線

3．注意：當(dāng)R=RO時，電源輸出功率最大，但此刻電源的效率僅為50%。

練習(xí)習(xí)題（《電工基礎(chǔ)》第2版周紹敏主編）

1．是非題(1)、(2)。

2．挑選題(1)、(2)。

小結(jié)1．電源電動勢的大小和方向。

2．閉合電路的歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式。

3．端電壓的概念；外電阻增大和減小時，端電壓的變化。

4．電源輸出功率最大的條件，這時的輸出效率。

布置作業(yè)習(xí)題（《電工基礎(chǔ)》第2版周紹敏主編）

3．填充題（1）、（2）。

4．咨詢答與計算題（1）、（2）。

課題2－2電池組

教學(xué)目標(biāo)掌握串、并聯(lián)電池組的特點。

教學(xué)重點串、并聯(lián)電池組電動勢、內(nèi)阻的計算。

教學(xué)難點混聯(lián)電池組的計算

課前復(fù)習(xí)：

1．閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式。

2．端電壓隨外電阻的變化規(guī)律。

3．電源輸出最大功率的條件。

第二節(jié)電池組

一具電池所能提供的電壓不可能超過它的電動勢，輸出的電流有一具最大限度，超出那個極限，電源就要損壞。關(guān)于要求較高電壓或較大電流的場合，就要用到多個電池的串聯(lián)和并聯(lián)及混聯(lián)。

一、電池的串聯(lián)

1．當(dāng)負(fù)載需要較高電壓時，可使用串聯(lián)電池組供電。設(shè)串聯(lián)電池組n個電

動勢為E，內(nèi)阻為R0的電池組成，則：

E串=nE

r串=nR0

2．特點：

(1)電動勢等于單個電池電動勢之和。

(2)內(nèi)阻等于單個電池內(nèi)電阻之和。

3．注：用電器的額定電流必須小于單個電池允許經(jīng)過的最大電流。

二、電池的并聯(lián)

1．當(dāng)負(fù)載需要較大電流時，可使用并聯(lián)電池組供電。設(shè)并聯(lián)電池組n個電

動勢為E，內(nèi)阻為R0的電池組成，則

E并=E；R0并=n

R02．特點：

(1)電動勢等于單個電池的電動勢。

(2)內(nèi)阻等于單個電池內(nèi)阻的n

1。3．注：用電器的額定電壓必須低于單個電池的電動勢。

三、電池的混聯(lián)

1．當(dāng)單個電池的電動勢和允許經(jīng)過的最大電流都小于用電器額定電壓和額定電流時，可采納混聯(lián)電池組供電。

例1：有3個電池串聯(lián)，若每個電池的電動勢E=1.5V，內(nèi)阻R0=0.2Ω，求串聯(lián)電池組的電動勢和內(nèi)阻。

例2：有5個相同的電池，每個電池的E=1.5V，R0=0.02Ω，將它們串聯(lián)后,外接電阻為2.4Ω，求電路的電流及每個電池兩端的電壓。

小結(jié)1．串并聯(lián)電池組的電動勢和內(nèi)電阻。

2．在啥事情下使用串聯(lián)電池組？在啥事情下使用并聯(lián)電池組？

布置作業(yè)習(xí)題（《電工基礎(chǔ)》第2版周紹敏主編）

3．填充題（3）、（4）。

4．咨詢答與計算題（3）、（4）。

課題2－3電阻的串聯(lián)

教學(xué)目標(biāo)1．熟練掌握電阻串聯(lián)的性質(zhì)和作用。

2．明白串聯(lián)分壓和功率分配的原理。

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新課3．掌握電壓表擴(kuò)大量程的辦法和計算。

教學(xué)重點1．電阻串聯(lián)的性質(zhì)和作用。

2．電壓表擴(kuò)大量程的辦法和計算。

教學(xué)難點多量程電壓表分壓電阻的計算。

課前復(fù)習(xí)

1．串、并聯(lián)電池組的電動勢和內(nèi)電阻的計算。

2．串、并聯(lián)電池組的應(yīng)用場合。

第三節(jié)電阻的串聯(lián)

一、定義

（1）電阻的串聯(lián)——把兩個或兩個以上的電阻依次連接起來，使電流惟獨一條通路。

（2）特點

①電路中電流處處相等。

②電路總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和。

二、重要性質(zhì)

1．總電阻

U=IR；U1=IR1；U2=IR2；???；Un=IRn

U=U1+U2+U3+???+Un

IR=IR1+IR2+IR3+???+Rn

R=R1+R2+R3+???+Rn

結(jié)論：串聯(lián)電路的總電阻等于各個電阻之和。

2．電壓分配

I=11RU；I=22RU；I=33RU；???；I=n

nRU11RU=22RU=33RU=???=n

nRU=I結(jié)論：串聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓與它的阻值成正比。

若兩個電阻串聯(lián)，則

U1=IR1；U2=IR2；I=2

1RRU+U1=211RRR+U；U2=2

12RRR+U3．功率分配

P=IU=I2R

P1=I2R1；P2=I2R2；P3=I2R3；???；Pn=I2Rn

11RP=22RP=33RP=???=n

nRP結(jié)論：串聯(lián)電路中各電阻消耗的功率與它的阻值成正比。

例1：有４個電阻串聯(lián)，其中R1=20Ω，R2=15Ω，R3=10Ω，R4=10Ω，接在110V的電壓上。求

（1）電路的總電阻及電流；（2）R1電阻上的電壓。

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新課例2：例1（《電工基礎(chǔ)》第2版周紹敏主編）。

例3：