比賽教案復(fù)雜直流電路

教案首頁課題序號6授課時(shí)間××年××月××日授課課時(shí)4授課班級××班單元名稱復(fù)雜直流電路任務(wù)名稱基爾霍夫定律及支路電流法教材名稱、出版單位及主編電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能高等教育出版社周紹敏主編教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：1.理解常用電路名詞的含義。2.掌握基爾霍夫定律。能力目標(biāo)：1.能使用萬用表測量電路中各支路電流值及各段電路的電壓值。2.能運(yùn)用基爾霍夫定律列（支路電流法）分析計(jì)算復(fù)雜直流電路。情感目標(biāo)：1.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)復(fù)雜直流電路的興趣。2.在實(shí)訓(xùn)操作過程中體驗(yàn)動手的樂趣，成功的喜悅。教學(xué)重點(diǎn)基爾霍夫定律支路電流法教學(xué)難點(diǎn)基爾霍夫定律內(nèi)容安排第一節(jié)基爾霍夫定律3課時(shí)第二節(jié)支路電流法1課時(shí)教學(xué)策略理實(shí)一體，任務(wù)驅(qū)動，小組討論教學(xué)資源萬用表、面包板、電池、電阻若干、導(dǎo)線若干、電腦、投影儀、課外教材布置作業(yè)（一）P56-58是非題：1～4；選擇題：1～6；填空題：1～6；問答與計(jì)算題：1～2。（二）補(bǔ)充題：2題教學(xué)反思優(yōu)點(diǎn)：課堂內(nèi)容安排緊湊，學(xué)生參與度高，電路搭接、元器件的識讀、萬用表的使用的能力得到了提高。不足：有部分學(xué)生人云亦云，依賴組內(nèi)其他同學(xué)，動手不積極。針對不足再設(shè)計(jì)：任務(wù)細(xì)化，具體明確每位同學(xué)的工作任務(wù)。

授課主要內(nèi)容或板書設(shè)計(jì)第三章復(fù)雜直流電路第一節(jié)基爾霍夫定律一、常用電路名詞1.支路：由一個或幾個元件首尾相接構(gòu)成的無分支電路。在同一支路內(nèi)，流過所有元件的電流相等。2.節(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的聯(lián)接匯聚的點(diǎn)。3.回路：電路中任一閉合的路徑。4.網(wǎng)孔：不含有分支的閉合回路。5.網(wǎng)絡(luò)：在電路分析范圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)是指包含較多元件的電路。二、基爾霍夫節(jié)點(diǎn)電流定律1.節(jié)點(diǎn)電流定律(KCL)內(nèi)容（1）電流定律的第一種表述：在任何時(shí)刻，電路中流入任一節(jié)點(diǎn)中的電流之和，恒等于從該節(jié)點(diǎn)流出的電流之和，即。（2）電流定律的第二種表述：在任何時(shí)刻，電路中任一節(jié)點(diǎn)上的各支路電流代數(shù)和恒等于零，即。2.KCL的應(yīng)用舉例三、基夫爾霍電壓定律(回路電壓定律)1.電壓定律(KVL)內(nèi)容（1）電壓定律的第一種表述：。（2）電壓定律的第二種表述：對于電阻電路來說，任何時(shí)刻，在任一閉合回路中，各段電阻上的電壓降代數(shù)和等于各電源電動勢的代數(shù)和，即2.利用RI=E列回路電壓方程的原則①標(biāo)出各支路電流的參考方向并選擇回路繞行方向(既可沿著順時(shí)針方向繞行，也可沿著逆時(shí)針方向繞行)；②電阻元件的端電壓為±RI，當(dāng)電流I的參考方向與回路繞行方向一致時(shí)，選取“+”號；反之，選取“”號；③電源電動勢為E，當(dāng)電源電動勢的標(biāo)定方向與回路繞行方向一致時(shí)，選取“+”號，反之應(yīng)選取“”號。第二節(jié)支路電流法一、支路電流法：以各支路電流為未知量，應(yīng)用基爾霍夫定律列出節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程，解出各支路電流，從而可確定各支路(或各元件)的電壓及功率，這種解決電路問題的方法叫做支路電流法。二、支路電流法的解題步驟：1.假定各支路電流的方向和回路方向。2.用基爾霍夫節(jié)點(diǎn)電流定律列出節(jié)點(diǎn)電流方程式。3.用基爾霍夫電壓定律列出回路電壓方程式。4.代入已知數(shù)據(jù)，解方程，求出各支路的電流。5.確定各支路電流的實(shí)際方向。課堂教學(xué)安排教學(xué)過程主要教學(xué)內(nèi)容學(xué)生活動教師活動導(dǎo)入新課講授新課課堂小結(jié)布置作業(yè)教學(xué)反思觀察以下兩張電路,比較其本質(zhì)的區(qū)別。baba結(jié)論：a圖通過電阻等效后可以直接用歐姆定律來求解，是簡單直流電路；而b圖不能直接用歐姆定律來求解，是復(fù)雜直流電路。第一節(jié)基爾霍夫定律一、常用電路名詞以圖3-1所示電路為例說明常用電路名詞。圖3-1常用電路名詞的說明1.支路：由一個或幾個元件首尾相接構(gòu)成的無分支電路。在同一支路內(nèi)，流過所有元件的電流相等。如圖3-1電路中的ED、AB、FC均為支路，該電路的支路數(shù)目為b=3。2.節(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的聯(lián)接匯聚的點(diǎn)。如圖3-1電路的節(jié)點(diǎn)為A、B兩點(diǎn)，該電路的節(jié)點(diǎn)數(shù)目為n=2。3.回路：電路中任一閉合的路徑。如圖3-1電路中的CDEFC、AFCBA、EABDE路徑均為回路，該電路的回路數(shù)目為l=3。4.網(wǎng)孔：不含有分支的閉合回路。如圖3-1電路中的AFCBA、EABDE回路均為網(wǎng)孔，該電路的網(wǎng)孔數(shù)目為m=2。二、基爾霍夫節(jié)點(diǎn)電流定律I1I2I3節(jié)點(diǎn)a上的電流代數(shù)和1.節(jié)點(diǎn)電流定律(KCL)內(nèi)容（1）電流定律的第一種表述：在任何時(shí)刻，電路中流入任一節(jié)點(diǎn)中的電流之和，恒等于從該節(jié)點(diǎn)流出的電流之和，即（根據(jù)節(jié)點(diǎn)電流定律所列出的方程即為節(jié)點(diǎn)電流方程）例：圖3-2中，在節(jié)點(diǎn)A上：I1I3=I2I4I5圖3-2（2）電流定律的第二種表述：在任何時(shí)刻，電路中任一節(jié)點(diǎn)上的各支路電流代數(shù)和恒等于零，即一般可在流入節(jié)點(diǎn)的電流前面取“+”號，在流出節(jié)點(diǎn)的電流前面取“”號，反之亦可。圖3-2中，在節(jié)點(diǎn)A上：I1I2+I3I4I5=0。注意：在使用電流定律時(shí)的注意事項(xiàng)。①對于含有n個節(jié)點(diǎn)的電路，只能列出(n1)個獨(dú)立的電流方程。②列節(jié)點(diǎn)電流方程時(shí)，只需考慮電流的參考方向，然后再代入電流的數(shù)值。為分析電路的方便，通常需要在所研究的一段電路中事先選定(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。電流的實(shí)際方向可根據(jù)數(shù)值的正、負(fù)來判斷，當(dāng)I>0時(shí)，表明電流的實(shí)際方向與所標(biāo)定的參考方向一致；當(dāng)I<0時(shí)，則表明電流的實(shí)際方向與所標(biāo)定的參考方向相反。2.KCL的應(yīng)用舉例(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3-3中，對于封閉面S來說，有I1+I2=I3。圖3-3(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3-4中，流入電路B中的電流必等于從該電路中流出的電流。圖3-4(3)若兩個網(wǎng)絡(luò)之間只有一根導(dǎo)線相連，那么這根導(dǎo)線中一定沒有電流通過。(4)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。例1：如圖3-5所示電橋電路，已知I1=25mA，I3=16mA，I4=12A，試求其余電阻中的電流I2、I5、I6。圖3-5解：在節(jié)點(diǎn)a上：I1=I2+I3，則I2=I1I3=2516=9mA在節(jié)點(diǎn)d上：I1=I4+I5，則I5=I1I4=2512=13mA在節(jié)點(diǎn)b上：I2=I6+I5，則I6=I2I5=913=4mA電流I2與I5均為正數(shù)，表明它們的實(shí)際方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相同，I6為負(fù)數(shù)，表明它的實(shí)際方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相反。三、基夫爾霍電壓定律(回路電壓定律)UabUbdUdcUcaUadU1U21.電壓定律(KVL)內(nèi)容（1）電壓定律的第一種表述：。（根據(jù)回路電壓定律所列出的方程即為回路電壓方程）例：以圖3-6電路說明基夫爾霍電壓定律。圖3-6沿著回路abcdea繞行方向，有：Uac=Uab+Ubc=R1I1+E1，Uce=Ucd+Ude=R2I2E2，Uea=R3I3則Uac+Uce+Uea=0即R1I1+E1R2I2E2+R3I3=0上式也可寫成R1I1R2I2+R3I3=E1+E2（2）電壓定律的第二種表述：對于電阻電路來說，任何時(shí)刻，在任一閉合回路中，各段電阻上的電壓降代數(shù)和等于各電源電動勢的代數(shù)和，即2.利用RI=E列回路電壓方程的原則①標(biāo)出各支路電流的參考方向并選擇回路繞行方向(既可沿著順時(shí)針方向繞行，也可沿著逆時(shí)針方向繞行)；②電阻元件的端電壓為±RI，當(dāng)電流I的參考方向與回路繞行方向一致時(shí)，選取“+”號；反之，選取“”號；③電源電動勢為E，當(dāng)電源電動勢的標(biāo)定方向與回路繞行方向一致時(shí)，選取“+”號，反之應(yīng)選取“”號。第二節(jié)支路電流法一、支路電流法：以各支路電流為未知量，應(yīng)用基爾霍夫定律列出節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程，解出各支路電流，從而可確定各支路(或各元件)的電壓及功率，這種解決電路問題的方法叫做支路電流法。例：如圖3-7所示電路，已知E1=42V，E2=21V，R1=12W，R2=3W，R3=6W，試求：各支路電流I1、I2、I3。圖3-7解解：(1)I1=I2+I3(任一節(jié)點(diǎn))(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=4A，I2=5A，I3=-1A。電流I1與I2均為正數(shù)，表明它們的實(shí)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(shí)際方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相反。二、支路電流法的解題步驟：1.假定各支路電流的方向和回路方向，回路可以任意假設(shè)對于兩個以上電動勢的回路，通常取值較大的電動勢方向?yàn)榛芈贩较?，電流方向也可參照此法設(shè)定。2.用基爾霍夫節(jié)點(diǎn)電流定律列出節(jié)點(diǎn)電流方程式。對于一個具有b條支路、n個節(jié)點(diǎn)（b>n）的復(fù)雜直流電路，需列出b個方程式來聯(lián)立求解。由于n個節(jié)點(diǎn)可列出(n-1)個節(jié)點(diǎn)電流方程，所以還需列出b-(n-1)個方程，可由基爾霍夫回路電壓方程來補(bǔ)足。3.用基爾霍夫電壓定律列出回路電壓方程式。4.代入已知數(shù)據(jù)，解方程，求出各支路的電流。5.確定各支路電流的實(shí)際方向。例：如圖所示電路，已知E1=17V，E2=17V，R1=2，R2=1，R3=5，試應(yīng)用支路電流法求各支路電流I1、I2、I3。解：I1+I2=I3R1I1-R2I2+E2-E1=0R3I3+R2I2-E2=0代入數(shù)據(jù)求解：I1+I2=I32I1-I2+17-17=05I3+I2-17=0解得：I1=1AI2=2I3=31.基爾霍夫定律。2.支路電流法以及其解題步驟。3.對學(xué)生完成任務(wù)情況評價(jià)。（附：項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)評價(jià)表）見教案首頁見教案首頁觀察電路，分組討論。對照電路，理解支路、節(jié)點(diǎn)、回路等名詞的意義。按左圖所示，連接電路，分別測量3條支路中的電流值，并記錄在表格中，求出a節(jié)點(diǎn)上電流的代數(shù)和。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出正確的結(jié)論。分析圖3-2中A節(jié)點(diǎn)上各電流之間的關(guān)系，依據(jù)KCL列出節(jié)點(diǎn)電流方程。將I1I3=I2I4I5式中等式右邊的量移到左邊。得出節(jié)點(diǎn)電流定律的第二種表述方式。分組討論。發(fā)散思維。學(xué)生獨(dú)立完成該題。按左圖所示，連接電路，分別測量各段電路的電壓值，并記錄在表格，求出兩個回路中的電壓代數(shù)和，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出正確的結(jié)論。分析圖3-6中A節(jié)點(diǎn)上各電流各段電壓之間的關(guān)系，依據(jù)KVL列出回路電壓方程。將電阻壓降和電動勢壓降分別列寫到等式的兩邊。分析：該電路支路數(shù)b=3、節(jié)點(diǎn)數(shù)n=2，所以應(yīng)列出1個節(jié)點(diǎn)電流方程和2個回路電壓方程。通過上述例題，分組討論總結(jié)運(yùn)用支路電流法分析計(jì)算復(fù)雜直流電路的解題步驟。獨(dú)立完成該題。提出問題，導(dǎo)入復(fù)雜直流電路。通過電路，解釋各名詞的含義，尤其要強(qiáng)調(diào)“節(jié)點(diǎn)”，同電位點(diǎn)是同一節(jié)點(diǎn)（可以通過兩個不同電路來比較說明）。巡回指導(dǎo)學(xué)生完成電路的連接和數(shù)據(jù)的測量，并引導(dǎo)學(xué)生得出基爾霍夫節(jié)點(diǎn)電流定律?！皽毓手隆彪娏髦登暗恼?fù)號表示電流的方向，若流入為“+”流出即為“-”。參與小組討論，給予指導(dǎo)。引導(dǎo)。巡回指導(dǎo)。巡回指導(dǎo)學(xué)生完成電路的連接和數(shù)據(jù)的測量，并引導(dǎo)學(xué)生得出基爾霍夫回路電壓定律。強(qiáng)調(diào)電流方向、電壓方向、電動勢方向和路徑方向之間的關(guān)系。引導(dǎo)學(xué)生得出電壓定律的第二種表述方式。引導(dǎo)：3條支路，3個未知量，需要3個方程。巡回指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生得出正確結(jié)論，尤其強(qiáng)調(diào)要注意電壓、電流的方向。巡回指導(dǎo)。項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)評價(jià)表班級姓名得分項(xiàng)目考核內(nèi)容配分評分標(biāo)準(zhǔn)扣分KCL和KVL的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1.在面包板上正確搭接電路。2.電路工作正常。301.不能正確搭接電路，扣5～