基尔霍夫定律教案.doc

课题：基尔霍夫定律教学目的及其目标：一、知识目标： 1、理解支路、节点、回路、网孔等基本概念2、掌握基尔霍夫定律内容及表达式3、应用基尔霍夫定律进行计算二、情感目标：在学习过程中学会合作，形成竞争意识，养成严谨求实的科学态度三、能力目标：1、培养实际操作能力及独立思考、钻研、探究新知识的能力2、培养学生分析比较及总结归纳的能力教学重点、难点：教学重点：基尔霍夫定律内容及表达式教学难点：基尔霍夫定律应用教学方法：讲授法、讨论法教具：黑板、粉笔、多媒体教学过程：一、 复习提问1、电阻串联、并联电路的特点？ 2、电压降与电动势正方向的规定？对课前预习内容的提问，帮助学生复习电阻串、并联电路的特点及电压降与电动势正方向的规定。为本课题教学做好铺垫。二、 新课导入前面我们学习了运用欧姆定律及电阻串、并联能进行化简、计算的直流电路。这种电路称为简单电路；但有些电路是不能单纯用欧姆定律和电阻的串、并联关系求解的，这些电路称为复杂电路。下面以给出两个电路图为例，请学生分析两电路的不同之处，从而导入新课：图（1） 图（2）结论：图（1）有且仅有一条有源支路，可以用电阻的串并联关系进行化简，是简单电路；解答简单电路的方法是欧姆定律。图（2）有两条有源支路，不能用电阻的串并联关系进行化简，是复杂电路；解答复杂电路的方法是基尔霍夫定律。三、 新课讲授1、 进入多媒体课件，以下图为例讲解几个基本概念：2、3、4、5、6、7、8、9、得出：1 支路：由一个或几个元件首尾相接组成的无分支电路。图中共有5条支路，支路电流分别标于图中。2 节点：三条或三条以上支路的连接点。图中共有a、b、c三个节点。3 回路：电路中任何一个闭合路径。图中共有6个回路。 4 网孔：中间无任何支路穿过的回路。网孔是最简单的回路，或是不可再分的回路。（请问上图电路中共有几个网孔呢？）图中最简单的回路aR1R2a,aR2R4ba,bR4R5b三个是网孔。2、基尔霍夫第一定律（电流定律） 内容：在任一瞬间，对电路中的任一节点，流进某一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和。 公式： 定律讨论的对象：节点电流（故基尔霍夫第一定律又称为节点电流定律）例1请指出左图电路中有几条支路，并用基尔霍夫第一定律列出下节点电流方程。老师在肯定学生回答后，板书：I1 +I3=I2 +I4 +I5移项后得：I1 +I3 -I2 -I4 -I5 =0 上式表明：若规定流入节点的电流以为“”，流出节点的电流为“”，则节点电流定律又可叙述为：在任一瞬间通过电路中任一节点，流入（或流出）该节点电流的代数和恒等于零。即可得节点电流定律的第二种表述： 即：3、基尔霍夫第一定律的应用： 例2已知I1 = 25 mA，I3 = 16 mA，I4 = 12 mA，试求其余电阻中的电流I2、I5、I6 解：节点a：I1=I2+I3 则I2=I1-I3=25 -16=9mA 节点d：I1=I4+I5 则I5=I1-I4=25 -12=13mA节点b：I2=I6+I5 则I6=I2 -I5= 9 -13= -4mA参考方向：任意假定的方向。若计算结果为正值，表明该矢量的实际方向与参考方向相同；计算结果为负值，表明该矢量的实际方向与参考方向相反。4、基尔霍夫第一定律的推广：节点电流不仅适用于节点，还可推广于任意假设的封闭面来说,它仍然成立。下图电路中闭合面所包围的是一个三角形电路，有三个节点。电流定律的推广应用应用基尔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：流入此闭合曲面的电流恒等于流出该曲面的电流。5、基尔霍夫第二定律（回路电压定律）（1）内容：在任一瞬间，对任一闭合回路，沿回路绕行方向上各段电压代数和恒等于零。（2）公式：（3）定律讨论的对象：回路上的电压（故基尔霍夫第二定律又称为回路电压定律）（4）通过对下列问题的讲解，归纳出利用SU = 0 列回路电压方程的方法【讨论】请用基尔霍夫第二定律列出下图回路电压方程。列回路电压方程的方法：（a）任意选定未知电流的参考方向（如上图所示）；（b）任意选定回路的绕行方向；（c）确定电阻电压正负（若绕行方向与电流参考方向相同，电阻电压取正值；反之取负值）；（d）确定电源电动势正负（若绕行方向与电动势方向相反，电动势取正值；反之取负值）。综上所述，按标注方向循环一周，根据电压与电流的参考方向可得： Uca+Uad+Udb+Ubc=0即： GB1-I1R1+I2R2-GB2 =0或: GB1-GB2=I1R1-I2R2由此，得出基尔霍夫第二定律的另一种表达形式： 上式表明：在任一回路循环方向中，回路中各电动势的代数和恒等于各电阻上电压降的代数和。6、基尔霍夫第二定律的推广应用： 基尔霍夫第二定律也可以推广应用于不完全由实际元件构成的假想回路。如下图所示由上图可得：= UA - UB - UAB = 0 或： UAB = UA - UB7、利用回路电压定律解题的步骤：、先标定各支路电流的参考方向和回路的绕行方向，原则上可任意标定：一般取电动势或较大的电动势的方向作为支路电流的参考方向和回路的绕行方向。、根据回路电压定律列出回路电压方程式。、求解方程，并根据计算结果确定电压和电流的实际方向【例3】如图所示是两个电源并联对负载供电的电路。 I1 = 4A，I3 = -1 A，R1 = 12 W，R2 = 3 W，R3 = 6 W。求各支路电流 I2和电源电动势E1、E2。解：据节点电流定律可得I3 = I1 + I2可求出 I2 = I3 I1 = -5A在回路E2- R3- R2- E2中，据回路电压定律可得E2 = I2R2+ I3R3可求出 E2 = I2R2+ I3R3= 53 + (-1) 6 = 9V在回路E1- R1- R3- E1中，据回路电压定律可得E1= I1R1 + I2R2 可求出 E1 = I1R1 + I2R2 = 43+（-5）3= - 3V提问、叙述基尔霍夫第一定律的内容，并写出表达式？、叙述基尔霍夫第二定律的内容，并写出表达式？归纳总结（一）本课题学习，重点掌握以下内容：1、理解支路、节点、回路和网孔的定义2、掌握基尔霍夫定律的内容及数学表达式3、理解基尔霍夫定律的推广应用4、掌握利用基尔霍夫定律列方程时，电流参考正方向的理解及电阻电压、电源电动势正负的确定（二）用基尔霍夫定律的解题步骤：、先标定各支路电流的参考方向和回路的绕行方向，原则上可任意标定：一般取电动势或较大的电动势的方向作为支路电流的参考方向和回路的绕行方向。、根据回路电压定律列出回路电压方程式。、求解方程，并根据计算结果确定电压和电流的实际方向通过本节课的学习，我们必须掌握基尔霍夫电流定律的内容及应用，同