电子教案（基尔霍夫定律）.doc

电工基础多媒体CAI课件 电子教案 宁波市职教中心学校 辛艳凌课题： 基尔霍夫定律 教学目标：& 情感目标：培养学生透过实验现象归纳事物本质、将感性认识提升为理论知识的能力& 知识目标：1.理解支路、节点、回路、网孔等基本概念 2.理解基尔霍夫第一、第二定律的内容& 技能目标：1.掌握应用基尔霍夫定律列节点电流方程和回路电压方程的方法2.熟悉电流表的连接方式，强调使用测量仪表的安全性 教学重点：基尔霍夫第一、第二定律 教学难点：& 支路、节点、回路、网孔的理解& 基尔霍夫第一、第二定律的理解和应用& 电流参考方向的理解及电阻电压、电源电动势正负的确定 教学过程:【导入新课】给出两个电路，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，可用电阻的串并联进行化简，是简单电路；解答简单电路的方法是欧姆定律。图（2）有两条及两条以上有源支路，不能用电阻的串并联进行化简，是复杂电路；解答复杂电路的方法是基尔霍夫定律。【新课讲解】1、 进入仿真动画，讲解几个基本概念，通过动画加以理解：（1） 支路：由一个或几个元件首尾相接组成的无分支电路。（问：请同学们仔细观察，流过同一支路的电流有何特点？）结论：同一支路中电流处处相等。（2） 节点：三条或三条以上支路的连接点。（3） 回路：电路中任何一个闭合路径。（4） 网孔：中间无支路穿过的回路。（提示：回路和网孔之间存在什么关系？有什么区别？） 动动脑筋：请问下列电路有几条支路、几个节点、几个回路、几个网孔。答：6条支路4个节点7个回路3个网孔。2、请学生观察实验现象，从实验中得出基尔霍夫第一定律的系列知识：（实验中强调电流表连接的正确性和对各支路电流的观察）（1） 内容：在任一时刻，对电路中的任一节点，流入节电的电流之和等于流出节点的电流之和。（2） 公式：（3） 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）（4） （给出习题，通过习题导出基尔霍夫第一定律的另一种表述：）想一想：请用基尔霍夫第一定律列出下图的节点电流方程。可得： 若规定流入节点的电流为正，流出节点的电流为负，即可得节点电流定律的第二种表述：在任一瞬间通过电路中任一节点的电流代数和恒等于零。 即：（5）基尔霍夫第一定律的应用：【例1】如图所示电桥电路，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（从I6为负值引出参考方向的概念） 参考方向：任意假定的方向。若计算结果为正值，表明电流的实际方向与参考方向相同；计算结果为负值，表明电流的实际方向与参考方向相反。（6）基尔霍夫第一定律的推广：(a)对于电路中任意假设的封闭面来说,节点电流定律仍然成立。如图a中，对于封闭面S来说，有I1 + I2 = I3 。(b)对于电路之间的电流关系，仍然可由节点电流定律判定。如图b中，流入电路B中的电流必等于从该电路中流出的电流。图a 电流定律的推广(1) 图b 电流定律的推广(2) 3、进入实验环节，探讨基尔霍夫第二定律的有关知识：（1） 内容：在任一时刻，对任一闭合回路，沿回路绕行方向上各段电压代数和等于零。（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）想一想：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（如图所示）（b）任意选定回路的绕行方向（假定沿abcda绕行）（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，可得： 即： （由此得出电压定律的另一种表达形式）：在任一闭合回路中，各电阻上的电压代数和等于各电源电动势的代数和。（5） 基尔霍夫第二定律的应用：（请学生分析解题思路）【例2】如图所示电路，已知I1 = 2A，I2 = 1A，I3 = -1 A，R1 = R2 = R3 = 6 W ， E1 = 9V，Uab = 6V，试求：电源电动势E2。解：假设不闭合两端点ab间接有一电阻Rab，它产生的电压为Uab，则此电路构成了一个假想的闭合回路.任意选定绕行方向，据回路电压定律得：I1R1 E1 + E2 I2R2 + I3R3 + Uab = 0解之得，E2 = 3V 结论：回路电压定律可推广用于不闭合的假想回路。【例3】如图所示电路，已知I1 = 4A，I3 = -1 A，R1 = 12 W，R2 = 3 W，R3 = 6 W，试求：支路电流I2和电源电动势E1、E2。解：据节点电流定律可得I1 = I2 + I3可求出 I2 = I1 I3 = 5A在回路E2- R3- R2- E2中，据回路电压定律可得E2 = I2R2 I3R3= 53 (-1) 6 = 21V在回路E1- R1- E2- R2- E1中，据回路电压定律可得I1R1 + I2R2 = E1 + E2可求出 E1 = I1R1 + I2R2 E2 = 42V【归纳总结】（让学生参与总结） 支路、节点、回路和网孔的理解。 基尔霍夫第一定律：在任一瞬间通过电路中任一节点的电流代数和恒等于零。 应用基尔霍夫第一定律时要注意电流实际方向与参考方向的关系，此定律还可将节点推广成一个任意假定的封闭面。 基尔霍夫第二定律：在任一时刻，对任一闭合回路，沿回路绕行方向上各段电压代数和等于零。 应用基尔霍夫第二定律时要注意电阻压降和电源电动势的正负确定；此定律还可推广用于不闭合的假想回路。 基尔霍夫定律是电路普遍适合的规律。 【练习与作业】1、电路如图所示，求I1、I2的大小。2、电路如图所示，电流表的读数为0.2A，电源电动势E1=12V，外电路电阻R1=R2=10，R2=R4=5，求E2的大小。3、电路如图所示，已知E1=17V，I3=3A，R1=2，R2=1，R3=5，求E2、I1和I2。【课后思考】1、若电路有n个节点，可列几个独立的电流方程？2、若电路有m个回路，可列几个独立的电压方程？课后随感：1、 用实验导入新课的方式使本来抽象的知识变得直观、简单、形象，对这部分知识难点的突破起到了很好的帮助作用。2、 授课过程中既可以进行课堂演示实验，