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第一章直流电路 1 掌握电路的基本组成及各部分的作用 2 熟悉常用电气元件的图形及文字符号 3 熟悉简单电路图的画法 4 了解方框图的作用 5 电路的三状态 课题一 电路的组成与模型 教学目标 教学目标 1 电路的基本组成 2 电路的三种工作状态 教学方法 讲授 演示 时间安排 引入新课5分钟讲授新课63分钟课堂小结5练习15分钟布置作业2分钟 教学重点 一 电路 1 电路的概念与组成 电路 电流所流通的路径 基本组成 电源 负载 开关 连接导线 2 电路的分类 按电源性质分 直流电路和交流电路 按电流流通的路径分 内电路和外电路 全电路 内电路与外电路构成的闭合电路 电路的主要作用 能量的传输 分配 转换和处理 扬声器电烙铁电动机 学与用 电路在生产生活中的应用 二 电路图 电路图 依据国家统一规定的图形符号 电路 简单调光电路 常用电气元件的图形及文字符号 三 方框图 方框图 一种用方框和连线来表示电路工作原理和构成概况的电路图 也叫原理方块图 扩音机的接线及其方框图 2 根据电路的结构分为 有分支电路和无分支电路 简单电路和复杂电路 3 从电路的范围分 电源以外的电路称为外电路 电源以内的电路称为内电路 1 根据电路中电流的性质 电路分为直流电路和交流电路 四 电路的分类 1 通路 闭路 电源与负载接通 电路中有电流通过 电气设备或元器件获得一定的电压和电功率 进行能量转换 五 电路的三状态 2 开路 断路 2 开路 断路 电路中没有电流通过 又称为空载状态 返回目录 3 短路 电源两端的导线直接相连接 输出电流过大对电源来说属于严重过载 如没有保护措施 电源或电器会被烧毁或发生火灾 所以通常要在电路或电气设备中安装熔断器 保险丝等保险装置 以避免发生短路时出现不良后果 五 常用电路电气符号 作业 1 什么叫电路 2 电路由哪些部分组成 各有什么作用 小结 1 电路的功能和组成 2 电路的三状态 课后分析 学生能掌握电路的基本组成和三种工作状态 1 掌握电流的形成 电流大小和方向的规定 熟悉电流的测量方法 2 掌握电流密度的定义及在实际中的应用 3 掌握电压和电位的定义及在实际中应用 熟悉电压和电位的测量方法 4 掌握电动势的定义及在电路中的作用 5 掌握电功率的定义及在实际中应用 6 掌握电路的三种状态 教学目标 1 直流电流的大小 方向 2 电压 电位的定义 计算 3 电动势的定义教学方法 讲授 练习 演示 时间安排 复习旧课 引入新课10分钟讲授新课126分钟课堂小结10练习30分钟布置作业4分钟 教学重点 电源适配器 电流 电荷有规则的定向运动 电流是一种客观存在的物理现象 1 电流 一 电流和电流密度 1 电流的方向 规定 以正电荷运动方向为正 电流为正值 I 0 表明电流的实际方向与假设的参考方向相同 电流为负值 I 0 表明电流的实际方向与参考方向相反 电流的方向 在图中所示电路中 电流的参考方向如图所示 已知图a中I1 2A 图b中I2 4A 请指出电流的实际方向 解题过程 例1 1 电流的大小 在单位时间内通过导体横截面电荷量的多少 电流I的单位是安培 A 除安培外 常用的电流单位还有千安 kA 毫安 mA 和微安 A 2 电流的大小 电流的分类 电流的分类 A mm2 2 电流密度 电流密度大 电流密度小 学与用 电流的密度 电流密度 流过导体单位横截面积上的电流 某单位需安装一台立式空调 已知其额定电流为15A 问应选择多粗的铜导线 取铜导线的允许电流密度为6A mm2 解题过程 例1 2 电压 电场力把单位正电荷从电场中的一点移动到另一点所做的功 叫做这两点之间的电压 用符号U表示 1 电压 二 电压与电位 1 电压 电压单位 伏 V 电压方向有正负 电场力作功 电压的测量 电压表万用表的电压挡 2 电位 通常都选大地为参考点 即零电位点 用符号 表示 高于参考点的电位为正值 低于参考点的电位为负值 电位差 电路中任意两点间的电位之差 也就是电压 所以电压也叫做电位差 即Uab Ua Ub 等电位点 如果电路中的两点电位相同 这两点之间就不会有电流通过 则这两点叫做等电位点 电位是一个相对量 在电路中任选一个参考点 令它的电位为零 则电路中某一点的电位就等于该点到参考点之间的电压 电压表示法和电位表示法 电压表示法 电位法表示的放大电路 如图所示为用电位法表示的晶体三极管放大电路 已知Uc 10 5V Ub 0 6V 选公共点e点为参考点 即Ue 0V 求电压Ube Uce和Ucb的大小 解题过程 例1 3 3 电压与电位的关系 1 电位是某点对参考点的电压 电位差是某两点间的电压 因此 电位相同的各点间的电位差为零 电流也为零 2 电压和电位的单位相同 都是伏特 V 3 电位是相对量 随参考点的改变而改变 而电位差的绝对值不随参考点的改变而改变 所以电压是绝对量 三 电动势 1 电源力 2 电动势 电动势 在电源内部 外力将单位正电荷从电源的负极移到电源正极所作的功 用字母E表示 电动势的单位 伏特 V 电动势的方向 电源内部 由负极指向正极 即由低电位指向高电位 提示 电路和水路 电源力 电源力 电源内部推动电荷移动的作用力 电动势与电压的方向不同 电动势的方向是在电源内部由低电位指向高电位 即电位升的方向 电压方向是由高电位指向低电位 即电位降的方向 电动势和电压的意义区别 电动势仅存于电源内部 而电压不仅存在于电源外部 也存在于电源的内部 电动势和电压的物理意义不同 电动势用来衡量电源力做功本领的大小 电压用来衡量电场力做功本领的大小 电功率 单位时间内电场力所做的功 它表示电流做功的快慢 式中P 电功率 单位是瓦 W 四 电功率 电功率的换算关系为 1兆瓦 MW 1000千瓦 kW 1千瓦 kW 1000瓦 W 1瓦 W 1000毫瓦 mW 现在你能说出电源适配器上面标有 输入 AC100 240V 1 5A输出 DC12V 4 2A 是什么含义吗 输入 AC100 240V 1 5A输出 DC12V 4 2A 电路的三种状态 五 电路的3种状态 2 开路 1 通路 3 短路 电路在三种状态下的特点 在图中所示电路中 已知电源电动势E 24V 内阻r 4 负载电阻R 20 试求 1 电路中的电流 2 电源的端电压 3 负载电阻两端的电压 4 内压降 解题过程 例1 5 仿真验证 在图中所示电路中 当开关分别打在1 2 3位置时 电路处于什么状态 电流表和电压表的读数分别是多少 解题过程 例1 6 仿真验证 小结 1 电流的形成 电流大小和方向的规定 2 电压和电位的定义及在实际中应用 3 电动势的定义及在电路中的作用 4 电功率的定义及在实际中的应用 5 电路的三种状态 作业 1 通过某导体的电流是2A 通电时间是12秒 在这段时间内通过导体的电量是多少 课后反思 学生对电流 电位 电压的计算掌握情况较差 1 掌握电阻的定义 2 掌握电阻定律 3 了解电阻与温度的关系 4 熟悉电阻在实际中的应用 教学目标 1 电阻的定义 2 电阻定律 3 电阻在实际中的应用 教学方法 讲授 演示 练习 时间安排 复习旧课 引入新课5分钟讲授新课63分钟课堂小结5练习15分钟布置作业2分钟 教学重点 一 电阻 电阻 导体对电流的阻碍作用 用字母R或者r表示 单位 欧姆 用 表示 常用的电阻单位还有千欧 k 和兆欧 M 1千欧 k 1000欧 1兆欧 M 1000千欧 k R 导体电阻 l 导体长度 m S 导体横截面积 m2 导体的电阻率 与导体性质有关的物理量 二 电阻定律 在温度一定时 导体的电阻与导体长度成正比 与导体横截面积成反比 还与导体的材料有关 这一规律称为电阻定律 电阻率 在20 时 长度为1m 横截面积为1m2的某种导体所具有的电阻值 即 单位 m 电阻率越小表示物质的导电能力强 否则反之 通常情况下 金属的电阻随温度的升高而增大 各种材料的导电性能可以用电阻率表示 三 电阻与温度的关系 学与用 热敏电阻 四 电阻及其在电子电路中的作用 1 常用电阻器 碳膜电阻金属膜电阻线绕电阻常用电阻元件外形 1 固定电阻包括碳膜电阻 金属膜电阻 绕线电阻和热敏电阻等 按结构不同 可分为固定电阻 可变电阻和微调电阻三类 2 可变电阻一种常见的可调电子元件 常用于需要调节电阻大小的场合 通过调节电阻的大小达到调节电位的目的 故又称为电位器 常见电位器 3 微调电阻调节阻值范围很小的可变电阻 微调电阻 1 限流作用 电压一定 电阻越大 电流越小 2 电阻在电路中的作用 小知识 电阻器常用标注方法 2 分压作用 电流I通过电阻R时 一定会产生一个电压降U 电阻的限流和分压作用 一只标有棕 黑 绿 棕 棕5环标注的电阻器 其阻值和允许偏差各为多少 小结 1 电阻的定义 2 电阻定律 3 电阻在实际中的应用 作业 课堂练习 课后反思 学生基本能掌握电阻的定义 电阻定律 但对于电阻定律的应用掌握较差 1 掌握部分电路欧姆定律及应用 2 掌握全电路欧姆定律及应用 教学目标 1 部分电路欧姆定律及应用2 全电路欧姆定律及应用 复习旧课 引入新课10分钟讲授新课126分钟课堂小结10练习30分钟布置作业4分钟 教学方法 教学重点 讲授 练习 时间安排 1 部分电路欧姆定律 欧姆定律 反映电阻元件两端的电压与通过该元件的电流和电阻三者之间关系的定律 I 电流 AU 电压 VR 电阻 一 部分电路欧姆定律 解题过程 例1 4 有一只量程为250V的直流电压表 它的内阻为50k 用它测量电压时 允许通过的最大电流是多少 在温度一定的条件下 通过电阻的电流随电压而变化的关系曲线称为电阻的伏安特性曲线 2 电阻的伏安特性曲线 电阻的伏安特性曲线 想一想 三个电阻的伏安特性曲线 二 全电路欧姆定律 全电路欧姆定律 闭合电路中的电流与电源的电动势成正比 与电路的总电阻成反比 数学表达式为 全电路 含有电源的闭合电路 由内电路和外电路两部分组成 也可整理成E IR Ir U外 U内U内 电源内阻上的电压降 U外 外电路的电压降 全电路欧姆定律闭合水路 全电路欧姆定律 小结 1 部分电路欧姆定律2 全电路欧姆定律 作业 练习册 课后反思 学生能记住欧姆定律的公式 但运用于解题掌握情况较差 3 掌握串联电池组的应用 1 掌握电阻串联电路的特点 2 掌握电阻串联电路的应用 教学目标 1 电阻串联电路的特点2 电阻串联电路的应用 复习旧课 引入新课5分钟讲授新课63分钟课堂小结5练习15分钟布置作业4分钟 教学方法 教学重点 讲授 练习 演示 时间安排 将电阻依次首尾相连 使各电阻通过同一电流的连接方式叫做电阻的串联 一 电阻的串联电路 三个电阻的串联电路 串联电路的特点 1 I I1 I2 I3 In 2 U U1 U2 U3 Un 3 R R1 R2 R3 Rn 4 Un IRn 5 Pn I2Rn 6 P P1 P2 Pn 二 电阻串联的应用 1 分压作用 2 限流作用 3 多个电阻串联可获得较大阻值 如图所示的电阻分压器中 已知U 300V R1 150k R2 100k R3 50k 求当开关在1 2 3位置时 输出电压各为多少 解题过程 例2 1 仿真验证 解题过程 例2 2 现有一只电流表 允许通过的最大电流 也叫满刻度电流 是50 A 内阻是3k 根据需要 要把它改造成量程 也叫测量范围 为10V的电压表 应该如何改造 节日彩灯的接线图如图所示 它是采用若干个额定电压为10V的小灯泡串联组成 已知电源电压为220V 请问需要串联至少几个小灯泡才能正常发光 节日彩灯及接线图 设串联电池组中每个电池的电动势都是E1 内阻都是r1 则串联电池组的总电动势E总为 串联电动势的总内阻为 串联电池组所能提供的电流为 串联电池组适用于输出电流不太大 而输出电压要求较高的场合 E总 nE1 r总 nr1 一般情况下 当使用时间过长引起串联电池组电压过低时 应同时更换其中的全部电池 若只更换其中一只电池 会产生什么后果 若安装时其中一节电池的极性装反 会产生什么后果 小结 1 电阻串联的特点2 电阻串联的应用 作业 课堂练习 课后反思 学生对电阻串联的特点理解一般 对于电阻串联的应用掌握较差 1 掌握电阻并联电路的特点 2 掌握电阻并联电路的应用 3 掌握并联电池组的应用 教学目标 1 电阻并联电路的特点2 电阻并联电路的应用 复习旧课 引入新课5分钟讲授新课63分钟课堂小结5练习15分钟布置作业4分钟 教学方法 教学重点 讲授 练习 演示 时间安排 家用电器的并联 把几个电阻的一端连接在电路中的一个点上 另一端连接在另一个点上 这种连接方式叫做电阻的并联 一 电阻的并联电路 并联电路等效电路并联电路及等效电路 并联电路的特点 3个电阻并联 其中R1 R2 R3 并联后总电阻为R 你知道R1 R2 R3和R四个电阻中 哪个阻值最大 哪个阻值最小吗 将两个电阻R1 10 R2 100k 并联 并联后的总电阻与哪个电阻的阻值最接近 现有一只量程为100 A的电流表 其内阻为rc 1k 若要将其量程扩大为10mA 问应并联多大的分流电阻 解题过程 例2 3 二 电阻并联的应用 1 分流作用 2 恒压供电 3 采用几个电阻并联来得到阻值较小的电阻 设并联电池组中每个电池的电动势都是E1 内阻都是r1 则并联电池组的总电动势E总为 并联电池组所能提供的电流为 并联电动势的总内阻为 电池的并联 如果负载需要的电压和电流都大于单个电池的电压和输出电流 你知道该怎么办吗 电池并联使用时 要求各个电池的电动势必须相等 内阻也相等 这是因为 如果各个电池的电动势不相等 则电动势高的电池会向电动势低的电池充电 如果电池的内阻不相等 则内阻小的电池提供的电流就会很大 所以新 旧电池一般不要并联使用 小结 1 电阻并联的特点2 电阻并联的应用 作业 课堂练习 课后反思 学生对电阻并联的特点理解一般 对于电阻并联的应用掌握较差 1 掌握电阻混联电路的定义 2 掌握电阻混联电路的计算方法 教学目标 1 电阻混联电路的特点2 电阻混联电路的应用 复习旧课 引入新课5分钟讲授新课63分钟课堂小结5练习15分钟布置作业4分钟 教学方法 教学重点 讲授 练习 演示 时间安排 混联电路 既有电阻的串联 又有电阻的并联 一 电阻的混联电路 混联电路 分析 计算混联电路的方法 1 应用电阻的串联 并联特点 逐步简化电路 求出电路的等效电阻 2 由等效电阻和电路的总电压 根据欧姆定律求出电路的总电流 3 由总电流 再根据欧姆定律和电阻串并联的特点 求出各支路的电压和电流 等效电路图 把原电路整理成较为直观的电阻串并联关系的电路图 然后计算其等效电阻 二 等效电路图 混联电路及其等效电路 2 按照电位的高低 把标注的各字母沿竖直方向依次排开 将各电阻依次接入与原电路图对应的两节点之间 画出等效电路图 画等效电路图的步骤 1 在原电路图中标出各个节点 这里指3个以上电阻的汇合点 的名称 一般情况下 给原电路两端分别标出A B点 其他节点依次标出C D 等 并假设A点为最高电位点 B点为最低电位点 其他节点的电位在A B点电位之间 3 根据等效电路中电阻之间的串 并联关系 求出等效电阻 以下图为例 说明画等效电路的步骤 解题过程 例2 4 想一想 如图所示 电路总电压为220V 已知各电阻值 试求各电阻的电流和电压 解题过程 例2 5 学与用 万用表基本原理图电路 电池的混联当单节电池的电动势和额定电流都不能满足负载的要求时 可采用电池混联供电 连接方法是 先将几节电池串联组成串联电池组 以满足负载对电压的要求 再将几组相同的串联电池组并联起来 以满足对负载电流的要求 电池的混联 解题过程 例2 6 混联电池组 已知每节电池的电动势为E1 1 5V 内阻为r1 0 1 试求该电池组的电动势和内阻各为多少 电池的混联 某用电器的工作电压为6V 工作电流为0 25A 现用电池作为该用电器的电源 已知每节电池的电动势1 5V 额定电流为0 3A 问应选用几节电池做怎样连接才能满足用电器的要求 小结 1 电阻混联的特点2 电阻混联的应用 作业 课堂练习 课后反思 混联电路的计算较多 学生对电阻混联的应用掌握较差 1 掌握常用复杂电路的名词 2 掌握基尔霍夫第一定律的内容和适用范围 3 掌握基尔霍夫第二定律的内容和适用范围 教学目标 1 掌握常用复杂电路的名词 2 掌握基尔霍夫第一 二定律的内容和适用范围 复习旧课 引入新课10分钟讲授新课126分钟课堂小结10练习30分钟布置作业4分钟 教学方法 教学重点 讲授 练习 演示 时间安排 一 复杂电路名词 两条基本定律 欧姆定律 基尔霍夫定律 想一想 复杂直流电路 基尔霍夫第一定律 在电路中的任一节点 流进节点的电流之和等于流出该节点的电流之和 二 基尔霍夫第一定律 简称KCL I 0对任一节点来说 流入 或流出 该节点电流的代数和等于零 基尔霍夫第一定律的另一种表达形式 数学表达式为 Ii Io 流入封闭面S的电流等于流出封闭面S的电流 即I1 I2 霍尔基夫定律也可推广用于电路中任一假设的封闭面 也称广义节点 最后根据计算结果确定电流的实际方向 根据基尔霍夫第一定律求节点未知电流 然后根据基尔霍夫第一定律列出节点电流方程求解 学与用 基尔霍夫第一定律的应用 在图中所示电路中 已知I1 2A I2 4A I3 1A I4 5A 求I5 解题过程 例3 1 基尔霍夫第二定律又称为回路电压定律 是描述电路中各部分电压之间相互关系的定律 电动势之和 电压降之和 登楼梯总高度 下楼梯总高度 三 基尔霍夫第二定律 简称KVL 基尔霍夫第二定律 4 凡是电动势方向与回路绕行方向一致者 该电动势为 号 反之为 号 应用基尔霍夫第二定律解题时 常采用公式 IR E 应按照下列步骤确定各个量的正负号 1 首先选定各支路电流的参考方向 2 任意选定沿回路的绕行方向 3 凡是支路电流方向与回路绕行方向一致者 该电流为 号 在电阻上产生的电压降也为 正号 反之为 号 基尔霍夫第二定律应用于广义回路 回路电压方程 U IR E 支路电流 推广后得到一段含源电路的欧姆定律 其数学表达式为 电压U IR和电动势E的方向与电流I的方向一致时 取正号 相反时取负号 解题过程 例3 2 在图中所示闭合回路中 已知E1 12V E2 18V R1 R2 2 R 6 试求电路中的电流I 仿真验证 小结 1 掌握常用复杂电路的名词 2 掌握基尔霍夫第一 二定律的内容和适用范围 作业 课堂练习 课后反思 基尔霍夫定律的计算较多 学生对第一定律的应用掌握较好 电容器与电容量 课题九 1 了解电容器的结构 2 了解电容量的定义 3 掌握平行板电容器的组成 教学目标 4 初步了解传感器的基本概念及电容器在传感器中的应用 1 了解电容器的结构 电容量的定义 2 掌握平行板电容器的组成 复习旧课 引入新课5分钟讲授新课63分钟课堂小结5练习15分钟布置作业4分钟 教学方法 教学重点 讲授 练习 演示 时间安排 任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器 一 电容器 电容器结构示意图电容器的符号 电容器的结构 电容器的基本特性 储存电荷 电容器存储电荷 二 电容量 电容量 电容器任一极板上所存储的电荷量Q跟它的两个极板间的电压U的比值 简称电容 用符号C表示 即 常用较小的单位 微法 F 和皮法 pF 1F 106 F 1012pF 电容的单位 法拉 简称法 符号为F 电容器和电容量都可简称电容 可用C表示 但电容器是储存电荷的容器 而电容量则是衡量电容器在一定电压作用下储存电荷能力大小的物理量 二者不能混淆 学与用 分布电容 三 平行板电容器 电容器结构示意图 平行板电容器由相互平行的金属板隔以电介质 绝缘介质 而构成 其电容量与两极板的相对位置 极板的形状和大小以及两平行板间的电介质有关 根据计算平行板电容器容量的公式 你知道如何才能制出大容量的电容器吗 提示 平行板电容器容量公式 小知识 传感器 式中 介质的介电系数 F m S 两极板的相对有效面积 m2 d 两极板间的距离 m C 电容量 F 1 了解电容器的结构 电容量的定义 2 掌握平行板电容器的组成 四 小结 五 作业 课堂练习 部分学生基本能理解电容器的结构 了解电容量的定义 但对于电容器跟电容量都能简称为电容容易混淆 六 课后反思 电容器的充电和放电 课题十 1 掌握电容器的充电过程及特点 2 掌握电容器的放电过程及特点 3 了解电容器电场能的计算方法 教学目标 1 掌握电容器的充 放电过程及特点 2 了解电容器电场能的计算方法 复习旧课 引入新课10分钟讲授新课126分钟课堂小结10练习30分钟布置作业8分钟 教学方法 教学重点 讲授 练习 演示 时间安排 一 电容器的充电 电容器充电 放电实验电路 电容器的充电 电容器的充电 使电容器两极板带上等量且异号电荷的过程 二 电容器的放电 使电容器两极板所带正负电荷中和的过程叫做电容器的放电 电容器的放电 电容器充电 放电实验电路 学习了电容器充放电的过程 你能总结出电容器充放电的规律吗 电容器电路中的电流是与电容器两极板之间电压的变化率成正比 而不是与其两端的电压uc成正比 用公式表示为 电容器的 隔直通交 作用 电容器接通直流电源时 仅仅在刚接通的短暂时间内发生充电过程 在电路中形成充电电流 充电一旦结束 电路中的电流为零 相当于电容器把直流电流隔断 通常把电容器的这一作用简称为 隔直 电容器接通交流电源时 由于交流电源电压的大小和方向随时间不断变化 电容器不断地进行充放电 所以电路中就会反复出现充放电电流 相当于交流电流能够通过电容器 通常把电容器的这一作用简称为 通交 学与用 电容器在电子技术中的应用 电容器所储存的电场能量WC与电容器的电容量C和两极板之间的电压U有关 其关系是 三 电容器中的电场能 C 电容器的容量 F U 电容器两极板之间的电压 V WC 电容器存储的电场能量 J 学与用 电容器的日常应用 1 掌握电容器的充 放电过程及特点 2 了解电容器电场能的计算方法 四 小结 课堂作业 五 小结 由于没有通过实验来演示 电容器的充放电过程比较抽象 学生掌握情况较差 六 课后反思 电容器的分类和选用 课题十一 教学目标 1 掌握电容器的分类方法 2 掌握电容器的选用方法 3 掌握电容器的简易测量方法 1 掌握电容器的分类 选用方法 2 掌握电容器的简易测量方法 复习旧课 引入新课5分钟讲授新课63分钟课堂小结5练习15分钟布置作业4分钟 教学方法 教学重点 讲授 练习 演示 时间安排 一 电容器的分类 1 固定电容器 2 可变电容器 3 微调电容器 1 固定电容器 常见固定电容器 固定电容器的符号 固定电容器 电容量固定不可调节的电容器 固定电容器的名称和特点 提示 电解电容器 2 可变电容器 可变电容器按结构可分为单联 双联和多联等几种 小型可变电容器的外形及符号 可变电容器 由很多半圆形动片和定片组成的平行板式结构 3 微调电容器 微调电容器的外形及符号 微调电容器只能在较小范围 0 几十皮法 内调节电容量 微调电容器一般在高频回路中用于不经常进行的频率微调 小知识 贴片电容器 二 电容器的主要指标 1 标称容量 2 允许误差 3 额定工作电压 1 00级 2 0级 5 级 10 级 20 级 1 如果数值为几十 几百 几千时 单位均为pF 2 还有一些电容器用三位数字表示标称容量 其中前两位数字表示电容量的有效数字 最后一位数字表示有效数字后面加多少个零 单位也是pF 想一想 三 电容器的选用 1 首先应满足电性能要求 主要考虑电容量和耐压值 2 根据电路要求和工作环境 选用不同种类的电容器 3 考虑装配形式 体积及成本等 1 固定电容器的检测 电容器的简易检测 注意极性问题 测量时将万用表黑表笔与电容器的正极相接 红表笔与电容器负极相接 称为电容器的正接 每次测前 应注意将电容器两端短路放电完毕再进行测量 2 可变电容器的检测 万用表只能粗略判断电容器的好坏 要准确测量电容器的容量和好坏 可使用万用电桥进行测量 1 掌握电容器的分类 选用方法 2 掌握电容器的简易测量方法 四 小结 电容器的分类与选用学生大体上能理解 但是对于电容器的测量要根据电容量的大小来选档 学生经常混淆 五 课后反思 第二章磁与电磁 磁场的基本知识 课题一 1 掌握磁体及其性质 2 掌握电流的磁效应及其规律 3 掌握磁场的基本物理量 教学目标 1 掌握磁体及其性质 电流的磁效应及其规律 2 掌握磁场的基本物理量 复习旧课 引入新课10分钟讲授新课126分钟课堂小结10练习30分钟布置作业8分钟 教学方法 教学重点 讲授 练习 演示 时间安排 一 磁体及其性质 1 磁体与磁极 人们把物体能够吸引铁 镍 钴等金属及其合金的性质称为磁性 具有磁性的物体称为磁体 磁体分天然磁体和人造磁体 常见人造磁体 磁极之间也有相互作用力 同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引 磁极 磁体两端磁性最强的部分 一个可以在水平面内自由转动的条形磁铁或小磁针 静止后总是一个磁极指南 一个磁极指北 指南的磁极称为指南极 简称南极 S 指北的磁极称为指北极 简称北极 N 小磁针 任何磁体都有两个磁极 而且无论把磁体怎样分割 磁体总是保持两个异性磁极 也就是说 单独的N极或单独的S极是不存在的 磁场 磁体周围的空间存在着一种特殊的物质 它看不见 摸不着的 但是又具有一般物质所固有的一些属性 如力和能的特性 2 磁场与磁感线 判断某空间是否存在磁场 一般可用一个小磁针来检验 能使小磁针转动 并总是停留在一个固定方向的空间都存在磁场 1 磁场 2 磁感线 条形磁铁的磁感线 1 磁感线是互不交叉的闭合曲线 在磁体外部由N极指向S极 在磁体内部由S极指向N极 2 磁感线上任意一点的切线方向就是该点的磁场方向 即小磁针N极所指的方向 3 磁感线的密疏程度表示磁场的强弱 即磁感线越密的地方磁场越强 反之越弱 磁感线均匀分布而又相互平行的区称为均匀磁场 反之则称为非均匀磁场 磁感线规定 通常 平行于纸面的磁感线用带箭头的线段表示 垂直于纸面向里的磁感线用符号 表示 垂直于纸面向外的磁感线用符号 表示 磁感线的方向从N极指向S极 这话对吗 为什么 提示 磁感线 磁感线试验 电流通过导体后必然产生磁场 这种现象称为电流的磁效应 电流越大 产生的磁场越强 二 电流的磁效应 电流磁效应 直导线电流产生的磁场 电流所产生的磁场方向 可以用安培定则 也称右手螺旋定则 来判断 磁悬浮列车磁悬浮列车的基本原理是磁极的同性相斥 异性相吸 电磁悬浮法 电动悬浮法 目前常用 想一想 磁悬浮列车 1 磁感应强度B为向量 2 磁通 3 磁导率 4 磁场强度H 三 磁场的基本物理量 单位 特斯拉 简称特 T 相量 方向为该点磁场的方向 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线 所受电磁力F与电流I和导线有效长度l的乘积Il的比值 称为该点的磁感应强度 用符号B来表示 即 1 磁感应强度B 2 磁通 BS 磁通 磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积 单位 韦伯 Wb 简称韦 BScos 磁导率 用来表示媒介质导磁性能好坏的物理量 用符号 表示 其单位是亨利 米 H m 3 磁导率 真空的磁导率 0 4 10 7H m 且为一常数 把任一物质的磁导率与真空磁导率的比值称为相对磁导率用 r表示 即 相对磁导率是个比值 没有单位 它表明在其他条件相同的情况下 媒介质中的磁感应强度是真空中磁感应强度的多少倍 即 r 0 根据相对磁导率的大小 可把物质分为两大类 4 磁场强度H 大气中的通电环形线圈 大气中的通电环形线圈 1 有两个形状 大小和匝数完全相同的环形螺线管 一个用铁心 一个用铜心 当两线圈通以同样大小的电流时 请比较两者的B H 是否相等 为什么 2 根据磁导率的大小 可把物质分为哪几类 变压器的铁心应采用哪一类 1 掌握磁体及其性质 2 电流的磁效应及其规律 3 掌握磁场的基本物理量 四 小结 习题一 五 作业 由于磁铁学生在学习之前已有所接触了解 故对磁体及其性质掌握较好 右手定则掌握情况良好 但是磁感线抽象 学生掌握情况较差 六 课后反思 2 掌握电磁感应定律及应用 电磁感应 课题二 1 熟悉电磁感应现象 教学目标 1 熟悉电磁感应现象 2 掌握电磁感应定律及应用 复习旧课 引入新课10分钟讲授新课126分钟课堂小结10练习30分钟布置作业8分钟 教学方法 教学重点 讲授 练习 演示 时间安排 1 直导体切割磁感线产生感应电动势 一 电磁感应现象 直导体切割磁感线 直导体切割磁感线 2 穿过线圈的磁通发生变化产生感应电动势 穿过线圈的磁通发生变化 穿过线圈的磁通发生变化 电磁感应 由于磁通变化而在直导体或线圈中产生电动势的现象 感应电动势 由电磁感应产生的电动势 用e表示 感应电流 由感应电动势产生的电流 用i表示 提示 直导体向右切割磁感应线 二 感应电动势的计算 1 直导体切割磁感线产生感应电动势 v 导体切割磁感线的速度 m s B 磁感应强度 T e 感应电动势 V 右手定则 2 感应电动势方向的判定 应当注意 由于直导体中产生了感应电动势 因此必须把直导体 包括实验二中的线圈 看成是一个电源 在电源内部 感应电流从电源的负极流向正极 即感应电流方向与感应电动势的方向相同 右手定则 式中 磁通的变化量 Wb 2 穿过线圈的磁通发生变化产生感应电动势 1 感应电动势大小的计算 磁通的变化率 表示磁通变化快慢的物理量 t 磁通变化 所需要的时间 s e 在 t时间内感应电动势的平均值 V 2 感应电动势方向的判定 楞次定律 感应电流的磁通总是阻碍原磁通的变化 使用楞次定律的步骤 1 首先确定原磁通的方向 以及原磁通的变化趋势 2 根据楞次定律判定感应电流产生的磁通方向 3 根据感应电流产生的磁通方向 应用安培定则判定感应电流的方向 4 根据感应电流的方向 确定感应电动势的方向 一般来说 如果导体与磁感线之间有相对切割运动时 用右手定则判定感应电动势的方向较方便 如果导体与磁感线之间没有相对切割运动 只是穿过闭合回路的磁通发生了变化 则要用楞次定律来判定感应电动势的方向 如图所示 在磁感应强度为B的匀强磁场中 有一长度为l的直导体AB 可沿平行导电轨道滑动 当导体以速度v向右匀速运动时 试确定导体中感应电动势的方向和大小 解题过程 例5一1 想一想 发电机原理 小知识 动圈式话筒的构造原理 1 熟悉电磁感应现象 2 掌握电磁感应定律及应用 三 小结 习题二 四 作业 由于电磁感应概念相对抽象 且感应电动势方向判定较难 故学生掌握情况较差 五 课后反思 自感 课题三 1 掌握自感的定义 2 掌握计算自感电动势大小的公式 会判断自感电动势的方向 教学目标 1 掌握自感的定义 2 掌握计算自感电动势大小的公式 会判断自感电动势的方向 复习旧课 引入新课5分钟讲授新课63分钟课堂小结5练习15分钟布置作业4分钟 教学方法 教学重点 讲授 练习 演示 时间安排 一 自感现象 合上开关 HL2比HL1亮的慢 由于流过线圈本身的电流发生变化而引起的电磁感应现象称为自感现象 简称自感 在自感现象中产生的感应电动势称为自感电动势 用eL表示 自感电流用iL表示 断开开关 HL2和HL1慢慢熄灭 自感演示电路 仿真验证 自感电流产生的磁通称为自感磁通 二 自感系数 为了衡量不同线圈产生自感磁通的本领 引入自感系数 也称电感 这一物理量 用L表示 N 线圈的匝数 匝 每一匝线圈的自感磁通 Wb i 流过线圈的电流 A 1亨 H 103毫亨 mH 1毫亨 mH 103微亨 H 电感L是线圈的固有参数 它决定于线圈的匝数 几何尺寸以及线圈中介质的磁导率 线圈越长 单位长度上的匝数越多 截面积越大 电感就越大 由于铁磁材料的磁导率不是一个常数 它是随磁化电流的不同而变化的量 所以 有铁心线圈的电感也不是一个常数 这种电感称为非线性电感 电感为常数的线圈称为线性电感 三 自感电动势 自感电动势的方向仍可以根据楞次定律来判定 即自感电动势的方向总是和外电流变化的趋势相反 图a中 外电流i的变化趋势是增大的 自感电动势产生的电流iL就要阻碍外电流的增大 而与外电流方向相反 自感电动势方向的判定 图b中 外电流i的变化趋势是减小的 则自感电动势产生的电流iL就与外电流方向相同 1 掌握自感的定义 2 掌握计算自感电动势大小的公式 会判断自感电动势的方向 四 小结 课堂练习 五 作业 由于自感概念相对抽象 且感应电动势方向判定较难 故学生掌握情况较差 六 课后反思 互感 课题四 1 掌握互感的定义 2 熟悉同名端的定义及应用 3 掌握互感的应用 教学目标 1 掌握互感的定义 2 熟悉同名端的定义及应用 3 掌握互感的应用 复习旧课 引入新课5分钟讲授新课63分钟课堂小结5练习15分钟布置作业4分钟 教学方法 教学重点 讲授 练习 演示 时间安排 一 互感现象 互感 互感 式中M称为互感系数 简称互感 单位和自感一样 也是H 互感现象 一个线圈中的电流发生变化而在另一线圈中产生电磁感应的现象 简称互感 由互感产生的感应电动势称为互感电动势 用eM表示 全耦合时 互感电动势最大 由于线圈绕向一致而产生感应电动势的极性始终保持一致的接线端称为线圈的同名端 用 或 表示 互感线圈的同名端 互感线圈的同名端 二 互感线圈的同名端 互感的应用一 判断互感线圈的同名端二 磁场的屏蔽 涡流当在具有铁心的线圈中通入交流电时 就有交变的磁场穿过铁心 在铁心内部必然会形成感应电流 由于这种电流在铁心中自成闭合回路 且呈旋涡状 故称涡流 1 掌握互感的定义 2 熟悉同名端的定义及应用 3 掌握互感的应用 三 小结 课堂练习 四 作业 同名端的定义及应用学生掌握情况较好 但由于互感概念相对抽象 且感应电动势方向判定较难 故学生掌握情况较差 五 课后反思 第三章正弦交流电 1 了解正弦交流电的产生 2 掌握正弦交流电的基本概念 熟练掌握正弦交流电的三要素及其意义 教学目标 正弦交流电的基本概念 课题一 1 了解正弦交流电的产生 2 掌握正弦交流电的基本概念 熟练掌握正弦交流电的三要素及其意义 复习旧课 引入新课10分钟讲授新课126分钟课堂小结10练习15分钟布置作业4分钟 教学方法 教学重点 讲授 练习 演示 时间安排 交流发电机示意图磁感应强度的分布正弦交流电动势波形正弦交流发电机示意图及正弦交流电动势波形 一 正弦交流电的产生 正弦交流发电机的结构示意图 正弦交流电的解析式 瞬时值表达式 正弦电动势 正弦电压 正弦电流 1 正弦交流电的瞬时值 最大值 有效值 平均值 1 瞬时值 二 描述正弦交流电的物理量 瞬时值 正弦交流电在某一时刻的数值 e u i 2 最大值 最大的瞬时值称为正弦交流电的最大值 也称振幅或峰值 Em Um Im 最大值不随时间变化 3 有效值 让交流电和直流电分别通过阻值完全相等的电阻 若在相同的时间内这两种电流产生的热量相等 则就把此直流电的大小定义为该交流电的有效值 E U I 交流电的有效值 交流电的大小都是指有效值 有效值也不随时间变化 交流电压表和交流电流表所测出的电压和电流数值也是有效值 一般交流照明灯具 电气设备上所标注的额定电压和额定电流也都是有效值 交流电的最大值 瞬时值和平均值 4 平均值 平均值 正弦交流电在半个周期内所有瞬时值的平均值 Ep Up Ip表示 E 1 1EpU 1 1UpI 1 1Ip 2 正弦交流电的周期 频率和角频率 1 周期T 周期 正弦交流电每重复变化一次所需要的时间 用符号T表示 周期的单位是秒 s 常用单位还有ms 毫秒 s 微秒 和ns 纳秒 1s 103ms1ms 103 s1 s 103ns 或 2 频率f 频率 正弦交流电在1秒种内重复变化的次数 用符号f表示 频率的单位是赫兹 Hz 3 角频率 角频率 正弦交流电在1秒钟内变化的电角度 用符号 表示 角频率的单位是弧度每秒 rad s 想一想 平面与中性面之间的夹角 称为相位角 也称相位或相角 它反映了交流电变化的进程 1 相位 3 正弦交流电的相位 初相位和相位差 2 初相 正弦交流电在t 0时的相位叫做初相位 也称初相角或初相 用符号j表示 其单位可用弧度 rad 或度 表示 初相在波形图上的表示 初相为正初相为负 3 正弦交流电的相位差 习惯上 初相通常用小于180 的角度表示 凡大于180 的正角就化成小于180 的负角来表示 而大于180 的负角就化成小于180 的正角来表示 如270 可化成 90 表示 而 270 可化成90 表示 两个正弦交流电之间的相位关系 两个正弦交流电之间的相位关系 最大值 反映了正弦交流电的变化范围角频率 反映了正弦交流电变化的快慢初相 反映了正弦交流电的起始状态 4 正弦交流电的三要素 解题过程 例6 1 1 已知某正弦电压的有效值为100V 频率为50Hz 初相为 30 试写出该电压的解析式 2 已知某正弦电流的初相为45 试求同频率正弦电压在下列情况下的初相各是多少 1 u与i同相 2 u与i反相 3 u超前i30 4 u滞后i75 1 了解正弦交流电的产生 2 掌握正弦交流电的基本概念 熟练掌握正弦交流电的三要素及其意义 3 掌握根据三要素求解析式 三 小结 课堂练习 四 作业 学生对三要素求解析式的计算掌握情况较差 各物理量之间的关系容易混淆 五 课后反思 1 掌握触电伤害的种类 触电的形式 2 掌握触电急救的方法 教学目标 安全用电 课题二 1 触电的形式2 触电种类3 触电急救 教学重点 教学方法 讲授 练习 演示 时间安排 复习旧课 引入新课5分钟讲授新课63分钟课堂小结5练习15分钟布置作业4分钟 人体触电的知识 1 触电的种类电击 就是通常所说的触电 触电死亡的绝大部分是电击造成的 电伤 由电流的热效应 化学效应 机械效应以及电流本身作用所造成的人体外伤 2 电流伤害人体的因素伤害程度一般与下面几个因素有关 1 通过人体电流的大小 2 电流通过人体时间的长短 3 电流通过人体的部位 4 通过人体电流的频率 5 触电者的身体状况 电流通过人体脑部和心脏时最危险 40Hz 60HZ交流电对人危害最大 以工频电流为例 当1毫安左右的电流通过人体时 会产生麻刺等不舒服的感觉 10 30毫安的电流通过人体 会产生麻痹 剧痛 痉挛 血压升高 呼吸困难等症状 但通常不致有生命危险 电流达到50毫安以上 就会引起心室颤动而有生命危险 100毫安以上的电流 足以致人于死地 通过人体电流的大小与触电电压和人体电阻有关 3 触电的方式1 单相触电在低压电力系统中 若人站在地上接触到一根火线 即为单相触电或称单线触电 如图1 1所示 人体接触漏电的设备外壳 也属于单相触电 2 两相触电人体不同部位同时接触两相电源带电体而引起的触电叫两相触电 如图1 2所示 单相触电和两相触电 图1 2两相触电 图1 1单相触电 3 接触电压 跨步电压触电 当外壳接地的电气设备绝缘损坏而使外壳带电 或导线断落发生单相接地故障时 电流由设备外壳经接地线