电工基础第二版教学的指南与教（学）案

教学目的：授课形式：.理解电能应用及优越性.理解理想元件和电路模型的概念.了解电路组成、电路三种状态及特点讨论、讲授教学重点：授课对象.电路及各部分的作用.电路的三种状态教学难点：理解理想元件及电路模型的概念教 学 内 容课程介绍.电路基础（电路理论）是研究电路组成及所需遵循规律的科学。而电工基础是一门实践性较强的专业技术基础课程，其目的和任务是使学生获得电工技术方面的基本理论、基本知识和基本技能，为后继课程学习打下基础。学习意义：电能应用的广泛性并具有无可比拟优越性优越性体现在：［1］便于转换；［2］便于传输和分配；［3］便于控制学习方法：［1］理解物理概念、基本理论、工作原理和分析方法［2］通过习题巩固和加深对所学理论的理解。培养分析和应用能力；［3］通过实验巩固所学理论、训练操作技能、培养实践能力和严谨科学作风。由简单的手电筒为例引入课题：电路电路的组成：［1］电路：由实际元件按一定方式连接，以形成电流的通路。一般电路由电源、用电器、导线和开关等组成的闭合回路分类：一类是对信号的变换、传输和处理电路（一般意义下弱电）一类是对能量的转换与传输及分配电路（强电）结合实用手电电路说明：电路组成：电源、连接导线、控制器件和负载，均为实际元件{1}电源：其它形式能转化为电能的装置，简介含交流电源的交流电路、只含直流电源的直流电路。{2}用电器：（负载）电能转化为其它形式能的设备，例白炽灯、电吹风等{3}导线：由金属线，铜或铝等材料制成，起连接电路、输送和分配电能作用{4}控制设备一开关：用来接通或断开电路在电路中往往还存在保护设施，起到电路异常时保证电路安全。［2］理想模型意义：电路理论内容包括分析和研究电路中所发生的电磁现象与过参考教法作为新设课程应让学生对学生对学科有初步认识从生活、学习、国防及科技等方面加以说明可结合投影加以说明板书例：测量、放大电路例：变压器、发电设备实物结构图投影可简介电源的分类：交流、直流电源常见直流电源：干电池、蓄电池及稳压电源等L"JLh|-Y-।2课时电路的基本概念和基本定律1.电路的基本概念和基本定律1.1电路设计课时程，探讨电路的基本规律和计算方法。实际器件的物理过程十分复杂且与电磁有关，性能方程相当复杂；在分析中常略去元件的次要物理因素，突出重点抓主要矛盾，把实际元件视作只具有主要物理性质的理想元件。把实际电路抽象成是全部由理想元件的组合称理想电路（或电路模型），是对实际电路的近似等效。常见理想元件：电阻、电容、电感元件，电压源、电流源、受控源元件和耦合电感元件等（包括导线）说明：本课程后续内容无特殊说明所涉及到的电路均为理想模型二、电路图定义：用电路元件规定的符号来表示电路连接情况的图称电路图；或称电路原理图强调符号及画法要遵循国家颁布的相关标准结合表1.1简介常见元件或表示连接的符号,要求学生能够认识.不熟悉的在应用和学习中掌握.三、电路的三种状态：分别为：有载状态、短路状态及开路状态。结合P3图1-2说明有载状态（通路或闭路）：电路各部分连接成闭合回路，有电流通过负载，能正常工作。・{2}开齿状态（断路）：电路断开，无电流通过。特点：1=0⑶短路状态（捷路）：未经用电器，直接由导线将电源正负极连接，称短路；由于电流过大，损坏电源不允许。上述特点有待后续进一步补充。总结：通过本节学习[1]能对电能的运用和学习方法有个初步的认识[2]理解电路分析研究的对象理想元件及构成的电路模型[3]熟悉常用电路符号及电路的三种状态作业：page3No1,2,3实践性作业：No4可结合实物：（1）绕线电阻存在电感及线匝间的分布电容，而主要性质电阻（2）电感线圈：线匝间分布电容及导线的体电阻此处宜简不宜复杂.简要说明即可板书画简单手电筒对应的电路图说明可采用投影方式节省时间注意电位器用法无铁芯、有铁芯电感；交叉、不交叉连接的区别。教学中强调画图的规范.铅笔及工具必备投影电路可结合实际说明实践中检测需要，部分电路被导线短接.常称部分电路短路―（==（—U=h-L部分电路短路图

电路的基本概念和基本定律1.2电路中的基本物理量｛1｝设计课时 2课时教学目的：授课形式：.理解电流产生及条件、电压的物理意义.掌握电流、电压参考方向.掌握电流、电压的简单计算讨论、讲授教学重点：授课对象.电流、电压参考方向.电流形成条件、电流和电压的计算教学难点：电流、电压的参考方向教 学 内 容参考教法复习及引题：电路的三种状态,重点短路状态的危害性和防止措施：加装熔断器，实物讲解熔断器结构，结合已学知识讨论其工作原理总结:电流大，产生热量使其温度达到熔点，熔断保护电路作用引导电路中电流如何产生及影响因素引入课题一、电流［1］电流现象：定义：带电粒子（自由电荷）的定向移动形成电流形成原因：投影P4图13：自由电荷在无电场区域，自由无规则热运动；在电场中受电场力作用，同种电荷受同向电场力，向同一方向运动。进一步说明电流的条件：［1］存在自由电荷｛内因｝［2］导体两端保持一定电压（电位差）｛外因｝电流在电路的表现：热、磁、化学效应。［2］电流强度：简称电流定义：单位时间通过导体横载面的电荷量定义式： I=q/t单位及换算：电量单位：库仑-C;时间：秒-s;电流单位：安培-A安培的定义：若1秒内通过导体横截面的电荷量为1库仑，则电流为1安培。表示A介绍：毫安（mA）微安（uA）:［3］电流的方向：规定：电路中正电荷定向移动的方向。简述金属导体、酸、碱、盐等溶液形成电流的方向（讨论）参考方向：必要性，研究具体电路，往往难以判断电流的实际方向，采用选取参考方向的方法：步骤：［1］分析电路时，任选一个参考方向［2］实际电流可能和参考电流同向或反向，电流引入代数量表示：分析计算结果为正，表明实际方向同参考方向，为负，反向。注意：口］未选参考方向,正负无意义［2］今后相关电路电流均为参考方向，不一定是实际方向结合上节实践性作业.展开讨论加深对电路状态及熔断器的深刻理解结合匀强电场,说明电场及不同电荷爱电场力方向可细述金属、酸等溶液自由电荷形态及电场中运动方式简要说明电路中电流既表示电流现象又表示衡量电流强弱的物理量板书换算关系并举例讲解注意科学计数法的运用可叙述原因是正、负电荷向不同方向运动碱地板图说明参考方向标注方法

结合右图：I参考方向，若电流分别为I=-3A及I=12A时电流大小和实际方向。学生练习：投影P5图1-6,学生练习，讲解共性错误［4］电流分类及表示：投影图1-5,说明电流分类直流电流：强调大写字母I的表示交流电流:小写字母表示：1［5］电流计算实例：举例：5秒种内通过导体横截面的电量为0.05库仑求电流大小，折合多少mA解：I=q/t=0.05C/5s=0.01A=10mA二、电压物理意义：电荷在运动过程中能量的得失是因为电场力的作用，为衡量电场力做功的能力引入电压(又名电位差)［1］定义：把单位正电荷由A点经任意路径运动到B点时，该电荷获得或失去的能量定义为电压，符号u定义式： Uab=W/Q分类：直流U、交流u、交直流(小写符号大下标)［2］电压方向：说明：+e由A点运动到B点时，该电荷失去能量，A点高电位，B点低电位，即电压降；+e由A点运动到B点时，该电荷获得能量，则A点低电位，B点高电位，即电压升。电压的方向，习惯上规定：电压的实际方向是高电位指向低电位方向，即电压降方向。类比电流,电压亦采用参考方向表示：三种表示形式｛1｝箭头；｛2｝+高电位、-低电位｛3｝形同加下标形式同样用代数量表示实际电压方向与参考方向间关系例：若右图(A)中U=-12V则实际电压方向与参考电压相反［3］关联参考方向：电压参考方向与电流参考方向相一致称关联参考方向。举例画图说明 —1^心^否则为非关联参考方向［4］应用:例口］电压参考极性见右图，若山=5V,UAB=-3V,说明实际电压极性。分析解答：略例［2］设一正电荷的电荷量为0.003C,它在电场中由a点移到b点时，电场力所做的功为0.06J,试求a和b点间的电压?另有一正电荷的电荷量为0.04C,同样在电场中由a点移到b点时,电场力所做的功多大？解： (1)Um,=W,"Q=20V(2)Ww)=Q.Uab=0.8J总结：［1］正确理解电压、电流方向，并能结合参考方向判定实际方向［2］要求能熟练进行运用电流、电压定义式的计算作业：Page26No1,2,3——>I 1 1—简介图像法表示是电工分析的一种手段为考虑电子技术有必要简介脉动直流电流；交宜流电流及表示(区别交流电流在于下标的大小写］板书：电压、电位差强调：电场力简介单位：千伏、伏特、毫伏简要提及电位概念+ U0 1i o(A)R 1~~——O(B)Ra Uw b° 1 1 o(C)R可根据需要说明关联参考方向所有物理定律为定义式形式，例V=I*R而非关联参考方向加负号：V=-I*R+ 5 _° k i 0 (A)Ra U” b0 1 J o(B)R

第一章电路的基本概念和基本定律1.2电路中基本物理量{2}教学目的：授课方式理解零电位点及电位的概念掌握电位的计算方法多媒体教学教学重点：授课对象电位的概念电位的计算方法教学难点：电位的计算方法教 学 内 容参考教法复习［1］电流定义，计算公式［2］电压定义、定义公式、表示及参考方向［3］判断关联与非关联参考方向在复习电压基础上结合右图投影说明：在简单电路电路工作状态用U,I表示非常明显、直观，但是对于复杂电路如图，用电压、电流表示则存在繁杂的缺点，需要众多电压、电流符号。在复杂电路特别是电子电路中采用电位表示。新授内容：一、电位电位的表示：和研究液体内部一样，电路分析中，我们常指定电路中的某一点为参考点，其它各点相对于该参考点的电压降，称为该点相对于参考点的电位。2.零电位点：上述所选定的参考点，称为零电位点，也就是规定该点的电位为零，即匕=Oo一复习提问：V7ri［i~|京&nF］”VII V8 VB E ♦no-电子投影：复杂电路图分析：十二个元件用电表示至少需要12个电f可类比水位、高度表示强调电位也是电压,但相对于参考点电压压E为注意说明,［11由于是参考点，故可以任意选择；［2］一般常见选取方法：(1)在工程中常选大地作为电位参考点；(2)在电子线路中，常选公共线或机壳作为电位参考点。(3)电路分析中常选择电源的两极之一,最常见是负极。［3］在电路图中通常用符号表示零电位点。3.电位定义：在确定了零电位点后我们可进一步明确电位的定义：电路中某一点M的电位火就是该点到电位参考点A的电压，也即M、A两点间的电位差(即电压)，即Um=Uma说明：［1］电位是代数量、有正负值之分，正值表明电位高于零电位，反之低于0，等于0则两点等电位。［2］单位同电压一样为伏特。［3］任意两点间电压也即为两点间电位差：即匾=匕-K4.采用电位的分析方法优点：解释公共线：因电子电路元件的联结常汇集于一公共端机壳:一般要求接地处理。+&-昌］ ― -：结合“b三种取值＞0、＜:0的说明E0、设计课时2课时

［1］简洁方便，所以在复杂电路中和工程上和分析广泛应用。［2］测量方便，工程中可用万用电表电压档即可测定，方法是黑表棒接于选定的零电位点，红表棒接触待测点。根据指针偏转方向确定电位正、负值，读数为电位大小。5,电位与零电位的关系｛结合实例说明｝【例题】如图电路，已知：用=必=6C,%=2C,/Fl.5A,4=0.5A,乙=1A。求a,b,c三点的电位匕、K,/、以》。解:选d点为零电位点，a点电位：匕=圆=石Z,+及13=10V,b点电位：儿=儿=RIf2QxO.5A=1Vc点电位：Ve=m=-Rm=-5V电压如=匕-K=10V-IV=9V改选b点为零电位点，K=0a点电位：匕=匾=%=9V,c点电位：匕=K=-兄乙=-6V电压“b=%-K=9V-0V=9V分析：参考点因人而异，不同的零电位点，相应点电位会不相同，与零电位点有关；而任意两点间电压值即两点间的电位差不应发生改变。结论：［1］电位是相对的，相对于参考点，［2］电压是绝对的与参考点选取无关.一申能..电功的计算公式电能即电功，结合电压的定义及公式，说明电场力做功公式W=Uq=Ult焦耳定律：电流所做的功与通过导体的电流I、两端电压u及通电时间t成正比。.电功的单位：焦耳及千瓦时（度）.电流做功的实质：电能转化为其它形式的能的过程。.应用举例：一220V,40W白炽灯，接于220V电压，求取用电流？若平均每天使用2.5小时,电价每千瓦时0.42元,求每月30天计应付出电费？解题：I=P/U=O.18A t=2.5*30=75HW=Pt=O.04KW*75H=3KWHM=3*0.42元=1.26元三、电功率：作用：衡量电流做功快慢的物理量定义：单位时间内电流所做的功的大小P=W/T=UI说明：电功率大小和电压及电流成正比单位：千瓦（KW）,瓦特（W）工程上功率可用瓦特表测量，而电功用电能表（瓦时表）测量学生练习：投影习题：一个电阻10。的电阻通过0.5A电流,电阻消耗功率多大？一个20c电阻接于16V的电压上,所消耗功率又为多大？总结■通过本节学习正确理解电位的概念及表示方法、电位与电压的关系，进一步掌握电功及电功率计算。作业：Page27No1.16、1.17,1.18结合上图比较用电压描述至少需要12个，而采用电位表示则仅需8个，且可方便转换成所有电压，可采用演示实验或多媒体示教为进一步巩固可安排实验通过实例说明但只要初步了解，具体计算方法后继课程介绍n"Us4纯电阻电路后续举例简介换算讨论,学生讲解此处可根据需要引入关联及非关联参考方向下的功率计算及元件性质的判断

第一章电路的基本基本概念和基本定律1.3—4电源与电源电动势电阻设计课时 2课时教学目的：授课形式：理解直流电源的工作原理及电阻形成、影响因素正确理解电动势定义及电压关系掌握电阻定律及电阻与温度的关系的计算讲授、讨论教学重点：授课对象电动势、端电压的关系全电路欧四定律及应用教学难点：电源、非静电力的作用教 学 内 容参考教法复习引题：提问形成电流的条件引入保持导体间电压的装置是电源，讨论电源的种类，引入课题：电源及电源电动势课时1新授内容：1.3电源与电源电动势一、电源定义及分类［概括］把其它形式的能转化为电能的装置称电源电源分类：常见电池和发电机。电池分干电池和蓄电池板图简单电路：说明：{1}内电路：电源内部的电路外电路：电源外部的电路{2}A是电源正极、B是电源负极说明:电源的作用就是把正电荷从负极移送到正极、或揩负电荷由正极移送到负极，为分析方便之见，采用前者正电荷说法说明。二、电源工作原理：以干电池为例说明{1}非静电力：电池内电场的方向是由+极到-极，正电荷要由-移到+,须存在一种力反抗静电场的力，即非静电力。不同电源非静电力不同，电池：化学能发电机：电磁能{2}工作过程：外电路开路，非静电力将正电荷由-到+,两极呈异种电荷积聚，形成由+到-的电场，静电力呈加强趋势，一定时两力平衡，两极建立起一定电压若外电路通路状态，正电荷由外电路+到I与负极电荷中和，电场减弱，平衡被破坏，非静电力战胜静电力，再次招正电荷拉向+极该过程中非静电力要做功，循环往复，不断将其他形式能转化为电能。电源就是将其它形式能转化成电能的装置结论：(1)同一电源，非静电力将一定量正电荷由-到+所做功一定，不同电源，非静电力将相同量正电荷由-到+所做功不一定相同(2)在移送同样多电荷情况下做的功越多，电源把其它形式能转化为电能的本领越强，用电动势表示三•、电动势定义：电源内部非静电力把正电荷从负极经电源内部移送到正极结合阅读材料简介新型蓄电池或要求课后学生自习RLi1占二!I11=1强调非静电力作用说明：干电池是将化学能转化为电能发电机是将机械能转化为电能投影结论

所做的功与被送电荷量的比值称电源电动势板书定义公式：E=W/Q单位说明：同电压单位说明：口］每个电源的电动势由电源自身决定，与外电路无关可比较电压公式说明电动势单位［2］电动势标量，各电流一样有规定方向，自负极由电源内部指板图电动势方向标注向正极。［3］干电池电动势1.5V,蓄电池2V四、电动势与电压的异同相同：两单位及定义公式形式相同A正般7V*.>A)UmB不同：{1}物理意义不同，电动势反映非静电力，电压反映电场力做功的本领。{2}一电源，既有电压又有电动势，电动势仅存在于内部，而电压既存在于电源内部，又存在于电源外部。说明单位及定义公式形式相同电源电动势在数值上等于电源两端的开路电压可简介测定方法，全电路{3}电动势与电压的方向相反，电动势由电源内部负极指向正极，而电压由正极指向负极。由电路中起连接作用的导体引入课题：L4电阻课时2新授内容：1.4电阻一、电阻定义及形成原因：定义：导体对电流的阻碍作用的性质形成原因：自由电荷在电压电场作用下定向移动与围绕平衡位置无规则振动的物质微粒碰撞形成对电流的阻碍。二、影响导体电阻的因素：欧姆定律中进一步阐述板书提问形式讨论总结影响因素有：L、S,p及温度t［1］电阻定律：内容：略投影简介公式： R=pL/SP电阻率。.m;说明p与导体几何形状无关，只与材料性质及所处条件（温度）有关.材料导电性能分类：⑴导体P<10F：m{2}绝缘体p>101Q.m⑶半导体P介于上两者之间{4}超导体p=O说明:电阻率越大,导电性能越差.⑵电阻与温度关系,温度影响原因：⑴温度升高，热运动加剧，碰撞更频繁；{2}温度升高，带电质点数增加更易导电。电阻随温度变化，取决两者中谁主导且不同材料受温度影响不同。分类说明：{1}一般金属导体，自由电子数几乎不随温度变化，而碰撞次数反而增加，故温度升高，电阻加大.应用：电阻温度计，钳丝范围（-263一—lOOO't）⑵少数合金电阻，几乎不受温度影响{3}超导体：在极低温下一些合金和金属氧化物电阻忽然消失为0的现象，称超导现象。温度系数a—衡量温度的影响：定义：温度每升高1°C时电阻所变化的数值与原来电阻值的比可结合深夜打开白炽电灯易损坏说明板书

值。单位1/°C定义式： a=（R2-R1）/R|（ta-ti）即： Rz=Ri［l+a ］三、电阻器：」｛1｝分类：固定电阻、可变电阻（电位器）｛2｝结构分类：膜式（碳式、金属膜）、绕线｛3｝标称：直标、文字符号、色标四、应用举例：口］一电炉，炉丝长50M,镖珞丝，若电阻5欧，问截面积多大？［电阻率为1.1*106欧米］解：S=pL/R=1.1*105欧［2］测定电机温度,工作前电阻值0.15欧，（20度室温），运行后,电阻值0.17欧,求此电机内部温度（铜导线）温度系数查表解查表a=4.1*10""匕t2=（fe-Ri）/R>a+ti=52°C总结：“通过本节学习，要能正确理解非静电力的作用及电动势概念，注意区分电压、电动势；掌握电阻定律及温度对电阻的影响，并在熟练运用电阻定律进行计算.作业：Page26Noll,12,13注意a是平均值，上式为近似式简介或要求学生看阅读材料讨论，提问

第一章电路的基本概念和基本定律1.5欧姆定律设计课时 2课时教学目的：授课形式：［1］掌握部分电路欧姆定律及电阻伏安特性［2］掌握全电路欧姐定律、理解电源的外特性［3］熟悉电阻电路电功、功率计算讨论、讲授教学重点：授课对象电阻的伏安特性全电路欧姐定律教学难点：全电路欧婢定律及电源外特性教 学 内 容参考教法采用直接引题：电路中最重要基本定律之一欧姆定律，用于确定基本电路中电压与电流关系L1部分电路欧姐定律：“｝内容：导体中的电流与它两端的电压成正比，与导体的电阻成反比表达式形式：I=U/R或：U=IR单位：分别安培、伏特、欧姆｛2｝注意事项：变化R=U/IR是导体属性，不能理解为与电压成正比，与电流成反比。L2电阻的伏安特性：导体电压、电流间的关系称伏安特性表示形式伏安特性曲线：横坐标为电压、纵坐标为电流根据伏安特性分类：线性电阻非线性电阻3欧婢定律运用：举例：某一线性电阻，两端电压15V,电流3A,当电流上升到5A时，电压多大，电阻为几欧姆？分析：口］线性电阻不变，未特殊说明均为线性［2］电压与电流成正比解题过程:R=15V/3A=5。U=5A*5Q=25Q学生练习板演：电阻中电流随电压变化,若电阻5欧，作出电流随电压变化曲线,电阻若增大到10欧,曲线如何变化,若减小到2.5欧,又如何？分析见右图：强调画法，过原点，两点确定直线，另设一电压，求电流，找对应点。演练一条，学生练习。1全电路欧姆定律（闭合电路欧姆定律）结合电源说明：内电路亦有电阻，内电阻，小r表示内电路表示成电动势串内阻形式说明部分电路即电路的一部分,非完整电路工作状态由该部分电路两端电压及电流反映可适当补充关联参考方向及非关联参考方向下两种形式U如：二极管可结合上图说明斜率与电阻关系，进一步引伸坐标系U,I交换全电路：含有电源的闭合电路，如下图

闭合电路电流应遵循规律：可由能量转化与守恒定律及焦耳定律决定电源非静电力做功：归Eq=Eit内阻及外电路消耗：Q=RI2t+rI2tW=Q有： E=RI+rI或： I=E/(R+r)即全电路欧姆定律：闭合电路内的电流，跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比。2端电压结合E=RI+rI说明：其中U=IR称外电路电压，又称端电压；而U'=rl称内压降有 E=U+U5即:电源电动势等于内外电路电压降之和.例题：上图电路中，已知电源电动势E=24V,内阻r=2C负载电阻R=10Q,求⑴电路中电流；(2)电源的端电压；(3)负载电阻R上的电压；(4)电源内阻上的电压降.解：(1)I=E/(R+r)=24/(10+2)=2AU=E-Ir=24-2x2=20VU=IR=2x10=20VU*=Ir=2x2=4V3电源的外特性分析：电源E和r是一定的，当外电路R变化，输出端电压发生变化由闭合电路欧姆定律分析，当R增大，电流I减小，电压U上升；反之I增加，U下降。外特性定义：式U=E-Ir反映端电压U随电流I的变化关系，称电源的外特性.可用外特性曲线表示两种特殊情况：口］外电路断路即R无穷大，1=0,U，=ri,U=E利用该特性用内阻很大电压表粗略测电源电动势［2］外电路短路，U=0,I=E/r,由于电源内阻很小，电流很大，极易损坏电源。为防止：［1］不允许内阻小电流表测短路电流；［2］须加保险装置。说明：［1］不同内阻，对输出电压的影响不同，内阻小，端电压接近E［2］若内阻为0,U=E,理想情况例题(常用电动势、内阻的计算)：右图电路，当单刀双掷开关S合到位置1时，外电路的电阻兆=140,测得电流表读数乙=0.2A;当开关S合到位置2时，外电路的电阻尼=9Q,电流表读数4=0.3A;试求电动势6及其内阻ro解：根据闭合电路的欧姆定律，列出联立方程组(当S合到位置1时)E=R2l2+rI2(当S合到位置2时)解得：r=1£1=3V。本例题给出了一种测量直流电源电动势£和内阻「的方法。由例题说明：测量电动势和内阻方法；引伸一般电路两种状态转换解题方法：列方程组求解1电阻元件上消耗的能量与功率：简介电功计算公式：w=Ult1IsL_^__S/十1~土阻元件即纯电阻

结合欧姆定律I=U/R得：W=I2Rt=u7rxt实质纯电阻电路吸收的电能全部转化为热能3.2额定电压、额定功率：简介白炽灯功率的表示形式“220V、40W”及含义说明：实际工作电压和实际功率相关计算应用可引导学生自己结合P21例题自学或讲解。简介对应纯电阻的功率形式，急结.本节重点是全电路欧姆定律，通过学习要能理解和熟练掌握相关端电压、内压降，学会电动势和内阻的求解方法，正确理解电源的外特性，特别是内阻大小对端电压的影响。作业：思考与练习，时间允许可思考与练习Page26Nol2,13,14课堂讨论

教学目的：授课形式：理解负载获得最大功率的条件掌握最大功率的计算掌握焦耳楞次定律讲授教学重点：授课对象负载获得最大功率的条件最大功率的计算教学难点：负载获得最大功率的条件教 学 内 容参考教法复习引题：［1］全电路欧姆定律内容及公式形式［2］含源电路的外特性：说明端电压和负载电流间关系，说明当外电路发生变化所获得功率也将发生变化，引入课题：；负载获得最大功率的条件L1全电路功率：结合右图由全电路欧姆定律及端电压：〃=£-/r，\是问U可得 UI=EI-fr其中£7电源功率，方内阻消耗功率，〃/输出功率。由于电源要提供能量，则向外输出最大功率也同样是电源性能指标。1.2最大输出功率由右图及外特性说明：电源E,r一定，若负载R增.I下降，而U上升，反之1增加，U下降，P变化规律及何时最大：P=fR=R(E/R+r)2变换：P=R百/(R+r)z=R百/(R-r)2+4Rr=百/((R-r)2/R+4r)分析：E,r是常量与外电路无关，比较当R=r时分母最小，比值最引导学生讨论———大，即输出功率最大。最大输出功率计算公式：%*=〃/4r=/4R结论：外电路电阻等于电源内阻时电源输出功率最大。即电源输出功率或称负载获得最大功率的条件是：外电路电阻等于电源内阻说明：［1］上述称负载与电源匹配，或称阻抗匹配。［2］同理内阻上消耗的功率也和负载得到的一样最大，所以电源的效率仅50%简述电子技术放大电路前后级连接问题须考虑应用举例：“｝一电源的电动势£=8V、内阻r=0.5C,问：负载电阻A为多大时可获得最大功率及大小解：由最大功率条件兄=r=0.5。负载获得功率最大，由最大功率公式：4,=片/4r=/4R=g/4xO.5=32W2课时第一章电路的基本概念和基本定律1.6-7第一章电路的基本概念和基本定律1.6-7负载获得最大功率的条件及焦耳-楞次定律

设计课时⑵右图所示电路，直流电源的电动势£=10V,内阻r=0.5Q,电阻尼=2C,问：可变电阻吊调至多大时可获得最大功率4.?分析：此题问俗何值时功率最大，所以把视作唯一负载，（用+二）视为电源的内阻，进行求解。解：将（A+r）视为电源的内阻，贝1]m=用+r=2.5。时，R?获得最大功率E2匕ax=—=1OW

4Rp{3}学生练习：一电源电动势E=20V,内阻为2欧，外接0—10C电位器，问何时电路中电流最大,何时电压最大，何时功率最大?各分别多大？2.1焦耳-楞次定律[1]热效应及影响因素电流的三种效应引入电流的热效应。叙述电流热效应的机理：载流子定向移动与物质微粒碰撞产生热量，联系电阻的成因即说明是电阻的作用。简介影响电流产生热量的物理实验：I、R、t焦耳-楞次定律：电流通过导体所产生的热量与电流的平方、导体电阻及通电时间成正比。定义公式： fRt相关单位Q焦耳，其它分别A、Q,s[2]纯电阻电路电流热效应的实质是电能转化为热能的过程。纯电阻电路电能全部转化为热能，有（=。故纯电阻电路『=IUt=if/Rxt=Pt常见纯电阻电路：电炉、电烙铁、电烘箱、白炽灯……非纯电阻电路：电动机、变压器[3]应用举例：一白炽灯“220、40W”接于220V电路中，2小时产生的热量多少？分析：白炽灯工作原理利用热效应到白炽状态，为纯电阻性质；并由于实际电压等于额定电压，功率为额定功率。解：Q=Pt=40Wx2x3600S=2.88x105J复习讨论引导学生回顾初中相关实验强调定义公式为通用公式可简介导线中热效应的危害，电气产品额定复习讨论引导学生回顾初中相关实验强调定义公式为通用公式可简介导线中热效应的危害，电气产品额定值意义及注意事项通过本节学习要正确理解负载获得最大功率的条件，学会正确应用;熟悉和理解纯电阻及非纯电阻电路区别及相关热量的计算.作业：Page25思考与练习题:N。1、2Page27:No1.21

第二章直流电阻电路2.1电阻串联电路及应用设计课时 2课时教学目的：授课形式.掌握电阻串联的特点.掌握利用串联特点及分压公式进行计算.理解和掌握电压表量程的扩展讲授教学重点：授课对象分压公式计算电压表量程的扩展教学难点：电压表量程扩展教 学 内 容参考教法复习引题：［1］电阻定义及影响因素［2］实际应用中若U额=110V电灯能否接于220V电路中,若不能接可采取任种措施引入：电阻串联电路及应用简介串联的运用：引导学生阅读P28“圣诞电灯”部分电路的连接方式：串联、并联、混联。结合右图分析：由干个电阻依次连接，中间没有分岔支路的连接方式，0U电路的串联。电阻串联电路的特点设总、电压为U、电流为人总功率为Po特点外.电流关系： I=h=12= = In.电压关系： 〃=〃+〃+……+优.等效电阻： R~R\+%+…+兄二、分压及功率分配公式：结合上述三特点分析推导：1•分压关系： ¥*=,,・*=%"2 %R2.功率分配： 与=3=...=与=4=产讨论：两只电阻用、及串联时，等效电阻斤二分+尼，则有两电阻分压公式U\=-4-U,u2=-R1~u+R） 7?|+Z?2三、计算应用：例［1］：有一盏额定电压为Ui=40V、额定电流为/=5A的电灯，应该怎样把它接入电压U=220V照明电路中。分析：将电灯（设电阻为品）与一只分压电阻R?串联后，接入U=220V电源上，见右上图解法一：分压电阻尼上的电压为Ui=U-«=220-40=180V,且乙=RJ,贝［|讨论、总结：［/可变压,继而直流呢？［2］串联电阻。复习提问串联特点：口］电流关系；［2］电压关系［3］电阻间关系I. Xi Jh'电阻的串联在上述复习基础上总结要求熟练掌握0=0_<=）-0弓1:申三个赢以至多个电阻（简介）

_t/2_1801V7———~~~~~一JO12解法二：利用两只电阻串联的分压公式U।-——।r-U»且R］= =8Q,可得凡=R.U~Uy=36Q1U、即将电灯与一只36Q分压电阻串联后,接入〃=220V电源上即可。四、电压表的量程的扩展结合实例分析：例［2］:有一只电流表，内阻吊=1kQ,满偏电流为4=100"，要把它改成量程为a=3V的电压表，应该串联一只多大的分压电阻/??分析：画实现电路右图所示。说明⑴满偏电流、满偏电压及表头内阻及含义{2}串联电阻扩展量程原理结合该题：该电流表的电压量程为"=凡4=0.1V,与分压电阻R串联后的总电压44=3V,即将电压量程扩大到n-UJ"=30倍［称放大倍数］。利用两只电阻串联的分压公式，可得则Un-V&(u )4 g［4/ g结论：［1］电压表扩展原理：利用并联电路分流公式，采用并联适当电阻分流的方式实现。分压的实际意义，在电路中若电源电压大于设备额定电压，可采用串联分压电阻的方法解决。［2］将一只量程为&、内阻为兄的表头扩大到量程为生所需要的分压电阻为A=(〃-1)兄，其中〃=(〃/⑷称为电压扩大倍数。五、学生练习：一电流计，内阻10。欧，满偏电流为3mA,将其改装成6V电压表，如何实现？要求学生练习，并课堂演算解:得:串联电阻R=L9千欧叙述相关参数可利用方〃-4'凡叙述相关参数可利用方〃-4'凡股4/4=4/4-吊或参阅P31例题.2.2结合Page31图2-5简要介绍多量程实现方法要求学生课堂练习须画图{1}熟悉掌握串联电路特点{2}掌握两电阻串联分压公式及要能熟练运用{3}理解和学会电压表量程的扩展方法作业：Page31思考与练习题No2、3补充：一电流计，内阻10。欧，满偏电流为3mA,将其改装成电压扩大倍数为100的电压表，如何实现？

教学目的：授课形式.掌握并联电阻电路的特点.掌握分流公式及电流表的量程的扩展.掌握并联特点、分流公式及量程扩展计算讨论、讲授教学重点：授课对象并联电阻电路特点并联分流公式及量程扩展计算教学难点：电流表量程扩展教 学 内 容参考教法复习引题：［1］串联电阻电路特点及分压公式［2］类比“圣诞彩灯”讨论照明电路的接法引入电阻的并联并联定义:电路中，将若干个电阻的一端共同接于电路一点，而另一端同接于另一点的连接方式.结合右下图说明一、电阻并联电路的特点设总电流为I、电压为U、总功率为Po并联电阻电路中电压、电流及电阻间关系：强调等效电阻的倒数关系：4=!+!+…R& (二、分流作用及功率关系：1.分流关系： Rh=R2I2=•••=Rnln=RI=U特例：两只电阻R\、是并联时，表示为用//尼：等效电阻RR犬=/々-，有分流公式&+r2/,=-^/, 4=-^/R］+7?2 "+62.功率分配：R\P\=RR=…=RP"=RP=廿三、并联电路计算应用举例右图所示，电源供电电压〃=220V,每根输电导线的电阻均为R=1Q.电路中一共并联100盏额定电压220V、功率40W的电灯。假设电灯在工作(发光)时电阻值为常数。试求：(1)当只有1。盏电灯工作时，每盏电灯的电压〃和功率A;(2)当100盏电灯全部工作时，每盏电灯的电压〃和功率A。解：结合电路图分析，强调学生养成画电路图分析的习惯每盏电灯的电阻为R=O/P=1210Q,〃盏电灯并联后的等效电阻为兄=R/n根据分压公式，可得每盏电灯的电压：11- IT问书J提板。J昌复习讨论并概括：口〕电流关系；［2］电压关系［3］电阻间关系可适当介绍电阻的电导：电阻的倒数，G表示，单位：S.西门子并联等效电阻电导形式：G=G+G+ +Gn要求学生注意分子电阻与所求电流的关系并熟练掌握2课时第二章直流电阻电路第二章直流电阻电路2.2电阻并联电路及应用设计课时结合电压表量程扩展引导学生思考强调求分流电阻方法及公式R结合电压表量程扩展引导学生思考强调求分流电阻方法及公式R=—2-及

n-\"=“/(4-4)77,2功率 aR(1)当只有10盏电灯工作时，即〃=10,则R“=R/n-121Q,因此：r rj2U,=——2—。=216V,匕=1=39W2Rt+Rn R(2)当100盏电灯全部工作时，即〃=100,则尼=兄々=12.1QU,=—4-t/«189V,B=^»29Wl2&+Rn R四、电流表量程的扩展：原理:利用并联电路分流公式,采用并联适当电阻分流的方式实现。实现原理如右图，结合实例说明电阻大小的确定方法例：有一只微安表，满偏电流为4=100.、内阻尼=1k。，要改装成量程为乙=100mA的电流表，试求所需分流电阻凡解：画实现电路如右图示，{1}设〃=/“/4(称为电流量程扩大倍数)，根据分流公式可得本题中n=In/Ie=1000,结论：［1］揩一只量程为4、内阻为4的表头扩大到量程为In,所需要的分流电阻为R=&/(〃-1),其中"=(A/4)称为电流扩大倍数［2］分流的实际意义，在电源为电流源电路中若电流源电流大于设备额定电流，可采用并联分流电阻的方法。电流源在下章介绍五、学生练习：一电流计，内阻10。欧，满偏电流为3mA,将其改装成3A电流表，如何实现？［采用两种以上方法计算］分析电流表扩量程涉及计算公式及方法要求学生练习，并课堂演算六、总结：通过本节的学习⑷掌握并联电路特点{5}重点要理解和掌握两电阻并联分流公式{6}学会电流表扩量程方法及并联电路相关应用作业：Page34思考和练习No2Page57No2.7补充：一电流计，满偏电流为3mA,并联接入电阻为2欧，将其改装成3A电流表，问电流计的内阻多大？第二章直流电阻电路电阻的混联电路设计课时 2课时教学目的：授课形式.掌握混联电路的分析方法.理解混联电路等效电路化简方法讲授教学重点：授课对象混联电路的分析方法混联电路等效电路化简方法教学难点：混联电路等效电路化简方法教 学 内 容参考教法复习结合复习串、并联电阻电路定义，分析右图引入既含串联又含并联电阻的电路--混联电阻电路新授：一、混联电路概念：定义：在电阻电路中，既有电阻的串联关系又有电阻的并联关系，称之为电阻混联。简介：二端电路:如右图电路的一部分,对外引出两个端钮.二端电路的等效电路：若两二端电路对外的伏安特性完全相同，则称两二端电路等效。对于混联电阻电路，利用电阻串、并联公式逐步化简电路，求出与之等效的电阻。二、混联电路分析步骤对混联电路的分析和计算大体上可分为以下几个步骤：.首先整理清楚电路中电阻串、并联关系，必要时重新画出串、并联关系明确的电路图；.利用串、并联等效电阻公式计算出电路中总的等效电阻即等效电路；.利用已知条件进行计算，确定电路的总电压与总电流；.根据电阻分压关系和分流关系，逐步推算出各支路的电流或电压。二、解题举例例1｝如右图所示，已知用=鹿=8。，后=吊=6。，尼=尼=4Q,A=后=24C,%=16。；电压〃=224V。试求：1)电路总的等效电阻如与总电流4;2)电阻尼两端的电压“与通过它的电流几解：(DR、尼、尼三者串联后，再与此并联，E、F两端等效电阻为：

总的等效电阻总电流利用分压关系求各部分电压:ij- Ref tjRab=R\+Acd+/(2=28Q4=U/R^=224/28=8ALb)=AcdI2—96V,=—x96=48v24t/9=/?9/9=32V外片……CDj-Uef_oa/?5+8+Rg｛例2｝如右图所示电路，已知〃=10。，电源电动势£=6V,内阻r=0.5Q,试求电路中的总电流Io解:首先整理清楚电路中电阻串、并联关系，并画出等效电路，强调等效电路变换中等电势的概念及变换方法：等电位导线可缩为一点或延长。上电路变换后等效电路如下图所示。四只电阻并联的等效电阻为：R。=R/\=2.5Q根据全电路欧姆定律，电路中的总电流为重点强调等电位概念在变换中的运用学生练习：求下两图的等效电阻:重点强调等电位概念在变换中的运用G) (b)练习巡视，板演，共性问题讲解。总、结:通过本节的学习正确理解二端等效电路的含义，熟悉混联电路的一般分析方法,并通过适当的练习达到熟练掌握。作业：Page57No2.8(a)—(f)Page36思考与练习No2

第二章直流电阻电路基乐霍夫定律设计课时 2课时教学目的：授课形式理解电路相关概念掌握KVL和KCL,并能够熟练运用讲授教学重点：授课对象KVL和KCL及运用教学难点：KVL求回路电压及开路间电压教 学 内 容1及考教法简述引题：1、单、复杂直流电路简单直流电路：只须运用欧姆定律和电阻串、并联电路的特点及其计算公式，就能对其进行分析和计算.称之为简单直流电路。复杂直流电路：有的电路含有多个或一个电源，不能单纯用欧姆定律或电阻串、并联的方法化简，称之为复杂直流电路。投影右图说明。2、电路中的两种约束关系：[1]元件的伏安特性[2]由电路结构所决定的约束关系。由电路结构决定的约束引入基尔霍夫定律新授：一、电路结构中的相关术语名词：结合上图所示电路说明.支路：电路中具有两个端钮且通过同一电流的无分支电路。如电路中的ED、AB,FC均为支路，该电路的支路数目为b=3O含电源的称有源支路，无电源的称无源支路。.节点：电路中三条或三条以上支路的联接点。上电路的节点为A,B两点，该电路的节点数目为n=2O.回路：电路中任一闭合的路径。电路中的CDEFC、AFCBA、EABDE路径均为回路，该电路的回路数目为1=3。.网孔：内部不含有支路的回路。上电路中的AFCBA,EABDE回路均为网孔，该电路的网孔数目为m=2。.网络：在电路分析范围内网络是指包含较多元件的电路。二、基尔霍夫电流定律(节点电流定律)1.电流定律(KCL)内容[1]电流定律的第一种表述：在任何时刻，电路中流入任一节点中的电流之和，恒等于从该节点流出的电流之和，即rk]1r B C可强调电路的两种约束关系板书说明：回路与网孔的区别：网孔一定是回路，但回路不一定是网孔。

27=0说明：运用时要设定不同方向电流的正、负值，一般可选流入节点的电流前面取“+”号，在流出节点的电流前面取号，反之亦可。例如图中，在节点A上：7,-72+13-5=0。若取流入为负也可。[略][3]在使用电流定律时，必须注意：(1)对于含有〃个节点的电路，只能列出(〃-D个独立的电流方程。(2)列节点电流方程时，只需考虑电流的参考方向，然后再带入电流的数值。为分析筑路的方便，通常需要在所研究的一段电路中事先选定(即假定)电流流动的方向，叫做电流的参考方向，通常用“一”号表示。电流的实际方向可根据数值的正、负来判断，当/>0时，表明电流的实际方向与所标定的参考方向一致；当/<0时，则表明电流的实际方向与所标定的参考方向相反。[4]KCL的应用说明(1)对于电路中任意假设的封闭面来说，电流定律仍然成立。如右图中，对于封闭面S来说，有人+h=Z3o(2)对于网络(电路)之间的电流关系，仍然可由电流定律判定。如右图中，流入电路B中的电流必等于从该电路中流出的电流。(3)若两个网络之间只有一根导线相连，那么这根导线中一定没有电流通过。(4)若一个网络只有一根导线与地相连，那么这根导线中一定没有电流通过。三、应用举例：如图所示电桥电路，已知/i=25mA,4=16mA,12A,试求其余电阻中的电流A、k、&解：在节点a上：/=4+4，贝IJ4=25-16=9mA在节点d上： /=4+贝!|4=/-八=25-12=13mA在节点b上： Ii-It,L,贝(j76=A-75=9-13=-4niA电流人与人均为正数，表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相同，人为负数，表明它的实际方向与图中所标定的参考方向相反。四、基夫尔霍电压定律(回路电压定律)[1]电压定律(KVL)形式之一在任何时刻，沿着电路中的任一回路绕行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零，即Z0=o不能由其它方程推导出来的方程为独立方程投影以图示电路说明基夫尔霍电压定律。沿着回路abcdea绕行方向，有Uac=Uab+Ubc=R|/|+E|,t/ce=Ucd+Ude=-Uea=

不能由其它方程推导出来的方程为独立方程投影对于电阻电路来说，任何时刻，在任一闭合回路中，各段电阻上的由田蟀件版知笺不w中脂由不力挑的件坳和日n0J电小好H数和pJ口电/以mtfJH姒和，即。ZRi=£E在利用£4/=2E列写回路电压方程的须遵循的原则：(1)标出各支路电流的参考方向并选择回路绕行方向(既可沿着顺时针方向绕行，也可沿着反时针方向绕行)；(2)电阻元件的两端电压为士/?/,当电流/的参考方向与回路绕行方向一致时，选取“+”号；反之，选取号；电源电动势为土耳当电源电动势的标定方向与回路绕行方向一致时，选取“+”号，反之应选取号。[2]KVL定律形式之二在任何时刻，电路中任一回路中的所有电压升之和等于该回路中所有电压降之和。上电路： RU+Ei+Rh=R2I2+Ei[3]KVL的重要应用：用于求解电路中开路两点间电压：开路间可视作一电压为Uab电路元件，选顺时针环绕方向，运用KVL得-R\I\-Ei+Er&h-RzItU^O移项：Uab=~/fiI\~E\+Ei~Rah-Rih即：电路中开路两点间电压等于选定的路径上所有电压降的代数和。应用方法：根据所求开路间电压，选择适当的路径，按由“+”到方向上所有电压，按电压降为正，电压升为求和.五、应用举例：写出右图两网孔的电压方程要求用KVL两种形式分别列写两网孔中电压方程分析：强调环绕方向的选取，电压升、电压降的判定方法及的,[TW-Ji工<-1dIf/.凫Zl""oA&一 tFb.%确定解题中采用分析与引导学生练习相结合，RJ「R」2二r-e2R2I2+Rh=&7\/E\^D'5通过学习要能正确理解支路、节点、回路及网孔定义及熟悉判定掌握KCL内容及不同表述形式，学会应用；掌握KVL内容及不同表达形式，并学会求解开路间两点间电压.课堂练习：Page39思考与练习题:N。3作业：Page57No2.9、10,11学斗M三讲解力(

2.5支路电流法设计课时2.5支路电流法设计课时教学目的：授课形式.进一步掌握电路相关概念.进一步理解和掌握KCL、KVL应用.掌握支路分析法解题方法及在复杂电路中的应用。讲授教学重点：授课对象KCL,KVL应用支路分析法解题方法及在复杂电路中的应用。教学难点：方程的列写及求解教 学 内 容参考教法2课时复习：结合右图投影\ kI'id c给出问题.学生讨论口]支路、节点、回路及网孔概念给出问题.学生讨论节点数：n、支路数：b、网孔数m进一步网孔数与节点数，支路数关系：m=b-(n-1)[2]KCL,KVL内容及表述形式[3]将电路从f,c两点断开求开路外电压：要求学生分别选择两不同路径求解。结合要求解各支路电流引入新授：复杂电路分析方法-支路分析法新授：一、独立节点、独立回路：结合右图：说明独立节点、独立回路概念：{1}独立节点：对电路中每一节点均可写出对应电流须遵循的KCL方程形式，其中必有一个可由其他方程推导出，而不能由其他节点KCL方程导出的KCL方程，称独立节点方程，对应节点为独立节点。独立节点数：为n-1{2}独占回路：对电路中每一回路均可写出对应电压须遵循的KVL方程形式，其中必有一部分可由其他回路方程推导出，而不能由其他回路KVL方程导出的KVL方程，称独立回路方程，对应回路为独立回路。独立回路数等于网孔数：m=b-n+1结合上图，在理解概念要领基础上提问独立节点及独立回路二、支路分析法：[1]定义：以各支路电流为未知量，在已知电路结构及元件参数前提下，应用基尔霍夫定律列出独立节点电流方程和独立回路电压方程，联列方程组求解出各支路电流，进而可确定各支路(或各元件)的由乐乃m塞.汶种解决由能问题的方法nu做右踩由.流法.

三、方法及步骤：[1]选定各支路参考电流方向及回路环绕方向（一般多电源选取大电动势方向为环绕方向，电流方向亦参照）。[2]伏先列写n-1个独立节点电流方程，解b个电流缺b-（n-D个方程，不足补KVL独立方程。[3]列写m个网孔的KVL方程[4]联列方程组求电流[5]结合所求电流确定所需电压或功率。四、应用举例：[1]右图所示电路，已知£=42V,仞=21V,用=12。，是=30,尼=6。，试求：各支路电流7,、4、Tao分析：该电路支路数。=3、节点数n=2,所以应列出1个节点电流方程和2个网孔电压方程，并按照ERI=EE列回路电压方程的方法：解（1） 4=4+4 （任一节点）尼/+尼4=6+反 （网孔1）=-& （网孔2）代入已知数据，解得：/=4A,12=5A,/3=-1Ao电流，与4均为正数，表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相同，4为负数，表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相反。[2]图P50[3-19]电路中，已知6=40V,氏=5V,氏=25V,«=5n,尼=%=ioc,试求：各支路电流力、以h画图分析：首先确定各支路电流参考方向分析独立节点及独立回路，确定节点方程及网孔方程I\+11=A （任一节点）R\h-RJz=E\-& （网孔1）Rah+R2I2-Ez-Ei引导学生练习解题，再演示五、学生课堂练习：Page42思考与练习：N。2教师巡视、学生板演，结合巡视共性问题讲解六、总结：学会判定独立节点、网孔掌握支路分析法解题思路及方法，并能熟练应用作业：投影:可加强理解J-1"1l2ujtn□/R3

第二章直流电阻电路电路中各点电位教学目的：授课方式理解零电位点及电位的概念掌握电位的计算方法多媒体教学教学重点：授课对象电位的概念电位的计算方法教学难点：电位的计算方法效学方法设计：多•媒体教 学 内 容参考教法复习引题：复习电压的定义及计算公式、测量方法。电路中U和I,通过这两个物理量可以全面地反映电路的状态。在简单电路中表示非常明显、直观，但是对于复杂电路如图，用电压、电流表示则存在繁杂的缺点，需要众多电压、电流符号。在复杂电路中如何能简单地表示？结合生活中我们研究液体内某处时，为方便起见采用水位的表示方法，在表示空间某处位置时，引用了高度这个概念。同样在电路分析中采用电位的表示法。则可以给我们带来方便。今天我们来探讨电路中各点电位注：尽管前面已经简介了电位相关知识，这里进一步系统学习。新授：—电位与零电位点：和研究液体内'部一样，电路分析中，我们常指定电路中的某一点为参考点，其它各点相对于该参考点的电压降，称为该点相对于参考点的电位。一复习提问:rr呷呷中呷-43；--VII V8VB QT] *no-电子投影：复杂电路图分析：十二个元件用电压表示至少需要12个电压说明电位是相对的1.零电位点：所选定的参考点，称为零电位点，也就是规定该点的电位为零，即图0。注意说明,[1]由于是参考点，故可以任意选择；[2]但一般常见选取方法：(1)在工程中常选大地作为电位参考点；(2)在电子线路中，常选一条特定的公共线或机壳作为电位参考点。解释公共线：因电子电路元件的联结常汇集于一公共端设计课时2课时

［1］电位是代数量、有正负值之分，正值表明电位高于零电位，反之低于o［2］单位同电压一样为伏特［3］电压也即为电位差：所以匾=0-〃3.采用电位的分析方法优点：结合图［2］用电压描述至少需要12个，而采用电位表示则仅需8个，且可方便转换成所有电压，［1］简洁方便，所以在复杂电路中和工程上和分析广泛应用。［2］测量方便，工程中可用万用电表电压档即可测定，方法是黑表棒接于选定的零电位点，红表棒接触待测点。根据指针偏转方向确定电位正、负值，读数为电位大小。第2点我们在实验中进一步探讨。二电路中电位的计算方法电路分析中计算电路中某点电位的方法按以下步骤进行：(1)确定零电位点的位置；(2)选择合适的待求点到零电位点的路径(3)根据(或确定)待求电路中的电流，判定各元件两端电压的大小及正负极性；(4)从被求点开始沿指定路径到零电位点的所有电压降的代数和即该点的电位。注：电源电动势与电压降方向相反。【例1】如图2-23所示电路，已知：&=45V,氏=12V,电源内阻忽略不计；用=5%=4。，%=2。。求1.以A点为零电位点求三点的电位以、艮、6及电压及£2.4=0求电位〃、限仔及电压小£解:1.利用电路中A点为零电位点，电流方向为顺时针方向：/=Ei?=3A/?1+&+&B点电位：K=%=-Rd=-3Ax5Q=-15V｛引导学生可否由从另一路径来求解，分析给出结果用于比较｝或氏=-E\+RJ+Ez+RJ=-45V+3Ax2Q+12V+3Ax4Q=-15VC点电位：4=6-"/=45V-3Ax5。=30V或〃=屈/+与+RJ=3Ax2Q+12V+3Ax4Q=30VD点电位：%=%=氏+兄/=12V+3Ax4Q=24V或氏=Ez+RJ=12V+3AX4Q=24Vk=〃-Ik=30V-Rzl=30V-3Ax4Q=18V比较两种路径说明：电位的计算结果与路径选取无关,只存在简单与复杂之分.必须金意的是，参考点因人而异，不同的零电位点，相应点电位会不相同，与零电位点有关；而任意两点间电压值即两点间的电位差不应投影提问电动势方向与电压方向+&-Ei!“Aa分析一：电路第一次出现双电源在串联电路中单回路形式。分析二：要确定各点电位，需要确定电流,才可知道各电阻两端电压。分析三：电流利用等效电路和电源概念说明：串联元件次序无关；电源反串；电流方向在此例中由电动势电源确定。

比较上述可得出：［1］电位是相对的，相对于参考点，［2］电位与所选路无关［3］电压是绝对的与参考点选取无关.思考练习：【例2】如图所示电路，已知：6=10V,氏=5V,电源内阻不计；用=兄=6用=2Q,n=l.5A,4=0.5A,A=1A。求a,b,c三点的电位&、&、U…投影厂;丁解:利用电路中d点为零电位点，a点电位：0=%=&=10V,或Ua=Rh+RsA=6Qx1.5A+2Qx0.5A=10Vb点电位：〃=几=尼A=2QxO.5A=1Vc点电位：〃=%=一员=-5V或以=一族h+Rah=-6Qx1A+2QxO.5A=-5V重复说明说明:电位的计算结果与路径选取无关,只存在简单与复杂之分.总结：电位是相对于参考点的电压，是为分析方便引入的物理量,现在我们要学会电位的求法，在今后的学习中我们还将学会运用电位解释和分析物理现象.作业：Page44No2Page57No2.132.14要求学生思考，时间允许分析，练习视时间可在课堂练习完成

第二章直流电阻电路电压源和电流源及其等效变换［二］设计课时 2课时教学目的：授课形式正确理解实际电压源、电流源及对应理想形式理解实际电源和理想电源的伏安特性初步掌握实际电压源、电流源的等效变换讲授教学重点：授课对象实际电源和理想电源的伏安特性初步电源的等效变换方法教学难点：实际电源和理想电源的伏安特性教 学 内容参考教法复习电源电动势.电源的表示E及r引入电路分析中的电压源与电流源及其等效变换新授：一、电源的定义及分类：板节：两种电源的等效变换I定义：一个二端元件，其小或I.能保持一个定值或是时间的函数。分类：电压源、电流源独立源：能够独立地对外电路提供能量的电源。［以上板书］二、电压源电压源是指其电动势（或两端电压）保持固定不变£或是一定的时间函数e（t）。板书口］实际电压源是含有一定内阻气的电压源。―十V 0-1对应表示形式（或符号）图1注：电源电压、电流非关联参考方向L _其输出端电压或称VAR：V=E-nl图象形式：图2:体现/随负载的变化{对照前述闭合电路的外特性说明}［2］理想电压源：内阻打为零的电压源I2I电路表示形式（或符号）图3说明：理想电压源不存在，是对电源的一种抽象两重要特性：⑴V=E说明输出端电压等于E,与电流大小无关；{2}1=任意值说明流过电流可为任意值，I由外电路决定C|VE三、惠斯通电桥惠斯通电桥法可以比较准确的测量电阻，其原理如图2-22所示。石、尼、后、为可调电阻，并且是阻值已知的标准精密电阻。尼为被测电阻，当检流计的指针指示到零位置时，称为电桥平衡。此时，B、D两点为等电位，被测电阻为Ra=殳R、叫惠斯通电桥有多种形式，常见的是一种滑线式电桥。例:分析图示电路中若比增大,L,必L,分别如何变化？分析此题关键是％为理想电压源，其端电压始终不变。解：h上升.L不变,L下降三、电流源定义:一种不断向外电路输出电流的装置.实例：光电池[1]实际电流源：是含有一定内阻小的电流源。对应表示形式（或符号）图注：端电压、输出电流采用关联参考方向其输出端电流VAR:图象形式：图2:体现输出电流;随负载的变化[2]理想电流源：内阻rs为0的电流源电路表示形式（或符号）图说明：同理想电压源一样不存在，是对电源的一种抽象两重要特性：{l}I=Is说明输出电流等于Is.与电压大小无关；{2}V=任意值说明输出端电压可为任意值，V由外电路决定其VAR见图四、两种实际电源模型之间的等效变换[1]等效原理：实际电翥自用一个理想电压源/和一个电阻八串联的电路模型表示，其输出电压〃与输出电流/之间关系为U=E-rd实际电源也可用一个理想电流源人和一个电阻△并联的电路模型表示，其输出电压〃与输出电流/之间关系为U=rsls-r\I对外电路来说，实际电压源和实际电流源是相互等效的。[2]等效变换条件：{比较上两式等效}n>=is,E-rsls或Is=E/r0具体应用结合实例说明：五、应用举例：【例】一电路，已知电源电动势f=6V,内阻r0=0.2C,当接上月=5.8C负载时，分别用电压源模型和电流源模型计算负载消耗的功率和内阻消耗的功率。解：（1）用电压源模型计算：重点强调对内电路的不等效Is2=E2重点强调对内电路的不等效Is2=E2/R2=1AD内阻中的电流Ir= ，s=29A,内阻的功率尸,.=/；3=168.2W两种计算方法对负载是等效的，对电源内部是不等效的。【例】如右图1所示的电路，已知：E|=12V,E2=6V,/?i=3Q.&=6C,Rj=IOQ,试应用电源等效变换法求电阻当中的电流。解：(1)先将两个电压源等效变换成两个电流源，如图2所示，两个电流源的电流分别为：/si=EI/R=4A,(2)将两个电流源合并为一个电流源，得到最简等效电路，如图3所示。等效电流源的电流：/s=/si-/s2=3A其等效内阻为：(3)求出尺3中的电流为六、学生练习：Page50No5要求学生注意开路电压，即为电源电动势｛电压源电压｝由端电压,外电阻判定内阻。总结:电压源是指其电动势(或两端电压)保持固定不变£'或是一定的时间函数e(t)。实际电压源是含有一定内阻八的电压源；理想电压源：内阻为零的电压源。电流源：一种不断向外电路输出电流的装置.实际电流源：是含有一定内阻小的电流源；理想电流源：阻八为。的电流源，正确理解相关伏安特性。电压源电流源的等效变换条件是： n=八，E=Is-ElR作业:Page50思考与练习题：No6Page57No2.15

第二章直流电阻电路2.8叠加原理设计课时 2课时教学目的：授课形式掌握叠加原理及其应用对象理解两种电源的零值处理方法讲授教学重点：授课对象教学目的：授课形式掌握叠加原理及其应用对象理解两种电源的零值处理方法讲授教学重点：授课对象叠加原理及其应用教学难点：叠加原理具体应用教 学 内 容参考教法复习提问义提出若求少支路电流的方法：叠加原理新授：一、叠加定理的内容：当线性电路中有几个电源共同作用时，各支路的电流（或电压）等于各个电源分别单独作用时在该支路产生的电流（或电压）的代数和（叠力口）O实法是将复杂电路转换为简单电路的分析方法在使用叠加定理分析计算电路应注意以下几点：（1）叠加定理只能用于计算线性电路（即电路中的元件均为线性元件）的支路电流或电压（不能直接进行功率的叠加计算）；（2）电压源不作用时应视为短路，电流源不作用时应视为开路；（3）叠加时要注意电流或电压的参考方向，正确选取各分量的正负号。二、应用举例：例题1:如右图所示电路，已知后=17V,Ez=17V,兄=2Rz-1Q,尼=5O,试应用叠加定理求各支路电流h、Tao解：（1）当电源E单独作用时，将反视为短路，设%=RzHR=0.83Q%+"23 Z.83贝！1 入』一〃=5AR2+Ri「一^—/'=1A强调：适用于线性电路电压、电流,不适用于功率的叠加sR,+R,1

强调：适用于线性电路电压、电流,不适用于功率的叠加，3"=&k'=2A&+为(3)当电源笈、氏共同作用时(叠加)，若各电流分量与原电路电流参考方向相同时，在电流分量前面选取“+"号，反之，则选取"-"号：71= 7,"=1A, 乙=-皮+以=1A,A="+Z)"=3A该题亦可用支路电流法求解，要求学生列支路法方程组，比较两种方法简易小结：叠加原理同样具有局限性，电源不能太多，否则复杂一般适用于2〜3个电源，解题中相应：“三步曲”强调电流或电压分量方向例题2:右图电路中，已知笈=8V,员=6V,用=是=尼=2C,试应用叠加定理求：电流心电压UAB及后上消耗功率。解：[1]笈单独作用：&=8/3*2/(2+2)=4/3A[2]内单独作用132=6/3*2/(2+2)=1A[3]叠加：13=/31+/32=7/3A投影学生课堂练习：课本P51-10｛要求采用叠加原理求解｝总结,'[1] 叠加原理适用于线性电路电压及电流的叠加，非线性、功率不能叠加单个电源作用时,其他电源零值处理，即电压源短路、电流源开路解题中须按步骤，注意电压、电流符号变化投影作业：Page58No2.18,2.19

第二章直流电阻电路2.9戴维南定理设计课时 2课时教学目的：授课方式1、掌握等效电源定理一一戴维南定理2,熟悉戴维南定理运用及掌握运用方法讲授教学重点：授课对象1,等效电源定理一一戴维南定理2,运用方法教学难点：戴维南定理的运用教 学 内 容参*考教法复习：叠加原理及应用方法，引入线性电路重要定理：戴维南定理新授：二端网络的有关概念（简介）二端网络：具有两个引出端与外电路相联的网络。又叫做一端口网络。分类.［5无源二端网络：内部不含有电源的二端网络。［2］有源二端网络：内部含有电源的二端网络。复习,是向1-I!aO~~：M：!二、戴维南定理：又名戴维南等效电源定理{1}内容：任何一个线性有源二端电阻网络，对外电路来说，总可以用一个电压源员与一个电阻八相串联的模型来替代。电压源的电动势氐等于该二端网络的开路电压，电阻气等于该二端网络中所有电源不作用时（即令电压源短路、电流源开路）的等效电阻（叫做该二端网络的等效内阻）。该定理又叫做等效电压源定理。{2}应用：［1］用于求电路中某一支路电压或电流［2］用于分析电路某一元件性能参数变化带来的影响［3］用于分析含某一非线性元件的电路{3}运用方法：板书：并说明口］对外电路等效［2］线性含源二端电路［3］开路电压［4］电源零值处理［1］从待求支路两端断开电路，求开路电压［2］招二端电路中电源零值处理求等效电阻［3］画出等效电源，并将待求支路接入［4］利用全电路欧姆定律求解1]板书并强调：每一步骤对应电路图必须画。三、举例应用：

(3)画出戴维宁等效电路，如图3T3所示，求电阻力中的电流/:,£o6.61= = =2A“+R3.3［例2］如图所示的电路，已知£=8V,用=3C,%=5C.尼=吊=4O,尼=0.125Q,试应用戴维宁定理求电阻尼中的电流/。解：(D将居所在支路开路去掉，如图所示，求开路电压Z:F F/[=/,= =1A, /[=/」= =1AI2 禺+& 3 4 R3+R4〃b=R2I2-R\I\-5-4=1V=Zo（2）将电压源短路去掉，如图3-16所示，求等效电阻几,：心=（兄//兄）+（尼//M）=1.875+2=3.875Q=zb(3)根据戴维宁定理画出等效电路，如图所示，求电阻尼中的电-=0.25A4四、两次实验法求戴维南等效电路 演示实验［1］利用电压表测开路间电压Uoc［2］电流表测短路电流上确定内阻：Ro=lk/Isc注意事项：若内阻非常小，则采用串联电阻R,则内电阻Ro—Uoc/Isc—R［例3］:某电路两端开路时，测得电压为10V,这两端短接时，通过电流为2A,求此电路接5欧电阻时电路中电流？ 板图解：要求解此类题目时根据题意画出电路求解Ro=Uoc/Isc=5欧1=10/(5+5)=1A五、荒结：71］戴维南定理内容及适用范围、理论及实验方法「cl■=