《电工技术基础与技能》教案 教学单元设计2 任务1-电路与电路图-任务6-电能与电功率

教学单元设计教学单元：电路的基础知识与基本测量课程类型理实一体课时安排8课时教学目标知识目标能力目标１.了解电路的基本组成及各部分的作用,理解电路的三种工作状态及其特点，明确家用电路中预防短路的常用方法与措施。２.理解电流的基本概念与定义，掌握电流的常用单位。３.理解电压、电位、电动势的基本概念，掌握其常用单位。４.掌握电压与电位之间的关系，电源电动势与端电压之间的关系。５.理解电阻的含义、伏安特性。６.理解电能与电功率的基本概念，知道额定值（额定电压、额定功率）的含义。１.会区分电流的实际方向与参考方向。２.会测量直流电流３.会测量直流电压４.会简单电路图的识读与绘制。５.会电能与电功率的计算。６.会用欧姆定律分析和解决实际问题。７.会区分线性电阻和非线性电阻。能识别常用电阻器。８.会利用电阻定律计算导体电阻的大小。教学难重点教学难点：１.短路时电路的特点及注意事项２.电流实际方向与参考方向的区分３.电压、电位、电动势的的基本概念；电源端电压与电动势之间的关系４.电阻器额定功率的含义。５.电阻的伏安特性教学重点：1.电路的三种工作状态分析2.直流电流的测量方法与步骤1．电压、电位、电动势的基本概念；电压的大小与方向。2．电压与电位之间的关系；电源端电压与电动势之间的关系。3．测量直流电压的方法与步骤。1．电阻的含义，利用电阻定律计算导体电阻的大小。2．常用电阻器的识别，色环电阻器标称阻值、允许误差的识读，电阻器额定功率的含义。1．运用欧姆定律分析和解决实际问题。2．电阻的伏安特性。电能与电功率的计算；额定值的理解教学项目（任务）设计项目（任务）1：电路与电路图1课时项目（任务）2：电流及其测量1课时项目（任务）3：电压及其测量2课时项目（任务）4：电阻及其测量2课时项目（任务）5：部分电路欧姆定律1课时项目（任务）6：电能与电功率1课时教学反思

任务1-电路与电路图课时安排1课时教学场所一体化实训室项目教学目标1.了解电路的基本组成及各部分的作用。2.理解电路的三种工作状态及其特点，明确家用电路中预防短路的常用方法与措施。3.学会简单电路图的识读与绘制。项目（任务）知识点1.电路的基本组成及各部分的作用。2.电路的三种工作状态及其特点。3.电路模型和电路图教学方法与教学设计教学准备：演示手电筒的开、关过程及其现象，引导学生明白手电筒电路实际上就是一个最简单的直流电路。进而教师可利用多媒体课件展示实际电路的画面，如图2.1所示，引出本节课的学习内容。图2.1实际电路图2.1实际电路教学过程：教学环节1：电路的基本组成及各部分作用教师活动：教师可利用多媒体或实验演示实际电路；引导学生说说生活中实际电路的例子及各部分的作用。学生活动：学生可根据多媒体展示或实验演示的实际电路，在教师的引导下总结实际电路的基本组成及各部分的作用，同时可联系生活实际进行拓展。知识点：1．电路的基本组成：电源、负载和传输环节。2．各部分的作用：电源是提供电能的装置；负载也称为用电器或用电设备，是把电能转换成其他形式能量的装置；传输环节是构成电路通路的部分。教学环节2：电路的三种工作状态及其特点教师活动：教师可利用实验或多媒体演示电路的两种基本工作状态——通路与断路；进而多媒体演示电路的特殊状态——短路，如图2.2所示；引导学生分析各种状态下电路的特点。图2.图2.2电路的三种工作状态学生活动：学生在教师的引导下，理解通路与断路是电路的两种基本工作状态，并自行分析三种工作状态下电路各自的特点，同时联系生活实际说说电路发生短路时的危害及预防短路的方法与措施。知识点：电路通常有三种工作状态，即通路、断路和短路。通路是指正常工作状态下的闭合电路，此时电路中有电流；断路也称为开路，此时电路中没有电流，即I=0；短路时，电源提供的电流比正常通路时大许多倍，严重时会烧毁电源和短路内的电气设备，因此，不允许电源短路。注意：教师特别要强调电路发生短路时的危害，同时联系生活实际，让学生明白家用电路中预防短路的常用方法与措施——安装熔断器或自动空气开关。教学环节3：电路模型与电路图教师活动：教师可根据具体实例解释电路模型与电路图的基本概念。学生活动：学生练习简单电路图的画法。课堂小结1.电路的基本组成及各部分的作用。2.电路的三种工作状态及其特点。注意：不允许电源短路。3.电路模型和电路图作业布置课堂练习教材中思考与练习第1、2题课后作业“学习辅导与练习”同步训练中的2.1任务2-电流及其测量课时安排1课时教学场所一体化实训室项目教学目标1.理解电流的基本概念与定义，掌握电流的常用单位。2.学会区分电流的实际方向与参考方向。3.明确测量直流电流的方法与步骤。项目（任务）知识点1.电流的基本概念与定义2.电流的测量教学方法与教学设计教学准备：演示小灯泡实验电路，如断开开关，电路中无电流，小灯泡不亮；合上开关，电路中有电流通过，小灯泡亮。从而让学生明白小灯泡的亮暗，是与通过小灯泡的电流大小有关，进而引出本课的学习内容——电流及其测量。教学过程：教学环节1：电流的基本概念与定义教师活动1：利用多媒体动画展示电荷的定向移动形成电流的过程。学生活动1：仔细观察多媒体动画，在教师的引导下，理解电流的形成过程、电流方向的规定。教师活动2：教师可利用多媒体或黑板展现一个复杂电路，并设计在不知某支路电流实际方向的情况下，求该支路电流大小的情景，从而引出电流参考方向的概念。学生活动2：学生可通过教师讲解，理解电流参考方向与实际方向的概念以及它们之间的区别与联系。通过实例，练习并掌握根据支路电流的参考方向与计算值，来确定该支路电流的实际方向的方法。教师活动3：教师讲解电流大小的定义及其常用单位，并通过相关例题对电流大小进行计算。学生活动3：学生通过听讲与练习，学习电流大小的计算及常用单位之间的转换。教师活动4：教师可利用多媒体展示直流电流、脉动直流电流、交流电流的相关波形图。学生活动4：学生可根据展示的波形图，并在教师的引导下，理解直流与交流的概念。知识点：电流的形成：电荷的定向移动形成电流；电流的方向：规定正电荷的移动方向为电流的方向，自由电子的移动方向与电流方向相反。参考方向与实际方向：为计算方便常先假设一个电流方向，称为电流的参考方向。电流大小的定义：电流的大小等于通过导体横截面的电荷量与通过这些电荷量所用时间的比值，用I表示，即。电流的常用单位：安培（A），还有毫安（mA）、微安(A)。常用电流的类型：电流通常分为直流电与交流电。直流电又可分为恒稳直流电与脉动直流电。注意：教学中，教师可通过联系生活实际，让学生知道闪电电流大小、一般家用电器的工作电流大小、手电筒中小灯泡正常发光时的电流大小以及电子手表工作时的电流大小等相关常识。教学环节2：电流的测量教师活动：利用可利用多媒体展示电流表测量直流电流时的接线电路图与万用表测量直流电流时的接线示意图，并结合展示的电流表接线电路图与万用表接线示意图，分别讲解电流表与万用表测量直流电流的方法和步骤。讲解时最好结合万用表和电流表实物。学生活动：学生可通过仔细观察实物或根据展示的电流表接线电路图与万用表接线示意图，并在教师的引导下，学习测量直流电流的方法、操作步骤及注意事项。知识点：测量直流电流的方法、操作步骤及注意事项。测量直流电流一般用直流电流表，也可用万用表的直流电流挡代替电流表进行测量。电流表使用时应注意：①与被测电路串联；②注意电流的极性。使被测电流从电流表的“+”接线柱流进，“－”接线柱流出；③选择合适的量程。电流表选用量程一般为被测电流的1.5～2倍，若事先无法确定被测电流的大小，量程的选择一般应从大到小，直到合适为止；④防止短路。万用表测直流电流时应注意挡位与量程选择开关应选择在直流电流区的合适位置。其他注意事项同电流表。课堂小结1.电流的形成、方向、参考方向与实际方向、电流大小的定义、常用单位与类型。2.直流电流的测量方法、操作步骤与注意事项。作业布置课堂练习教材中思考与练习第1、2、3题课后作业“学习辅导与练习”同步训练中的2.2

任务3-电压及其测量课时安排2课时教学场所一体化实训室项目教学目标1.理解电压、电位、电动势的基本概念，掌握其常用单位。2.掌握电压与电位之间的关系，电源电动势与端电压之间的关系。3.明确测量直流电压的方法与步骤。4.了解常用电池及其应用。项目（任务）知识点1.电压与电位。2.电源电动势与端电压。3.电压的测量。4.常用电池及其应用。教学方法与教学设计教学准备：演示小灯泡实验电路。如在小灯泡安全使用范围内，分别用完全相同的2节1.5V电池串接后供电和其中的1节1.5V电池供电，让学生观察小灯泡亮度。引导学生明白小灯泡的亮度与加在小灯泡两端的电压（即电源提供的电压）大小有关。教学过程：教学环节1：电压与电位（一）电压教师活动1：教师可利用多媒体动画演示电场力做功的过程，引导学生分析，引出电压的定义式。学生活动1：学生仔细观察多媒体动画，在教师的引导下，理解电压的定义式。教师活动2：教师可利用多媒体课件，讲解电压的方向、参考方向与实际方向。学生活动2：学生在教师的引导下，通过练习掌握电压参考方向与实际方向之间的联系和区别。（二）电位教师活动：教师可利用类比的方法，借助电压的联系进行讲解。学生活动：学生在教师的引导下分析总结电位的定义及电位与电压之间的关系。知识点：电压的定义式：A、B两点间的电压UAB在数值上等于电场力把正电荷由A点移到B点所做的功WAB与被移动电荷的电荷量的比值。即。电压的方向：规定电压的方向由高电位指向低电位，即电压降低的方向。电压的单位是V（伏），通常还有kV（千伏）和mV（毫伏）。在电路计算时，若事先无法确定电压的真实方向，常常先假定电压的参考方向。电位：电路中某点的电位就是该点与参考点之间的电压，规定参考点的电位为零。电压与电位之间的关系：电压就是两点间的电位差。在电路中，A、B两点间的电压等于A、B两点的电位之差，即。教学环节2：电源电动势与端电压（一）电源电动势教师活动：教师可通过实物展示常用电池的电动势，利用多媒体动画演示正电荷在电源力、电场力作用下移动过程。学生活动：学生仔细观察各种电池的电动势，并在教师的引导下分析电源力做功的性质与过程，从中理解电动势大小的定义式。（二）电源电动势与端电压教师活动：教师可演示电源端电压测试实验，用电压表或万用表测量电源开路与通路时端电压的值，帮助学生分析电动势与端电压之间的关系。学生活动：学生观察电源端电压测试演示实验，在教师的引导下分析电源电动势与端电压之间的关系。知识点：电源电动势通常标在电池的外表面；电动势的大小：等于电源力把正电荷从低电位（负极）移动到高电位（正极），克服电场力所做的功W，与被移动电荷量q的比值。即。电源两端的电压称为电源的端电压。当电源开路时，电源的端电压U在数值上等于电源的电动势E，即U＝E；当电源工作时，电源的端电压U在数值上小于电源的电动势E，即U＜E。教学环节3：电压的测量教师活动：教师可利用多媒体展示电压表测量直流电压时的接线电路图与万用表测量直流电压时的接线示意图，教师结合展示的电压表接线电路图与万用表接线示意图，分别讲解电压表与万用表测量直流电压的方法和步骤。讲解时可结合万用表和电压表实物。学生活动：学生仔细观察电表实物或根据展示的电压表接线电路图与万用表接线示意图，并在教师的引导下，学习测量直流电压的方法、操作步骤及注意事项。知识点：测量直流电压的方法、操作步骤及注意事项。测量直流电压一般用直流电压表，也可用万用表的直流电压挡代替电压表进行测量。电压表使用时应注意：①与被测电路并联；②注意电压的极性。直流电压表的“+”接线柱接电压的正极，“－”接线柱接电压的负极；③选择合适的量程。电压表选用量程一般为被测电压的1.5～2倍，若事先无法确定被测电压的大小，量程的选择一般应从大到小，直到合适为止。万用表测直流电压时应注意挡位与量程选择开关应选择在直流电压区的合适位置。其他注意事项同电压表。教学环节4：常用电池及其应用教师活动：教师可利用多媒体课件或实物展示各种常用电池，并介绍其应用。学生活动：学生仔细观察各种常用电池，了解其应用。课堂小结1.电压与电位。2.电源电动势与端电压。3.电压的测量。4.常用电池及其应用。作业布置课堂练习教材中思考与练习第1、2题课后作业“学习辅导与练习”同步训练2.3中的部分内容。任务4-电阻及其测量课时安排2课时教学场所一体化实训室项目教学目标1.理解电阻的含义，会利用电阻定律计算导体电阻的大小。2.学会常用电阻器的识别，掌握色环电阻器标称阻值、允许误差的识读，理解电阻器额定功率的含义。3.掌握万用表测直流电阻的方法与步骤，了解使用兆欧表测绝缘电阻及用电桥对电阻进行精密测量的方法。4.了解电阻与温度的关系及其在家电产品中的应用。项目（任务）知识点1.电阻与电阻定律。2.常用电阻器。3.电阻器的主要参数。4.电阻的测量。5.电阻与温度的关系在家电产品中的应用。教学方法与教学设计教学准备：教师可利用多媒体或实物展示“220V100W”与“220V40W”的两个普通白炽灯，让学生仔细观察灯泡中灯丝的粗细，“220V100W”的白炽灯灯丝相对较粗，教师进而分析灯丝电阻与灯丝的粗细有关，从而引出本课的学习内容——电阻及其测量。教学过程：教学环节1：电阻与电阻定律教师活动：教师可运用类比或提问的方式讲解电阻的基本概念、常用单位及其电阻定律，利用电阻定律讲解一定的例题。学生活动：学生可在教师的引导下理解电阻的基本概念，掌握其常用单位，学习电阻定律，通过例题学会电阻定律的具体应用。知识点：电阻：当自由电子在导体中作定向运动时会受到阻碍，表示这种阻碍作用的物理量称为电阻。电阻的单位是（欧姆），常用的还有k（千欧）、M（兆欧）。电阻定律：实验证明，在温度不变时，一定材料制成的导体的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比，这个规律称为电阻定律，用公式表示为：。导体的电阻与温度有关，通常情况下，纯金属的电阻随温度的升高而增大；有的合金如康铜和锰铜的电阻与温度变化的关系不大；碳和有些半导体的电阻随温度的升高而减小。教学环节2：电阻器（一）常用电阻器教师活动：教师可利用实物或多媒体展示各种常用的电阻器外形。学生活动：学生可仔细观察展示的各种常用的电阻器外形。（二）电阻器的主要参数教师活动：教师可通过具体的实例，讲解电阻器主要参数标称阻值、允许误差和额定功率的识读。特别是标称阻值和允许误差的识读，主要以直标法、文字符号法、色标法为例，并给学生一定的练习。学生活动：学生可在教师的引导下，学习电阻器主要参数的识读方法，特别是直标法、文字符号法和色标法的识读，并根据教师提供的习题进行练习。知识点：电阻：当自由电子在导体中作定向运动时会受到阻碍，表示这种阻碍作用的物理量称为电阻，用字母R表示。电阻的单位是欧姆，符号是，常用单位还有k（千欧）和M（兆欧）。电阻定律：在温度不变时，一定材料制成的导体的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比。用公式表示为：。导体的电阻与温度有关，通常情况下，纯金属的电阻随温度的升高而增大。有的合金如康铜和锰铜的电阻与温度变化的关系不大。而碳和有些半导体的电阻随温度的升高而减小。常用电阻器一般可分为固定电阻器、可变电阻器和敏感电阻器等。电阻器的主要参数：标称阻值、允许误差和额定功率。电阻器阻值常用的表示方法有直标法、文字符号法和色标法。教学环节3：电阻的测量（一）万用表测电阻教师活动：教师可以测量10k的色环电阻器为例，结合多媒体课件，边示范边讲解万用表测量电阻的操作方法与步骤。学生活动：学生仔细观察教师的示范操作过程，可在教师的引导下边总结边练习万用表测色环电阻的操作过程。（二）单臂电桥测电阻教师活动：教师可以测量100精密电阻器为例，结合多媒体课件，边示范边讲解单臂电桥测电阻的操作方法与步骤。学生活动：学生仔细观察教师的示范操作过程，可在教师的引导下边总结边练习单臂电桥测电阻的操作过程。（三）兆欧表测绝缘电阻教师活动：教师可以测电动机接地电阻为例，结合多媒体课件，边示范边讲解兆欧表测绝缘电阻的操作方法与步骤。学生活动：学生仔细观察教师示范操作过程，可在教师的引导下边总结边练习兆欧表测绝缘电阻的操作过程。知识点：万用表测电阻的操作方法与步骤：①选择倍率。测量电阻时，转换开关应旋至电阻测量区，倍率的选择应以测量时指针在刻度盘的中间位置为标准。②电阻调零。每次选好或更换倍率后，测量之前必须进行电阻调零。电阻调零操作方法同“电气调零”。③测电阻。用万用表的红、黑表笔分别接被测电阻的两端。单臂电桥测电阻的方法与步骤：①先将检流计的锁扣打开（内→外），调节调零器把指针调到零位。②把被测电阻接在“Rx”的位置上。③估计被测电阻的大小，选择适当的桥臂比率，使比较臂的四档都能被充分利用。④先按电源按钮B（锁定），再按下检流计的按钮G（点接）。⑤调整比较臂电阻使检流计指向零位，电桥平衡。⑥读取数据：被测电阻=比较臂读数之和×比率臂。⑦测量完毕，先断开检流计按钮，再断开电源按钮，然后拆除被测电阻，再将检流计锁扣锁上，以防搬动过程中损坏检流计。兆欧表测绝缘电阻的一般步骤：①将兆欧表放置在平稳的地方。②开路试验。将兆欧表的两接线端分开，摇动手柄。正常时，兆欧表指针应指向“∞”。③短路试验。将兆欧表的两接线端接触，摇动手柄。正常时，兆欧表指针应指向“0”。在摇动手柄时不得让L和E短接时间过长，否则将损坏兆欧表。④用单股导线将“L”端和“E”端分别接在被测电阻两端，摇动手柄，摇动手柄的转速要均匀，一般规定为120/mim，允许有±20%的变化。⑤使用后，将“L”、“E”两导线短接，对兆欧表作放电工作，以免触电事故。教学环节4：电阻与温度的关系在家电产品中的应用教师活动：教师可联系生活实际或利用多媒体说明正温度系数电阻器和负温度系数电阻的具体应用场合。学生活动：学生可根据教师提供或讲解的实例了解正温度系数电阻器和负温度系数电阻的具体应用场合。课堂小结1.电阻与电阻定律。2.常用电阻器。3.电阻器的主要参数。4.电阻的测量。5.电阻与温度的关系在家电产品中的应用。作业布置课堂练习教材中的思考与练习题课后作业“学习辅导与练习”同步训练中的2.4。

任务5-部分电路欧姆定律课时安排1课时教学场所一体化实训室项目教学目标1.学会用欧姆定律分析和解决实际问题。2.理解电阻的伏安特性。3.会区分线性电阻和非线性电阻，了解其典型应用。项目（任务）知识点1.部分电路欧姆定律。2.电阻的伏安特性。3.非线性电阻的典型应用。教学方法与教学设计教学准备：通过展示1—2个具体实例让学生自主练习，学生在练习的过程中回忆并复习初中已学过的部分电路欧姆定律。教学过程：教学环节1：部分电路欧姆定律教师活动：教师可设计并出示各种类型的例题。学生活动：学生可在教师的引导下自主练习相关例题。知识点：部分电路欧姆定律：在电阻电路中，电路中的电流I与电阻两端的电压U成正比，与电阻R成反比，这就是部分电路欧姆定律。部分电路欧姆定律可以用公式表示为。注意：欧姆定律的变式并不表示电阻的阻值会随电阻两端电压的变化而改变，也不会随通过电阻的电流变化而改变，此公式只是说明电阻的阻值可通过测量电阻两端的电压与通过电阻的电流大小来进行计算。教学环节2：电阻的伏安特性教师活动：教师可利用多媒体展示线性电阻（如固定电阻器）和非线性电阻（二极管）两端电压与通过的电流之间的关系图，并讲解线性电阻与非线性电阻的特点。学生活动：学生可仔细观察教师展示的各种电压与电流之间的关系图，并在教师的讲解下理解电阻的伏安特性。教学环节3：非线性电阻的典型应用教师活动：教师可联系学生的生产生活实际，结合多媒体展示，讲解各种非线性电阻的典型应用。学生活动：学生可联系生产生活实际，仔细听讲。知识点：线性电阻与非线性电阻：电阻阻值不随电压、电流变化而改变的电阻称为线性电阻。人们平常所说的电阻都是线性电阻，线性电阻的阻值是一个常数，其电压与电流关系符合欧姆定律。反之，电阻阻值随电压或电流变化而改变的电阻称为非线性电阻。非线性电阻的阻值不是常数，其电压与电流关系不符合欧姆定律。伏安特性：一般把电阻两端电压U和通过电阻的电流I之间的对应变化关系，称为电阻的伏安特性，二者之间的变化关系曲线称为伏安特性曲线。线性电阻的伏安特性曲线是一条通过原点的直线，非线性电阻的伏安特性曲线是一条曲线。课堂小结1.部分电路欧姆定律。2.电阻的伏安特性。3.非线性电阻的典型应用。作业布置课堂练习教材中思考与练习第1、2题课后作业“学习辅导与练习”同步训练中的2.5。任务6-电能与电功率课时安排1课时教学场所一体化实训室项目教学目标1.理解电能与电功率的基本概念，学会电能与电功率的计算。2.知道额定值（额定电压、额定功率）的含义。3.了解单相电能表的铭牌。项目（任务）知识点1.电能与电功率2.额定值3.电能表教学方法与教学设计教学准备：通过创设以下情境：若在标有“220V、40W”的灯泡、“220V、55W”的电风扇、“220V、1500W”的电吹风、“220V、100