电工技术基础课标教案

《电工技术基础》课程标准【课程名称】电工技术基础 【课程编码】【课程类别】专业基础课 【适用专业】机电设备类、自动化类相关专业【授课单位】 【总学时】48【编写执笔人】 【编写日期】一、课程定位和课程设计1.1课程性质与任务本课程是机电设备类、自动化类相关专业的一门专业基础课程，是研究电工技术在工程技术领域应用的一门科学，也是一门实践性很强的课程。本课程的主要任务是通过学习使学生了解电工技术的相关知识，掌握电路的基本理论，并能对电路进行简单的分析与计算；理解各种电器的工作原理和基本特性，并能正确使用；了解常用电工测量仪器仪表，掌握电工测量的基本方法；了解安全用电的基本知识。同时，着重培养学生分析问题和解决问题的能力，在实践中加深对理论知识的理解和灵活应用，以进一步加深对课程内容的理解和掌握，为进一步学好后续专业技术课打下坚实的基础；对学生进行职业意识培养和职业道德教育，使其形成严谨、敬业的工作作风，为今后解决生产实际问题和职业生涯的发展奠定基础。1.2课程设计思路本课程是一门既有理论又重实践的技术基础课，学习过程中不能只满足于对基本理论的理解，一定要通过实践操作才能熟练掌握相关理论与技能。因此，在整个教学实施过程中应做到以下几点。（1）以专业培养目标为依据，遵循“理论够用、实用为主”的原则，以“掌握概念、强化应用、培养技能”为重点，力图做到“工学结合，课证融合，考学一体”的实践教学模式。（2）通过任务驱动的方式，在教学过程中充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用，优化教学内容，秉承“实践与理论相结合”的理念，结合教材的“活页式理念”特色和“1+X”证书制度相关教学需求，着力锻炼学生解决实际问题的能力，培养学生的职业规划意识。（3）采用多媒体教学与传统教学相结合的教学方法，增加学以致用环节，锻炼学生举一反三的思维能力。除此之外，在教学过程中，注意对教学内容的把控，使其对接最新的国家标准、行业标准，从而保证知识规范性和时效性。二、课程目标2.1知识目标（1）了解电路的组成；（2）掌握电路基本物理量的计算与测量方法，电路基本元件的特性与分析方法；（3）掌握直流电路常用的分析方法；（4）掌握正弦交流电的三要素；（5）掌握单一参数正弦交流电路和RLC串联/并联电路的分析方法；（6）掌握有功功率、无功功率、视在功率等的计算方法；（7）掌握提高功率因数的常用方法；（8）掌握三相交流电源的工作原理和表示方法，三相交流电源和三相负载的联结方法，以及三相交流电路功率的计算和测量方法；（9）掌握磁路的基本定律、基本物理量及铁磁性材料的磁性能；（10）掌握交流铁芯线圈电路的规律和计算方法；（11）了解变压器的分类，掌握变压器的基本结构、铭牌数据、外特性及工作原理；（12）掌握三相异步电动机的基本结构、工作原理和启动方法；（13）掌握单相异步电动机的基本结构和工作原理；（14）掌握常用低压电器的功能、结构和图形符号；（15）掌握三相异步电动机基本控制电路的结构和工作原理；（16）掌握人体的触电方式、触电的原因，以及触电现场急救措施；（17）了解电气火灾的分类，掌握电气火灾的预防措施和扑救措施；（18）掌握导线的选择和连接方法，以及导线绝缘层的恢复方法；（19）掌握室内布线的工艺要求；（20）掌握室内照明电路的组成、负荷的计算方法、设计要求和设计流程。2.2能力目标（1）能够正确测量电路的基本物理量及电路基本元件的伏安特性；（2）能够通过对直流电路的检测来验证基尔霍夫定律和叠加定理等；（3）能够使用示波器测量和分析正弦交流信号，以及测量RLC的阻抗特性；（4）能够测量和提高日光灯电路的功率因数；（5）能够测量三相交流电路的电压、电流和功率；（6）能够对单相变压器的变比及外特性进行测试；（7）能够拆装三相异步电动机和单相异步电动机；（8）能够识别常用低压电器；（9）能够检测按钮和行程开关；（10）能够安装和调试三相异步电动机基本控制电路；（11）能够进行触电现场急救；（12）能够对小型电气火灾进行应急处理；（13）能够实施室内线槽布线作业；（14）能够设计与安装简单的室内照明电路。2.3素质目标（1）树立勇于探索、追求真理的职业精神；（2）养成坚持不懈、刻苦钻研的工作作风；（3）培养执着专注、科学严谨、精益求精、追求卓越的工匠精神；（4）践行节能环保、共筑绿色家园的生活理念；（5）践行节能环保、共筑绿色家园的生活理念；（6）树立科技成才、技能报国的人生理想；（7）厚植民族自豪感和文化自信心；（8）厚植爱国爱党、服务人民的社会主义情怀；（9）树立安全生产意识，增强集体责任感。三、课程内容与教学要求本课程内容分为8个项目，包括直流电路、正弦交流电路、三相交流电路、磁路与变压器、交流异步电动机、低压电器及其应用、电气安全防护、室内照明电路。具体的教学内容和课时分配如表1所示。表1《电工技术基础》课程内容及课时分配表章序课程内容课时备注1分析简单直流电路122分析复杂直流电路43认识磁场与电磁感应44分析单相正弦交流电路45分析三相正弦交流电路46认识变压器87认识异步电动机48认识低压电器与用电保护8合计48四、课程实施4.1教学条件（1）师资队伍从事本课程教学的教师，应确保已经获得高校教师资格证（专任教师），具备电子科学与技术等相关专业学习或研究背景，具有能够开展项目教学的教学设计与组织、管理及协调能力。同时，因课程内容基础性较强，与企业联系紧密，建议组建专业教师团队，确保具有丰富的生产经验与扎实的理论知识授课经验。（2）教学环境现场教室1间（满足50人现场教学），应具有多媒体教学设备、板书设备和课程讲授过程中所使用的电气元件、电路教具；提供电工电子实验室，供学生作课外自主学习使用。4.2教学方法建议本课程遵循“教师引导，学生为主”的原则，采论引导提问、多媒体演示、项目实训、翻转课堂等多种教学方法，努力为学生创设更多知识应用的机会。（1）引导提问法：主要用于引出新知识点或新内容，通过提问的方式引导学生主动思考，挖掘即将学习的知识内容。（2）多媒体演示法：在讲解过程中，借助音频、视频、图片等直观手段来呈现教学内容，在激发其学习兴趣和积极性的同时，不断提高其知识储备能力和综合文化素质，此种方法同样适用于讲解课程中的元器件认识、电路原理等理论性较强的知识。（3）项目实训法：针对所教内容，结合教材的任务工单，让学生接触实践项目，训练学生在工程实际中对电路、电器的测量分析能力，运用所学知识进行主题讨论和分析，使其在讨论中逐步提升交际能力、思辨能力、解决实际问题的能力等。（4）翻转课堂法：坚持学生的主体地位，鼓励学生在课上对自己学到的知识点进行分享和讲解，并对其讲解进行补充和评价，不断完善学生的知识结构，加深其对所学知识的理解。除此之外，教师在教学过程中，应立足于培养学生的综合职业能力，激发学生的学习兴趣，坚持“做中学，做中教”，使电工技术理论的学习和技能的训练与生产生活中的实际应用相结合。4.3教学评价与考核要求课程的教学评价由形成性测评（40%）和终结性测评（60%）组成，其考核要求如下：4.3.1形成性测评形成性测评考核学生在学习本课程过程中的学习情况和实际应用能力的发展情况，包括出勤考核（10%）、课堂参与程度考核（10%）、实践训练考核（10%）以及作业完成质量考核（10%）。（1）出勤考核：本项考核通过课前点名考核学生的课堂出勤率。采取加分制方式计分，迟到15分钟以内每次扣1分，迟到15分钟以上或无故缺勤一节课每次扣2分，该项考核累计最多扣10分。（2）课堂参与程度考核：本项考核主要通过课堂提问和课堂积极发言来评判学生的学习态度、学习主动性、课堂参与程度，以及学生的思辨能力、问题解决能力及其对课堂教学知识的掌握情况等。只要学生能按时上课听讲，即可获得5分的基本分。学生上课发言一次，即可另外获得0.5分，课堂发言最多可得5分。学生的最后成绩为“5+课堂发言得分”。（3）实践训练考核：本项考核主要通过项目训练及实践操作的情况来检测学生的综合应用能力。每次实训成绩按照“50%学生互评成绩+50%教师评价成绩”确定，最后的实训成绩为学生项目训练成绩的平均数。（4）作业完成质量考核：本项考核主要通过学生作业来检测其对教学主体内容的掌握与理解程度、实际应用知识的能力、自主学习能力、信息收集与处理能力等。每次作业成绩按照相应标准而定，学生作业质量划分为优秀（10分）、良好（8分）、中等（7分）、及格（6分）和不及格（0分）五个档次。最后的作业成绩为学生作业完成质量成绩的平均数。4.3.2终结性测评终结性测评主要考核学生在学完本课程后所达到的水平，通过期末考试进行考核。期末考试由闭卷笔试（60%）组成，主要评估学生对本门课程基本知识的掌握情况与综合运用能力。五、课程资源开发与利用5.1推荐使用教材5.2网络资源

《电工技术基础》教案课时分配表章序课程内容课时备注1分析简单直流电路122分析复杂直流电路43认识磁场与电磁感应44分析单相正弦交流电路45分析三相正弦交流电路46认识变压器87认识异步电动机48认识低压电器与用电保护8合计48

课题项目一分析简单直流电路课时12课时（540min）教学目标知识目标：（1）了解电路的组成和工作状态，以及电路模型与电路图（2）掌握电路基本物理量的定义和计算方法（3）掌握欧姆定律的定义和应用（4）掌握电阻的连接方式、特点及应用技能目标：（1）能使用机械式万用表和数字式万用表（2）能测量简单直流电路中的基本物理量素质目标：（1）养成追求卓越、不断精进的学习意识（2）树立技能成长、技能报国的人生理想教学重难点教学重点：电路的组成和工作状态，以及电路模型与电路图、电路基本物理量的定义和计算方法、欧姆定律的定义和应用、电阻的连接方式、特点及应用，及其试验方法教学难点：使用机械式万用表和数字式万用表；测量简单直流电路中的基本物理量教学方法问答法、讨论法、讲练结合法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材、试验工具和仪器教学过程主要教学内容及步骤考勤【教师】使用APP进行签到【学生】按照老师要求签到新课预热【教师】自我介绍，与学生简单互动，介绍课程定位、内容安排、考核要求等【学生】聆听、互动【学生】讲述电工技术基础知识，强调学习本课程的意义【学生】聆听、思考、理解问题导入【教师】提出问题：电路一般由哪几部分构成？【学生】聆听、思考、举手回答传授新知【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解电路的组成和工作状态、电路模型与电路图、电路基本物理量的定义和计算方法、欧姆定律的定义和应用、电阻的连接方式、特点及应用，及其测量方法等知识1.1电路概述1.1.1电路的组成【教师】利用多媒体展示“简单的直流电路”图片（详见教材），并进行讲解电路是指电流通过的路径。一个简单的直流电路一般由电源、负载、中间环节3部分组成，如图所示。其中，电池为电源，电灯为负载，开关和导线为中间环节。电源【教师】利用多媒体展示“常用的电源”图片（详见教材），并进行讲解电源是一种向电路提供电能的装置，它可将其他形式的能量转换为电能。常用的电源主要有干电池、蓄电池、发电机等，如图所示。干电池和蓄电池可将化学能转换为电能，发电机可将化学能转换为机械能，再将机械能转换为电能。负载【教师】利用多媒体展示“常用的电器”图片（详见教材），并进行讲解负载是各种用电元器件或用电设备的总称，如电阻、电容、电感，以及各种电器等。负载可将电能转换为其他形式的能。如图所示为常用的电器，电灯可将电能转换为光能和热能，冰箱可将电能转换为机械能和热能，洗衣机可将电能转换为机械能。3．中间环节电路的中间环节是指导线、控制和保护装置，以及其他的电路元件。导线【教师】利用多媒体展示“常用的导线”图片（详见教材），并进行讲解导线是一种将电源和负载连接成闭合回路的柔性圆柱形导体，它主要负责输送和分配电能。常用的导线一般为具有绝缘层的铜线或铝线，如图所示。控制和保护装置【教师】利用多媒体展示“常用的控制和保护装置”图片（详见教材），并进行讲解控制和保护装置是控制电路通断、改变电能特性、保障用电安全、确保电路正常工作的装置。常用的控制和保护装置有开关、断路器、熔断器等，如图所示。【教师】随机邀请学生回答以下问题：常用的电工工具主要有哪些？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答【教师】利用多媒体展示“常用的电工工具”表格，并进行讲解常用的电工工具主要有低压验电器、螺钉旋具、尖嘴钳、剥线钳、钢丝钳、斜口钳、扳手、手电钻、电工刀和电烙铁等，如表所示。常用的电工工具名称用途图例低压验电器又称验电笔，用于检测物体是否带电，电压测量范围为60～500V螺丝刀又称起子，用于紧固或拆卸螺钉，主要有十字形和一字形两种插头尖嘴钳用于在狭小的工作空间夹持螺钉、垫圈，弯曲导线端头，或剪切细小的导线、金属等剥线钳用于剥削直径不大于绝缘导线的塑料或橡胶绝缘层，其手柄的绝缘耐压为钢丝钳又称老虎钳，用于钳断线芯、铁丝等较硬的金属，还用于起拔铁钉，通常不用于带电作业斜口钳又称断线钳，用于剪断较粗的金属线和电缆等，其手柄的绝缘耐压为扳手用于装拆六角头螺栓、螺钉、螺母等紧固件手电钻用于在固体上钻孔电工刀用于切割较硬的电工材料电烙铁用于加热焊接部位，熔化焊料，焊接金属和焊料1.1.2电路的工作状态电路的工作状态包括通路、断路和短路3种。通路【教师】利用多媒体展示“通路”图片（详见教材），并进行讲解通路是指正常工作状态下的闭合电路。如图所示，在通路状态下，电路中有电流通过，电源可向负载输送电能，负载可将电能转换为其他形式的能量。断路【教师】利用多媒体展示“断路”图片（详见教材），并进行讲解断路是指电源与负载之间未连接成闭合回路的电路。如图所示，在断路状态下，电路中无电流通过。短路【教师】利用多媒体展示“短路”图片（详见教材），并进行讲解短路是指电源未经过负载而直接被导线连接成闭合回路的电路。如图所示，在短路状态下，电源输出的电流不通过负载而直接形成闭合回路，会导致电路中的电流过大。若未对电路采取有效的保护措施，如安装熔断器、保险丝等控制和保护装置，则会烧坏负载或电源，严重时可能酿成火灾事故。1.1.3电路模型与电路图电路模型是指由理想电路元件构成的电路。电路图是指用国家规定的电气图形符号、文字符号替代实际电路中的各种电气设备和元器件，以此来表示电路连接情况的图。【教师】随机邀请学生回答以下问题：理想电路元件是指什么？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答理想电路元件是指忽略了实际电路中电气设备和元器件的结构、材料、形状等非电磁特性，而仅表征其主要电磁特性的元件。【教师】利用多媒体展示“常用元器件的电气图形符号、文字符号”表格，并进行讲解常用元器件的电气图形符号和文字符号如表所示。常用元器件的电气图形符号、文字符号名称电气图形符号文字符号电阻器R电位器电灯EL电容器C熔断器FU开关S电感器L电源E电流表A电压表V接地PE注：部分文字符号既表示电路元件，又表示物理量，为便于表述，本书统一采用斜体。【教师】利用多媒体展示“简单直流电路的通路电路”图片（详见教材），并进行讲解实际电路均可由电路图表示，如图所示为一个简单直流电路的通路电路。1.2电路的基本物理量1.2.1电流1．电流的形成在电场力的作用下，导体内带有电荷的粒子做定向运动而形成了电流。在金属导体中，电流由自由电子在电场力的作用下定向运动而形成；在电解液中，电流由正、负离子在电场力的作用下向着相反方向运动而形成。【教师】随机邀请学生回答以下问题：电流表可以分为哪几种类型？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答【教师】利用多媒体展示“电流表”图片（详见教材），并进行讲解电流表是用来测量电路中电流的仪表。如图所示，电流表有指针式电流表、数显式电流表和钳形电流表等类型。2．电流的大小电流的大小又称电流强度，简称电流，它是指单位时间内通过导体横截面的电荷量，用字母I表示。在相同时间内，通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大；反之，导体中的电流就越小。电流的计算表达式为 （1-1）式中：I——导体中的电流，单位为安培（简称安，符号为A）；Q——通过导体横截面的电荷量，单位为库伦（简称库，符号为C）；t

——电荷通过导体横截面所用的时间，单位为秒（符号为s）。【教师】随机邀请学生回答以下问题：导体中通过的电流与常用的电流单位之间的换算关系是怎样的？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答在国际单位制中，电流的单位为。若在内通过导体横截面的电荷量是，则导体中通过的电流就是。常用的电流单位还有毫安（）、微安（）等，它们之间的换算关系为:电流的方向【教师】利用多媒体展示“金属导体中电流方向与自由电子的运动方向”图片（详见教材），并进行讲解为了便于分析，通常规定在电场力的作用下，导体内正电荷的运动方向为电流的方向。在金属导体中，电流的方向与自由电子的运动方向相反，如图所示。【教师】利用多媒体展示“电流的实际方向与参考方向”图片（详见教材），并进行讲解在分析一些复杂电路时，由于难以直接判断出其中电流的方向，因此通常先假设一个电流的方向，即电流的参考方向，并在电路图中用箭头标明电流的参考方向，再对复杂电路进行分析和计算。若计算得到的电流为正值，则表示电流的实际方向与参考方向相同，如图（a）所示；若计算得到的电流为负值，则表示电流的实际方向与参考方向相反，如图（b）所示。【教师】随机邀请学生回答以下问题：电流的参考方向是怎样定义的？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答电流是一个标量，其方向只表示电路中电荷运动的方向。电流的参考方向是根据分析与计算电路的需要假设的。若电路中电流的参考方向一旦设定，则在分析和计算此电路的过程中不允许改变；若电路中电流的参考方向未被设定，则电路中电流的正负号是无意义的。电流的分类【教师】利用多媒体展示“电流的类型”图片（详见教材），并进行讲解按照电流大小和方向的不同，电流可分为直流电流和交流电流两种。若电流的大小和方向均不随时间变化，则称这种电流为直流电流，如图（a）所示；若电流的大小随时间变化，方向不随时间变化，则称这种电流为脉动直流电流，如图（b）所示；若电流的大小和方向均随时间变化，则称这种电流为交流电流，如图（c）所示。例1-1在内均匀通过某导体横截面的电荷量为，试求：该导体中的电流为多少安，多少毫安，多少微安。解：由式（1-1）可得，该导体中的电流为1.2.2电压1．电压的定义在电路中任选一点O作为参考点，则电场力将单位正电荷从某点（设为A点）移动到O点所做的功称为A点的电位，用表示，单位为伏特（V）。【教师】利用多媒体展示“电场力做功”图片（详见教材），并进行讲解若要使导体内有持续的电流通过，则导体两端必须保持一定的电位差，即电压，才能持续推动自由电子朝一个方向移动。如图所示，当电路为通路状态时，正电荷在电场力的作用下从A端移动至B端，电场力做功，电压是衡量电场力做功能力大小的物理量。【教师】随机邀请学生回答以下问题：通过学习电压获得了怎样的思想启迪？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答电压作为原动力，驱动电荷向着指定的方向移动，形成电流，从而使电路运行，使电器工作。而我们在学习与生活中所面临的压力亦是如此，我们只有树立清晰的人生目标和坚定的人生理想，以目标为指引，将各种压力变成源源不断的动力，才能在人生路上快速前行，实现自己的人生价值。【教师】利用多媒体展示“例1-2图”图片（详见教材），并进行讲解例1-2如图所示为一个电路中的部分电路，试求：（1）当以B点为参考点时，A点、B点、C点的电位。（2）当以C点为参考点时，A点、B点、C点的电位。解：当以B点为参考点时，，，。当以C点为参考点时，，，。【教师】随机邀请学生回答以下问题：电压表有哪几种类型？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答【教师】利用多媒体展示“电压表”图片（详见教材），并进行讲解电压表是用来测量电路中两点间电压的仪表。如图所示，电压表有指针式电压表和数显式电压表等类型。2．电压的大小若电场力将正电荷从A点移动到B点所做的功为，则与的比值即A、B两点间的电压。电压的计算表达式为 （1-2）式中：——A、B两点间的电压，单位为伏特（简称伏，符号为V）；——电场力将正电荷从A点移动到B点所做的功，单位为焦耳（简称焦，符号为J）；——被移动的电荷量，单位为C。【教师】随机邀请学生回答以下问题：国际单位制中，常用的电压单位有哪些？他们之间是怎样的转换关系？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答在国际单位制中，电压的单位为。若的正电荷从点移动到点，电场力所做的功为，则A、B两点间的电压为。常用的电压单位还有千伏（）、毫伏（）、微伏（），它们之间的换算关系为：电压的方向【教师】利用多媒体展示“电压的方向”图片（详见教材），并进行讲解通常规定由高电位指向低电位的方向为电位降低的方向，即电压的方向。电压的方向在电路图中可用箭头或极性符号“”“”表示，如图所示。与电流的方向相似，在分析复杂电路中电压的方向时，通常先假设一个电压的方向，即电压的参考方向，再对复杂电路进行分析和计算。例如，电压的参考方向由起点A指向终点B，若计算得到的电压为正值，则表示电压的实际方向与参考方向一致；若计算得到的电压为负值，则表示电压的实际方向与参考方向相反。例1-3的正电荷从电路中的点移动到点，电场力所做的功为，试求：、两点间的电压为多少伏，多少毫伏，多少微伏。解：由式（1-2）可得，、两点间的电压为【教师】组织学生以小组为单位，围绕以下话题开展讨论电路中两点间的电压和这两点的电位是否会随着参考点的变化而变化？【学生】聆听、思考、讨论、小组代表回答【教师】总结学生的回答1.2.3电动势1．电动势的定义【教师】利用多媒体展示“电动势”图片（详见教材），并进行讲解电动势是指电源内部非静电力把正电荷从电源负极移动到电源正极所做的功与所移动的电荷量之比，用字母E表示，如图所示。电动势的计算表达式为 （1-3）式中：——电动势，单位为V；——电源中非静电力移动正电荷所做的功，单位为J；

——被移动的电荷量，单位为C。2．电动势的方向电动势是标量，但为了便于分析，通常规定由电源负极指向电源正极的方向为电动势的方向。在电源内部电路中，电流的方向是由电源负极指向电源正极；在电源外部的电路中，电流方向是由电源正极指向电源负极。1.2.4电能电能是指电路元件在电路工作过程中产生或消耗的能量，用字母W表示。电能一般由其他形式的能量通过各种发电或储电装置转换而成，当负载通电后，电流做功再将电能转换为其他形式的能量。电能可用一定时间内电场力对电荷所做的功来描述，其计算表达式为 （1-4）式中：——电能，单位为J；——导体两端的电压，单位为V；

——被移动的电荷量，单位为C；

——导体中的电流，单位为A；——通电时间，单位为s。【教师】随机邀请学生回答以下问题：电能表有哪几种类型？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答【教师】利用多媒体展示“电能表”图片（详见教材），并进行讲解电能表是用来测量电能的仪表。如图所示，电能表有单相电能表和三相电能表等类型。1.2.5电功率电功率是指电路元件在单位时间内产生或消耗的能量，用字母P表示。它是衡量电流做功快慢程度的物理量。功率包括电功率和机械功率，本书主要介绍电功率，如无特殊说明，下文所述“功率”均指电功率。电功率的计算表达式为 （1-5）式中：——电功率，单位为瓦特（简称瓦，符号为W）。因此，电能的单位还可用千瓦时（）来表示，即电功率为的负载运行会消耗1的电能，且有。【教师】随机邀请学生回答以下问题：功率表有哪几种类型？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答【教师】利用多媒体展示“功率表”图片（详见教材），并进行讲解功率表是用来测量电功率的仪表。如图所示，功率表有指针式功率表、钳形功率表和数显式功率表等类型。例1-4有一个电功率为的电灯，每天的照明时间为，消耗电能的电费是0.75元，试求：（1）该电灯每周消耗的电能为多少千瓦时，多少焦。（2）该电灯一周所消耗的电费。解：（1）该电灯每周的工作时间为。由式（1-5）可得，该电灯每周消耗的电能为。由可得，。（2）该电灯一周所消耗的电费为。【教师】组织学生以小组为单位，围绕以下话题开展讨论当电压不稳时，若继续使用负载，则会对负载有何影响？【学生】聆听、思考、讨论、小组代表回答【教师】总结学生的回答1.2.6电阻1．电阻的定义电阻是用于描述导体对电流阻碍作用大小的物理量，用字母R表示。导体的电阻是导体本身的一种固有属性，电阻越大，导体对电流的阻碍作用就越大。【教师】随机邀请学生回答以下问题：国际单位制中，常用的电阻单位有哪些？他们之间是怎样的转换关系？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答在国际单位制中，电阻的单位为欧姆（简称欧，符号为）。常用的电阻单位还有千欧（）、兆欧（），它们之间的换算关系为【教师】随机邀请学生回答以下问题：电阻器是利用什么条件的电子元器件？常用的电阻器、电阻器的参数主要有哪些？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答【教师】利用多媒体展示“常用的电阻器”图片（详见教材），并进行讲解电阻器是利用金属材料或非金属材料对电流的阻碍作用而制成的电子元器件。如图所示为常用的电阻器。电阻器的参数主要有标称阻值、允许偏差和额定功率。标称阻值是指标注在电阻器上的电阻值；允许偏差是指电阻器的实际电阻相对于标称阻值的最大允许偏差范围；额定功率是指电阻器在产品标准规定的情况下，电阻器所允许消耗的最大功率。对于纯电阻电路，有，代入式（1-4）可得电能的计算表达式，即 （1-6）代入式（1-5）可得电功率的计算表达式，即 （1-7）例1-5一个铭牌上标有“，”的电灯，不考虑温度对电阻的影响，试求：（1）该电灯的电阻。（2）当在电灯两端施加的电压时，该电灯消耗的实际功率。解：（1）由式（1-7）可得，该电灯的电阻为（2）当在电灯两端施加的电压时，该电灯消耗的实际功率为2．电阻定律实验表明，导体的电阻不仅与导体的材料有关，还与导体的尺寸和温度等有关。电阻定律是指保持温度不变，用一种材料制成材质均匀的导体，导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比。电阻定律的计算表达式为 （1-8）式中：——电阻率，表示材料的导电性能，单位为欧姆米（简称欧米，符号为）；——导体的长度，单位为米（符号为m）；——导体的横截面积，单位为平方米（符号为）。常用材料的电阻率【教师】利用多媒体展示“常用材料在20℃时的电阻率和电阻温度系数”表格，并进行讲解电阻率的大小取决于材料的性质及材料所处的外界条件。电阻率越小，材料的导电性能越好；电阻率越大，材料的导电性能越差。按照电阻率的不同，材料可分为导体、半导体和绝缘体3种。其中，的材料称为导体，导电性能较好；的材料称为半导体；的材料称为绝缘体，导电性能较差。常用材料在20

℃时的电阻率和电阻温度系数如表所示。常用材料在20

℃时的电阻率和电阻温度系数材料性质材料名词电阻率电阻温度系数导体银铜铂铝钨铁锰铜康铜镍铬合金铁铬铝合金半导体本征47锗47本征硅2.321绝缘体石英—玻璃—木材—聚四氟乙烯—温度会影响材料的电阻。纯金属导体的电阻一般会随着温度的升高而增大，即电阻温度系数，称为正温度系数；半导体的电阻一般会随着温度的升高而减小，即电阻温度系数，称为负温度系数。例1-6已知，一根铜导线长，横截面积，将该铜导线放置在温度为20

℃的环境中，试求：该铜导线的电阻。解：由表1-8可查得铜的电阻率，由式（1-8）可得，该铜导线的电阻为1.3欧姆定律1.3.1部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律是指电路中通过电阻元件的电流与电阻元件两端的电压成正比，与电阻元件的电阻成反比，其计算表达式为 （1-9）式中：

——通过电阻元件的电流，单位为A；——电阻元件两端的电压，单位为V；——电阻，单位为。【教师】利用多媒体展示“电阻的伏安特性曲线”图片（详见教材），并进行讲解电阻元件两端的电压与通过电阻元件的电流间的对应关系可用伏安特性曲线描述。若伏安特性曲线为直线，则表示电阻元件的电阻不随着电压和电流的变化而变化，该类电阻称为线性电阻，如图（a）所示；若伏安特性曲线不为直线，则表示电阻元件的电阻会随着电压和电流的变化而变化，该类电阻称为非线性电阻，如图（b）所示。【教师】随机邀请学生回答以下问题：使用部分电路欧姆定律时应注意事项？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答在使用部分电路欧姆定律时应注意：①部分电路欧姆定律是针对电阻元件而言的，它仅适用于线性电阻。②电阻上电压的参考方向应与电流的参考方向保持一致。例1-7（1）该电阻元件的电阻。（2）当电阻元件两端的电压变为时，通过该电阻元件的电流。解：（1）由式（1-9）可得，该电阻元件的电阻为（2）当电阻元件两端的电压变为时，通过该电阻元件的电流为1.3.2闭合电路欧姆定律【教师】利用多媒体展示“闭合电路”图片（详见教材），并进行讲解实际生活中的电路一般是闭合电路。闭合电路由外电路和内电路组成，如图所示。其中，外电路是指电源外部的电路，内电路是指电源内部的电路。外电路的电阻称为外电阻。内电路的电阻称为内电阻，简称内阻。外电路的电压称为路端电压，简称端电压。内电路的电压称为内电压。电源电动势的大小等于端电压与内电压之和。电源电动势的计算表达式为 （1-10）式中：——电源电动势，单位为V；——端电压，单位为V；——内电压，单位为V。闭合电路欧姆定律是指闭合电路中的电流与电源电动势成正比，与内阻、外电阻之和成反比。闭合电路欧姆定律的计算表达式为 （1-11）式中：

——电源电动势，单位为V；——闭合电路中的电流，单位为A；

——外电阻，单位为；——内阻，单位为。【教师】随机邀请学生回答以下问题：闭合电路欧姆定律适用于哪种电路？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答闭合电路欧姆定律也仅适用于纯电阻电路。【教师】利用多媒体展示“电源的外特性曲线及端电压随外电阻的变化曲线”图片（详见教材），并进行讲解电源的端电压随电流的变化规律称为电源的外特性。由闭合电路欧姆定律可知，，电源的外特性可用电源的外特性曲线来描述，如图（a）所示。端电压随外电阻的变化曲线如图（b）所示。由电源的外特性曲线及端电压随外电阻的变化曲线可得如下规律。（1）当时，即电路断路，此时，电源的端电压为最大值。（2）当时，即电路短路，此时，电流为短路电流，又由于很小，所以此时很大。（3）当增大时，增大，即端电压随着外电阻的增大而增大，当趋近于无穷大时，。（4）当减小时，减小，即端电压随着外电阻的减小而减小，当趋近于零时，。例1-8已知电源电动势，内阻，负载，试求：（1）电路中的电流。（2）电源的端电压。（3）负载两端的电压。解：由式（1-11）可得，电路中的电流为电源的端电压为。负载电阻两端的电压为。1.4电阻的连接方式多个电阻在电路中的连接方式有串联、并联和混联3种，可分别组成串联电路、并联电路和混联电路。1.4.1串联电路1．串联电路的定义【教师】利用多媒体展示“串联电路及其等效电路”图片（详见教材），并进行讲解串联电路是指把若干个电阻依次连接起来所组成的一支无分支的通路电路。如图所示为n个电阻串联形成的串联电路及其等效电路。2．串联电路的特点串联电路一般具有以下特点。（1）电流特点：串联电路的电流处处相等。当串联电路接通电源后，整个闭合电路中都有电流通过，由于串联电路中间无分支，且电荷不会聚集在电路中任何一处，所以在同一时间内，通过电路任意横截面的电荷量相同，即（2）电压特点：串联电路两端的总电压等于串联电阻的各分电压之和，即（3）电阻特点：串联电路的总电阻等于各分电阻之和。如图1-28所示，在不影响电路电流和电压的前提下，可用电路的总电阻替代、、等串联电阻，则称总电阻为等效电阻，即。若，则。（4）功率特点：串联电路的总功率等于各电阻的分功率之和，即串联电路中电压分配的特点：串联电路中各电阻两端的电压与各电阻的阻值成正比，即。（6）串联电路中功率分配的特点：串联电路中各电阻消耗的功率与各电阻的阻值成正比，即。3．串联电路的应用在实际生活中，通常采用串联电路来构成分压器或扩大电压表的量程。分压器【教师】利用多媒体展示“分压器”图片（详见教材），并进行讲解分压器主要有连续可调分压器和固定分压器两种，如图所示。连续可调分压器如图（a）所示，P可在电阻上移动，并将电阻分为上下两部分，上部分的阻值用表示，下部分的阻值用表示，由欧姆定律可知，由于和会随着P点的移动而变化，所以在0～之间连续可调。固定分压器如图（b）所示，电路中的电流。（1）若开关S接在1处，则。（2）若开关S接在2处，则。（3）若开关S接在3处，则。由上述可知，开关S接的位置不同，输出电压就不同。扩大电压表的量程【教师】利用多媒体展示“灵敏电流计改装成电压表的原理图”图片（详见教材），并进行讲解电压表的表头是灵敏电流计，灵敏电流计由永磁体和可转动的线圈组成。给线圈通电后，线圈在磁场的作用下带动指针偏转，指针的偏转角度与通过线圈的电流成正比。线圈的电阻就是灵敏电流计的内阻，用表示，一般为几百到几千欧。线圈中能通过的最大电流称为灵敏电流计的满偏电流，用表示，一般为几十微安到几毫安。如图所示为灵敏电流计改装成电压表的原理图。由欧姆定律可知，当灵敏电流计满偏时，其两端的电压，给灵敏电流计串联一个分压电阻R，便可扩大电压表的量程。由串联电路的特点得，即若电压表量程扩大的倍数为，则与灵敏电流计串联的分压电阻R的阻值为。【教师】利用多媒体展示“例1-9图”图片（详见教材），并进行讲解例1-9如图所示，灵敏电流计的内阻，满偏电流，若要改装成量程为的电压表，试求：串联的分压电阻的阻值。解：灵敏电流计两端的满偏电压为。串联的分压电阻需要分担的电压为。串联的分压电阻的阻值为1.4.2并联电路1．并联电路的定义【教师】利用多媒体展示“并联电路及其等效电路”图片（详见教材），并进行讲解并联电路是指把若干个电阻的一端连接在电路的一点上，另一端共同连接在电路的另一点上，使各电阻两端承受相同电压的电路。如图所示为n个电阻并联形成的并联电路及其等效电路。2．并联电路的特点串联电路一般具有以下特点。（2）电压特点：并联电路中各电阻两端的电压相等，均等于电路两端的总电压。如图1-32所示，各电阻两端的电压均等于A、B两点间的电位差（3）电阻特点：并联电路中总电阻的倒数等于各电阻的倒数之和（4）功率特点：并联电路的总功率等于各电阻的分功率之和（5）并联电路中电流分配的特点：并联电路中通过各电阻的电流与各电阻的阻值成反比，即。（6）并联电路中功率分配的特点：并联电路中各电阻消耗的功率与各电阻的阻值成反比，即。3．并联电路的应用【教师】利用多媒体展示“灵敏电流计改装成电流表的原理图”图片（详见教材），并进行讲解在实际生活中，通常采用并联电路来扩大电流表的量程。如图所示为灵敏电流计改装成电流表的原理图，给灵敏电流计并联一个分流电阻，可扩大电流表的量程。由并联电路的特点得因此有若电流表量程扩大的倍数为，则与灵敏电流计并联的分流电阻R的阻值为。【教师】随机邀请学生回答以下问题：对于家庭用电来说通常采用的电路是哪种？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答对于家庭用电来说，通常采用并联电路将额定电压相同的负载连接起来，这样不仅可以保证负载在额定电压下稳定工作，还能在断开或闭合某个负载开关时不影响其他负载的正常运行。【教师】利用多媒体展示“例1-10图”图片（详见教材），并进行讲解例1-10如图所示，灵敏电流计的内阻，满偏电流，若要改装成量程为的电流表，试求：并联的分流电阻的阻值。解：。并联的分流电阻需要分担的电流为。并联的分流电阻的阻值为1.4.3混联电路1．混联电路的定义【教师】利用多媒体展示“混联电路”图片（详见教材），并进行讲解混联电路是指既有串联电阻又有并联电阻的电路。如图所示，电阻与电阻串联后与电阻并联，三者再与电阻串联形成混联电路。2．混联电路的分析方法混联电路的求解主要采用等电位分析法，其一般步骤如下。（1）确定等电位点，标出相应的符号。忽略导线的电阻和电流表的电阻，将导线与电流表连接的两点看作等电位点，并用符号标出。（2）画出串联、并联关系清晰的等效电路图。通过等电位点确定电阻的连接关系，先画出电阻较少的支路，再画出电阻较多的支路，从电路的一端画到另一端，最后将所有支路和干路连接起来，从而画出整个等效电路图。（3）求解等效电阻、电压、电流和功率。由欧姆定律可得，并考虑串联电路和并联电路的特点，以及各物理量的计算公式等，分别求出等效电阻以及电路各部分的电压、电流和功率等物理量。【教师】利用多媒体展示“例1-11图”图片（详见教材），并进行讲解例1-11如图所示，电源电压为，导线上的等效电阻，，外电路的负载，试求：（1）电路的等效电阻。（2）电路的总电流。（3）负载两端的电压。（4）负载消耗的功率。解：（1）电路的等效电阻为（2）电路的总电流为（3）负载两端的电压为（4）负载消耗的功率为【学生】聆听、思考、理解、记忆课堂实践【教师】准备测量工具和仪器，讲解并演示测量直流电路的电流和电压的步骤，然后要求学生独立完成测量1．项目描述选择合适的测量仪器并采用正确的测量方法，可获取电路中电流和电压的准确数值，以便于分析电路性能、排查电路故障、保障用电安全及优化电路设计。请学习简单直流电路的有关知识，了解万用表的测量方法，对简单直流电路中的电流和电压进行测量。2．项目准备1）知识准备万用表是安装、调试、维修电路的常用仪表之一，它具有测量直流电压、直流电流、交流电压、电阻等功能。常见的万用表可分为机械式和数字式两种。（1）机械式万用表。【教师】利用多媒体展示“MF47型机械式万用表的面板”图片（详见教材），并进行讲解如图所示为MF47型机械式万用表的面板，上面分布有表盘、机械调零螺钉、欧姆调零旋钮、选择开关、高电压插孔、大电流插孔、公共（COM）插孔、“+”插孔和晶体管插孔等。机械式万用表的测量方法如下。①对机械式万用表进行调零。将机械式万用表水平放置，视线与表盘垂直，检查表盘内的指针是否指在表盘左端的零刻度线上。若指针不指在表盘左端的零刻度线上，则需要用小螺丝刀轻轻转动面板上的机械调零螺钉，使指针指在表盘左端的零刻度线上。【教师】随机邀请学生回答以下问题：机械万用表测量电阻应注意的事项？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答用机械式万用表测量电阻前，应先选择合适量程的电阻挡，然后将红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在表盘左端的零刻度线上。②将机械式万用表红、黑表笔的插头分别插入“”插孔和公共插孔中。【教师】随机邀请学生回答以下问题：机械万用表测量直流电流应注意的事项？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答在测量直流电流时，万用表应串联在被测电路中；在测量交流电流时，万用表应并联在被测电路两端。④读取机械式万用表的指针示数，得出测量结果。⑤使用完毕后，将机械式万用表的选择开关旋至“”挡。（2）数字式万用表。【教师】利用多媒体展示“UT58A型数字式万用表的面板”图片（详见教材），并进行讲解如图所示为UT58A型数字式万用表的面板，上面分布有显示屏、数据保持开关、选择开关、公共（COM）插孔、电压/电阻插孔、小电流插孔、电流插孔、电源开关等。数字式万用表的使用方法如下。①将数字式万用表的红表笔插入待测物理量对应的插孔中，黑表笔插入公共插孔中。②在测量电压、电流之前，应先选择合适的量程，将选择开关旋至相应的电压挡或电流挡上。若测量大小未知的电压或电流，则应先将开关旋至最大量程的挡位上，待读取数值后，再依次降挡。③使用完毕后，将数字式万用表的选择开关旋至“”挡。工具和器材准备【教师】利用多媒体展示“实施过程中所需的工具和器材”表格（详见教材），并进行讲解将实施过程中所需的工具和器材填入表中。实施过程中所需的工具和器材名称规格与型号单位数量备注直流电源路2机械式万用表台1数字式万用表台1导线条若干电阻个53．项目实施学生以4～5人为一组，各小组成员合作用万用表对直流电路中的电流和电压进行测量。连接电路【教师】利用多媒体展示“直流电流和直流电压的测试电路”图片（详见教材），并进行讲解按照如图所示的电路，将直流电源、电阻等用导线连接起来。【教师】随机邀请学生回答以下问题：机械万用表和数字万用表在测量电压和电流是有什么差别？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答当采用机械式万用表测量直流电压和直流电流时，需要区分所测端子的极性，使红表笔的电位高于黑表笔的电位；当采用机械式万用表测量交流电压时，则不需要区分所测端子的极性。当采用数字式万用表测量电流和电压时，均不需要区分所测端子的极性，数字式万用表会在显示屏上以正负号来区分所测端子的极性。用万用表测量电流【教师】利用多媒体展示“用机械式万用表测量电流的数据”表格，并进行讲解用机械式万用表测量电流、、，将测量结果填入表中。用机械式万用表测量电流的数据所测电流/A/A/A测量值【教师】利用多媒体展示“用数字式万用表测量电流的数据”表格，并进行讲解用数字式万用表测量电流、，将测量结果填入表中。用数字式万用表测量电流的数据所测电流/A/A测量值用万用表测量电压【教师】利用多媒体展示“用机械式万用表测量电压的数据”表格，并进行讲解用机械式万用表测量电压、、，将测量结果填入表中。用机械式万用表测量电压的数据所测电压/V/V/V测量值【教师】利用多媒体展示“用数字式万用表测量电压的数据”表格，并进行讲解用数字式万用表测量电压、，将测量结果填入表中。用数字式万用表测量电压的数据所测电压/V/V测量值【教师】播放课件中的“测量电压”视频，并提出以下问题：测量电压时有什么注意事项？【学生】观看、思考、回答【教师】总结学生的回答【学生】聆听、思考、按要求完成测量，并填写表格【教师】巡堂指导，及时解决学生的问题，并对学生的表现进行评价课堂小结【教师】简要总结本节课的要点本节课学习了电路的组成和工作状态、电路模型与电路图、电路基本物理量的定义和计算方法、欧姆定律的定义和应用、电阻的连接方式、特点及应用，及其测量方法等知识。希望大家在课下多加复习，掌握所学知识，能够使用机械式万用表和数字式万用表；测量简单直流电路中的基本物理量。【学生】总结回顾知识点作业布置【教师】布置课后作业本课作业布置二维码老师扫描此码，即可进行线上作业布置【学生】完成课后任务教学反思

课题项目二分析复杂直流电路课时4课时（180min）教学目标知识目标：（1）掌握基尔霍夫定律的定义和应用（2）掌握支路电流法的应用（3）掌握叠加定理的含义和应用（4）掌握戴维南定理的含义和应用技能目标：（1）能验证基尔霍夫电流定律（2）能验证基尔霍夫电压定律素质目标：（1）培养脚踏实地、求真务实的工作作风（2）践行团结协作、互相信任的团队精神教学重难点教学重点：基尔霍夫定律的定义和应用，支路电流法的应用，叠加定理的含义和应用，戴维南定理的含义和应用，及其试验方法教学难点：验证基尔霍夫电流、电压定律教学方法问答法、讨论法、讲练结合法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材、试验工具和仪器教学过程主要教学内容及步骤考勤【教师】使用APP进行签到【学生】按照老师要求签到问题导入【教师】提出问题：分析复杂直流电路有什么方法？【学生】聆听、思考、举手回答传授新知【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解基尔霍夫定律的定义和应用，支路电流法的应用，叠加定理的含义和应用，戴维南定理的含义和应用，及其试验方法等知识2.1基尔霍夫定律【教师】利用多媒体展示“复杂直流电路”图片（详见教材），并进行讲解基尔霍夫定律是电路中电压和电流所遵循的基本规律之一，是分析和计算复杂直流电路的基础，它主要用来描述复杂直流电路的节点电流和回路电压。在介绍基尔霍夫定律之前，需要了解复杂直流电路的定义，下面以图所示的复杂直流电路（简称电路）为例进行介绍。（1）支路：由1个或几个元件首尾相连构成的无分支电路。如图所示，、构成第1条支路；、构成第2条支路；构成第3条支路。在同一支路中，通过各元件的电流均相等。（2）节点：3条或3条以上支路的连接点。如图所示，A点与B点均为节点。（3）回路：电路中任何一个闭合路径。如图所示，路径CABDC、路径AEFBA及路径CEFDC均为回路。（4）网孔：电路内部不包含支路的回路。如图所示，回路CABDC和回路AEFBA均为网孔。2.1.1基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律又称节点电流定律，其定义为：在任一时刻，流入电路中任一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和。基尔霍夫电流定律的计算表达式为 （2-1）式中：——流入节点的电流之和，单位为A；——流出节点的电流之和，单位为A。【教师】利用多媒体展示“电路的支路和节点”图片（详见教材），并进行讲解如图所示为电路的支路和节点，其中共有5条支路汇集于节点A，流入节点A的电流为、，流出节点A的电流为、、。由于电荷在节点A处既不会消失又不会聚集，因此流入节点A的电流之和与流出节点A的电流之和相等，即。通常规定流入节点的电流为正，流出节点的电流为负，因此节点A的电流方程也可列为。基尔霍夫电流定律也可定义为：在任一时刻，通过电路中任一节点电流的代数和恒等于零，即 （2-2）【教师】利用多媒体展示“假定的闭合面和广义节点（a）（b）”图片（详见教材），并进行讲解基尔霍夫电流定律可推广用于电路中任何一个假定的闭合面。如图（a）所示，假定的闭合面将由电阻、、所构成的三角形包围起来，假定的闭合面也可视为一个广义节点，如图（b）所示。由基尔霍夫电流定律可得，通过广义节点的各支路电流代数和恒等于零，即广义节点的电流方程为。【教师】随机邀请学生回答以下问题：列节点电流方程时应考虑什么因素？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答列节点电流方程时，应先假定未知支路电流的参考方向，再进行电路的分析与计算。若计算结果为正，则表明该支路电流的实际方向与参考方向相同；若计算结果为负，则表明该支路电流的实际方向与参考方向相反。【教师】利用多媒体展示“例2-1图”图片（详见教材），并进行讲解例2-1如图所示，已知，，，试求：。解：由基尔霍夫电流定律可得，。代入已知量可得，，即。2.1.2基尔霍夫电压定律【教师】利用多媒体展示“电路中的某一闭合回路”图片（详见教材），并进行讲解基尔霍夫电压定律又称回路电压定律，其定义为：在任一时刻，在电路的任一闭合回路中，沿回路绕行方向上各段电压的代数和恒等于零。基尔霍夫电压定律的计算表达式为 （2-3）通常规定：当电位沿回路绕行方向降低时，回路中元件两端的电压为正；反之，元件两端的电压为负。如图所示为电路中的某一闭合回路，其中带箭头的虚线表示回路的绕行方向，各段电压分别为，，，。由基尔霍夫电压定律，可得该回路的电压方程为，即，整理得。基尔霍夫电压定律也可定义为：在任一时刻，任一闭合回路中，沿绕行方向各电阻上电压的代数和恒等于各电源电动势的代数和，即 （2-4）【教师】随机邀请学生回答以下问题：列回路电压方程时应考虑什么因素？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答列回路电压方程时，应先选定未知电流的参考方向和回路的绕行方向，再进行电路的分析与计算。若选定的回路绕行方向与电流的参考方向相同，则电动势取正，反之取负。基尔霍夫电压定律也可推广用于不闭合的假想回路，此时只需要将不闭合的假想回路两端间的电压列入回路电压方程即可。【教师】利用多媒体展示“不闭合的假想回路”图片（详见教材），并进行讲解如图所示，不闭合的假想回路中A、B为其两端，端电压为，则假想回路ABCDA的电压方程为。【教师】组织学生以小组为单位，围绕以下话题开展讨论若分别采用顺时针和逆时针的回路绕行方向进行电路的分析与计算，则列出的回路电压方程有何区别与联系？【学生】聆听、思考、讨论、小组代表回答【教师】总结学生的回答【教师】利用多媒体展示“例2-2图”图片（详见教材），并进行讲解例2-2如图所示，已知，，，，，，，试求：。解：选定回路的绕行方向为如图所示带箭头的虚线，由基尔霍夫电压定律可得，该回路的电压方程为。代入已知量可得2.2支路电流法支路电流法是指以支路电流为未知量，由基尔霍夫定律列出节点电流方程和回路电压方程并组成方程组，求解各支路电流的方法。支路电流法的一般求解步骤如下。（1）选定各支路电流的参考方向和回路的绕行方向。支路电流的参考方向和回路的绕行方向可任意选定，一般取电动势的方向为回路的绕行方向；对具有两个以上电动势的回路，一般取电动势较大的方向为回路的绕行方向。（2）用基尔霍夫电流定律列出独立的节点电流方程。若电路中有条支路，个节点()，则该电路能列出()个独立的节点电流方程。（3）用基尔霍夫电压定律列出独立的回路电压方程。在已建立的节点电流方程基础上，该电路还需要列出[]个独立的回路电压方程。（4）解方程组。将节点电流方程与回路电压方程联立成方程组，代入已知量，求出未知的支路电流，并确定各支路电流的实际方向。若计算结果为正，则表示所求支路电流的实际方向与参考方向相同；若计算结果为负，则表示所求支路电流的实际方向与参考方向相反。【教师】利用多媒体展示“例2-3图”图片（详见教材），并进行讲解例2-3如图所示，已知，，，，，试求：各支路的电流。解：选定各支路电流的参考方向和回路的绕行方向，如图所示。由于该电路中只有节点A和节点B，因此只能列出1个独立的节点电流方程。列出节点A的电流方程，有。该电路中有3条支路，可列出2个独立的回路电压方程，由基尔霍夫电压定律可得，回路ABDA的电压方程为；回路ACBA的电压方程为。联立方程组并代入已知量，可得解得，，。、为正，表示它们的实际方向与选定的参考方向相同；为负，表示其实际方向与选定的参考方向相反。2.3叠加定理叠加定理的含义：在线性电路（由线性元件和独立电源组成的电路）中，任何一个支路的电流（或电压）等于各个电源单独作用在此支路时所产生的电流（或电压）的代数和。【教师】利用多媒体展示“叠加定理示例”图片（详见教材），并进行讲解如图所示为叠加定理示例，若对图（a）所示的电路进行分析和求解，可将该电路等效为图（b）和图（c）所示简单直流电路计算结果的叠加。【教师】随机邀请学生回答以下问题：怎样使电源单独作用时，保持电路中所有电阻不变？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答当假设某个电源单独作用时，要保持电路中的所有电阻（包括电源内阻）不变，其余电源不起作用，即把其余电压源视为短路，把其余电流源视为断路。叠加定理的一般求解步骤如下。（1）在电路中标出各支路电流的参考方向。（2）分别求出各电源单独作用时各支路的电流。（3）叠加各支路电流，得出最终结果。【教师】随机邀请学生回答以下问题：在学习的复杂电路中，我们可以从中得到什么思想启迪？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答当假设某个电源单独作用时，要保持电路中的所有电阻（包括电源内阻）不变，其余电源不起作用，即把其余电压源视为短路，把其余电流源视为断路。【教师】利用多媒体展示“叠加定理示例”图片（详见教材），并进行讲解例2-4如图所示，已知，，，试求：支路电流、和。解：将图（a）所示的电路分解为图（b）和图（c）所示的简单直流电路，并标出各支路电流的参考方向。对图（b）和图（c）所示的简单直流电路进行分析和计算，求出各电源单独作用时各支路的电流。当单独作用时，有当单独作用时，有则图（a）所示电路中各支路的电流分别为由于、、均为正，因此它们的实际方向与参考方向相同。2.4戴维南定理【教师】利用多媒体展示“二端网络”图片（详见教材），并进行讲解二端网络是指不需要考虑电路的内部结构，而仅需要具有两个引出端的部分电路，如图所示。其中，按照电路内部是否含有电源，二端网络可分为有源二端网络和无源二端网络两种。当无源二端网络由若干个电阻组成时，这些电阻可等效为一个电阻，称为二端网络的等效电阻。当有源二端网络两引出端之间为开路时，两引出端之间的电压称为有源二端网络的开路电压。【教师】随机邀请学生回答以下问题：开路指的是什么？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答开路是指电路中的开关断开，电路中无电流通过，开关闭合后可形成通路的电路。【教师】利用多媒体展示“戴维南定理示例”图片（详见教材），并进行讲解戴维南定理的含义是：对于外电路，任何一个线性有源二端网络都可以用一个由理想电压源和等效内阻串联而成的电路模型来代替，如图所示。其中，理想电压源的电动势等于有源二端网络的开路电压；等效内阻等于有源二端网络中所有电源均归零（即电压源用短路代替，电流源用开路代替，仅保留内阻）时，两引出端间的等效电阻。【教师】随机邀请学生回答以下问题：电流源和电压源分别指的什么？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答【教师】利用多媒体展示“电压源”图片（详见教材），并进行讲解电压源是指能为电路提供一定电压的电源。实际电压源的输出电压等于恒定电压与电压源的内阻两端的电压之差，即，如图（a）所示。若电压源的内阻，则电压源输出的电压为恒定电压，即，这样的电压源称为理想电压源或恒压源，如图（b）所示。【教师】利用多媒体展示“电流源”图片（详见教材），并进行讲解电流源是指能为电路提供一定电流的电源。实际电流源的输出电流等于恒定电流与通过电流源内阻的电流之差，即，如图（a）所示。若电流源的内阻趋近于无穷大，则电流源输出的电流为恒定电流，即，这样的电流源称为理想电流源或恒流源，如图（b）所示。【教师】利用多媒体展示“电压源与电流源的等效变换”图片（详见教材），并进行讲解电压源是以输出电压的形式向负载供电，电流源是以输出电流的形式向负载供电。由于电压源与电流源的外特性基本相同，因此电压源与电流源可以等效变换，如图所示。电压源与电流源等效变换的关系式为或戴维南定理的一般求解步骤如下。（1）将电路分为等效的有源二端网络和待求支路两部分。（2）断开待求支路，求出有源二端网络的开路电压。（3）将有源二端网络中所有电源归零，即将有源二端网络中的电压源短路或电流源开路，求出有源二端网络两引出端间的等效电阻。（4）画出有源二端网络的等效电路并接入待求支路，形成等效的简化电路，再根据已知条件进行求解。【教师】随机邀请学生回答以下问题：使用戴维南定理时应注意的事项？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答使用戴维南定理时应注意：①等效电源的方向与有源二端网络的开路电压方向一致。②等效电源仅对外电路等效，而对内电路不等效。【教师】利用多媒体展示“例2-5图”图片（详见教材），并进行讲解例2-5如图所示，已知，，，试求：通过的电流及两端的电压。【教师】利用多媒体展示“戴维南定理求解”图片（详见教材），并进行讲解解：断开待求支路，分出有源二端网络，如图（a）所示，其中等效理想电压源的电动势。将有源二端网络中各电源归零后，即可得到如图（b）所示的无源二端网络，其中等效电阻即等效内阻，则有将所求得的、与待求支路的电阻连接起来，组成等效的简化电路，如图（c）所示，则和为【学生】聆听、思考、理解、记忆课堂实践【教师】准备测量工具和仪器，讲解并演示验证基尔霍夫定律的步骤，然后要求学生独立完成测量1．项目描述简单直流电路能用串联、并联的分析方法简化成无分支的单回路电路，然后采用欧姆定律计算即可。复杂直流电路不能用串联、并联的分析方法简化成无分支的单回路电路，它除了采用欧姆定律，还需要采用基尔霍夫定律进行分析和计算。请学习基尔霍夫定律的有关知识，并通过实验对其进行验证。2．项目准备1）知识准备基尔霍夫定律是电路理论中最基本、最重要的定律之一，它包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律两部分，前者应用于电路中的节点，后者应用于电路中的回路。验证基尔霍夫电流定律时，必须先设定电流的参考方向，然后依据电路图中标定的电流参考方向列出节点电流方程，最后将测量数据代入节点电流方程计算即可。验证基尔霍夫电压定律时，必须先标出各元件端电压和各支路电流的参考方向以及回路的绕行方向，然后依据电路图中电流的参考方向列出回路电压方程，最后将测量数据代入回路电压方程计算即可。2）工具和器材准备【教师】利用多媒体展示“实施过程中所需的工具和器材”表格，并进行讲解将实施过程中所需的工具和器材填入表中。实施过程中所需的工具和器材名称规格与型号单位数量备注直流电源路2直流电流表台3直流电压表台1开关个2接线板个1导线条若干电阻个33．项目实施学生以4～5人为一组，各小组成员合作对基尔霍夫定律进行验证。连接电路【教师】利用多媒体展示“待测复杂直流电路”图片（详见教材），并进行讲解按照如图所示的待测复杂直流电路，将直流电源、开关、电阻等用导线连接起来。先将调至，调至，用直流电流表和直流电压表分别测量电路中的电流与电压，并记录测量数据；再将调至，调至，用直流电流表和直流电压表分别测量电路中的电流与电压，并记录测量数据。2）用直流电流表测量电流【教师】利用多媒体展示“用直流电流表测量电流的数据”表格，并进行讲解用直流电流表分别测量电流、、，将测量结果填入表中。用直流电流表测量电流的数据电源电压所测电流/A/A/A3）用直流电压表测量电压【教师】利用多媒体展示“用直流电压表测量电压的数据”表格，并进行讲解用直流电压表分别测量AB、BC、CD、DA、DB段两端的电压，将测量结果填入表中。用直流电压表测量电压的数据电源电压所测电压/V/V/V/V/V4）数据计算与验证（1）根据表“用直流电流表测量电流的数据”中所测电流的数据，分别计算节点和节点的电流是否符合基尔霍夫电流定律。（2）根据表“用直流电压表测量电压的数据”中所测电压的数据，分别计算回路BDAB和回路BDCB各段电压的代数和是否符合基尔霍夫电压定律。【教师】播放课件中的“基尔霍夫定律”视频，并提出以下问题：怎样确定电流符合基尔霍夫定律的？【学生】观看、思考、回答【教师】总结学生的回答【学生】聆听、思考、按要求完成测量和计算，并填写表格【教师】巡堂指导，及时解决学生的问题，并对学生的表现进行评价课堂小结【教师】简要总结本节课的要点本节课学习了基尔霍夫定律的定义和应用，支路电流法的应用，叠加定理的含义和应用，戴维南定理的含义和应用，及其试验方法等知识。希望大家在课下多加复习，掌握所学知识，能够验证基尔霍夫电流、电压定律。【学生】总结回顾知识点作业布置【教师】布置课后作业本课作业布置二维码老师扫描此码，即可进行线上作业布置【学生】完成课后任务教学反思

课题项目三认识磁场与电磁感应课时4课时（180min）教学目标知识目标：（1）了解磁体、磁极和磁场的定义（2）熟悉通电直导线和通电螺线管的磁场方向（3）掌握磁场的基本物理量和电磁力的计算方法（4）了解电磁感应现象（5）掌握楞次定律和法拉第电磁感应定律（6）了解自感现象和互感现象，以及互感线圈的同名端技能目标：（1）能用安培定则判断通电导体产生的磁场方向（2）能用左手定则判断通电导体在磁场中受到的电磁力的方向（3）能用右手定则和楞次定律判断感应电动势或感应电流的方向素质目标：（1）养成专注技艺、追求卓越的职业作风（2）弘扬勇于探索、知难而进的创新精神教学重难点教学重点：磁体、磁极和磁场的定义、通电直导线和通电螺线管的磁场方向、磁场的基本物理量和电磁力的计算方法、电磁感应现象、楞次定律和法拉第电磁感应定律、自感现象和互感现象，以及互感线圈的同名端，及其试验方法教学难点：用安培定则判断通电导体产生的磁场方向；用左手定则判断通电导体在磁场中受到的电磁力的方向；用右手定则和楞次定律判断感应电动势或感应电流的方向教学方法问答法、讨论法、讲练结合法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材、试验工具和仪器教学过程主要教学内容及步骤考勤【教师】使用APP进行签到【学生】按照老师要求签到问题导入【教师】提出问题：在日常生活中，有哪些地方应用了电磁感应？【学生】聆听、思考、举手回答传授新知【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解磁体、磁极和磁场的定义、通电直导线和通电螺线管的磁场方向、磁场的基本物理量和电磁力的计算方法、电磁感应现象、楞次定律和法拉第电磁感应定律、自感现象和互感现象，以及互感线圈的同名端，及其试验方法等知识3.1磁场3.1.1磁场概述1．磁体、磁极和磁场1）磁体自然界中的某些物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，这种性质称为磁性。带有磁性的物体称为磁体。2）磁极【教师】利用多媒体展示“常见磁体的磁极指向”图片（详见教材），并进行讲解磁体上磁性最强的两个部位称为磁极。实验证明，任何磁体都有两个磁极。一个可在水平面内自由转动的磁体，它在静止时总是一个磁极指向南方，另一个磁极指向北方。指向南方的磁极称为南极，用S表示；指向北方的磁极称为北极，用N表示。常见磁体的磁极指向如图所示【教师】随机邀请学生回答以下问题：磁体的磁极有什么特性？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答磁体的磁极总是成对出现的，即使把一个磁体截成两段，每段磁体也有各自的南极和北极。此外，磁极之间具有同性磁极相互排斥、异性磁极相互吸引的特性。3）磁场磁性之间的同性磁极相互排斥、异性磁极相互吸引的特性都是通过某种特殊物质来实现的，这种特殊物质称为磁场。磁场是一个在空间区域内连续分布的向量场，也是有方向的。通常规定：在磁场中某点放置一个能自由转动的磁针，磁针静止时N极所指的方向就是该点磁场的方向。【教师】利用多媒体展示“磁场的方向”图片（详见教材），并进行讲解磁感线（又称磁力线）是人们为了形象地描述各点磁场的方向而假想的曲线。可利用磁感线形象地描绘磁场，即在磁场中画出一系列有方向的曲线，曲线上任意一点的切线方向就是该点的磁场方向（磁针在该点静止时N极所指的方向），如图所示。【教师】随机邀请学生回答以下问题：如何划分磁感线？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答磁感线可形象、直观地反映磁场的性质。磁感线的疏密反映了磁场的强弱，即磁感线密的地方磁场强，磁感线疏的地方磁场弱。此外，磁感线在磁体内部、外部的指向不同。磁感线在磁体内部的指向是由S极指向N极，在磁体外部的指向则是由N极指向S极，从而形成不相交的闭合曲线。2．电流的磁效应【教师】利用多媒体展示“奥斯特的电流磁效应实验”图片（详见教材），并进行讲解1820年，丹麦物理学家H.C.奥斯特（H.C.Oersted）发现：在静止的磁针上方放置一根与磁针平行的直导线，当给直导线通电时，磁针立刻偏转一个角度，如图所示。这一现象说明通电直导线周围存在磁场，即电流的磁场，由电流产生磁场的现象称为电流的磁效应。通电直导线周围的磁场方向（即磁感线方向）与电流的关系可用安培定则来判断。【教师】随机邀请学生回答以下问题：安倍定则是怎样的？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答安培定则又称右手螺旋定则，是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。通电直导线的磁场方向【教师】利用多媒体展示“通电直导线的磁场方向”图片（详见教材），并进行讲解通电直导线磁场方向的判断方法：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，则弯曲的四指所指的方向就是磁场方向，如图所示。【教师】组织学生以小组为单位，围绕以下话题开展讨论【教师】利用多媒体展示“两根通电直导线”图片（详见教材），并进行讲解判断并画出如图所示两根通电直导线周围的磁场方向。通过判断，你能发现什么规律？【学生】聆听、思考、讨论、小组代表回答【教师】总结学生的回答通电螺线管的磁场方向【教师】利用多媒体展示“通电螺线管磁感线的方向”图片（详见教材），并进行讲解通电螺线管与条形磁铁具有相似的特性，即通电螺线管一端相当于N极，另一端相当于S极，它产生的磁场方向与通电电流的流向有关。在通电螺线管的外部，磁感线的指向是由N极指向S极，而在通电螺线管的内部，磁感线的指向是由S极指向N极，如图所示。【教师】利用多媒体展示“通电螺线管磁场方向的判断方法”图片（详见教材），并进行讲解通电螺线管磁场方向的判断方法：用右手握住通电螺线管，让四指弯曲的方向与电流的方向一致，则大拇指所指的方向即通电螺线管的磁场方向，如图所示。3.1.2磁场的基本物理量磁场不仅有方向，还有强弱。磁感线的疏密只能定性地描述磁场的强弱，而磁场的基本物理量可以用来定量地描述磁场的强弱。磁场的基本物理量主要包括磁通、磁感应强度、磁导率和磁场强度等。1．磁通通过垂直于磁场方向上某一截面面积S的磁感线总数，称为该截面的磁通量，简称磁通，用字母表示。磁通的单位为韦伯，简称韦，符号为Wb。2．磁感应强度与磁场方向垂直的单位面积上的磁通称为磁感应强度（又称磁通密度），用字母B表示。磁感应强度的单位为特斯拉，简称特，符号为T。在均匀磁场中，磁感应强度的计算表达式为