电工技术基础与应用课程标准教学教案

《电工技术基础与应用》课程标准【课程名称】电工技术基础与应用 【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】40【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《电工技术基础与应用》课程内容及课时分配表学期所用教材课程内容课时分配第一学期《电工技术基础与应用》项目1直流电路任务1.1认识电路的基本物理量2640任务1.2认识基本的电路元件2任务1.3分析与测量直流电路2项目2正弦交流电路任务2.1认识正弦交流电26任务2.2认识典型正弦交流电路2任务2.3提高正弦交流电路的功率因数2项目3三相交流电路任务3.1认识三相交流电路24任务3.2分析与测量三相交流电路的功率2项目4磁路与变压器任务4.1认识磁路和交流铁芯线圈电路24任务4.2认识变压器2项目5交流异步电动机任务5.1认识三相异步电动机24任务5.2认识单相异步电动机2项目6低压电器及其应用任务6.1认识常用低压电器24任务6.2安装与调试三相异步电动机基本控制电路2项目7电气安全防护任务7.1触电现场急救24任务7.2扑救电气火灾2项目8室内照明电路任务8.1室内布线46任务8.2设计与安装室内照明电路2机动22四、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

《电工技术基础与应用》

教案课时分配表章序课程内容课时备注1直流电路62正弦交流电路63三相交流电44磁路与变压器45交流异步电动机46低压电器及其应用47电气安全防护48室内照明电路6机动2合计40

课题第1课认识电路的基本物理量课时2课时（90min）教学目标知识目标：（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技能目标：（1）能够正确、熟练地使用数字万用表（2）测量电路的基本物理量素质目标：（1）树立爱党爱国的坚定信念，培养社会责任感和使命感（2）培养精益求精、科学严谨的工匠精神教学重难点教学重点：电流、电位与电压、电动势、电能与功率教学难点：测量直流电路的电压及电位教学方法问答法、讨论法、讲授法、实践法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计→→→→传授新知（40min）→任务实施（30min）→课堂小结（3min）→作业布置（2min）教学过程主要教学内容及步骤设计意图课前任务【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过APP或其他学习软件，完成课前任务请大家查阅直流电路的相关资料，认识电路的基本物理量，提前学习“任务工单——测量直流电路的电压及电位”中知识准备部分的内容。【学生】完成课前任务通过课前任务，使学生了解所学课程的重要性，增加学生的学习兴趣考勤（2min）【教师】使用APP进行签到【学生】班干部报请假人员及原因培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况新课预热

（8min）【教师】自我介绍，与学生简单互动，说明课程的课程性质、考核方式等【学生】聆听、互动【教师】介绍课程的大致内容本课程是电气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：使学生通过本课程的学习，获得电工技术必要的基本理论、基本知识和基本技能；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。本课程内容分为8个项目，具体包括直流电路、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。【学生】聆听、记录、理解通过老师自我介绍，与学生相互熟悉，并让学生了解这门课的大致要求任务引入（5min）【教师】展示携带的教具器材，讲述“任务引入”中的相关内容：手机已成为人们的生活必需品，不同品牌的手机所配备的充电器也不尽相同。手机充电器是先将220V交流电转换成低压直流电，然后为手机电池充电的。目前，常见的手机充电器有5V、2A和9V、2A两种充电模式，两者的充电电压有所不同，不同的充电电压有着不同的充电效果。请选择合适的工具和器材，对直流电路的电压及电位进行测量。【学生】观察、思考、回答问题通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣传授新知

（40min）【教师】通过学生的回答引入要讲的知识，讲解电流、电位与电压、电动势、电能与功率的相关内容一、电流在电场力的作用下，电荷会有规则地定向移动。单位时间内通过导体横截面的电荷称为电流强度，简称电流，用i表示，即（1-1）式中：——电流，单位为安（A）；——电荷，单位为库（C）；——时间，单位为秒（s）。习惯上规定电流的方向为正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向。大小和方向都不随时间变化的电流称为直流电流，用I表示。于是，式（1-1）可写为（1-2）✈【点拨】教师补充知识点在电学中，各物理量的表示方法及书写规范规定，不随时间变化的恒定电量或参量通常用大写字母表示，如直流电压和直流电流分别用U和I表示；随时间变化的电量或参量通常用小写字母表示，如交流电压和交流电流分别用u和i表示。在国际单位制中，电流的单位为安（A），常用的单位还有毫安（mA）和微安（μA），它们之间的换算关系为✈【教师】展示“图1-3电流的方向”图片（详见教材），讲解复杂电路中电流实际方向的判断方法在分析简单电路时，可以直观地确定电流的实际方向，但在分析复杂电路时，往往很难判断电流的实际方向。因此，为了方便分析和计算，可以任意选定一个方向作为电流的参考方向。如图1-3所示，若电流的实际方向与参考方向一致，则电流为正值；若电流的实际方向与参考方向相反，则电流为负值。电流的参考方向可以用箭头表示，也可以用双下标表示。例如，表示电流的参考方向是从a指向b的。二、电位与电压在电路中任选一点作为参考点，则电场力把单位正电荷从某点移动到参考点所做的功称为该点的电位，用v（V）表示，单位为伏（V）。电场力把单位正电荷从a点移动到b点所做的功称为a、b两点间的电压，用表示，即（1-3）式中：——电压，单位为伏（V）；——功，单位为焦（J）；——电荷，单位为库（C）。习惯上规定电压的实际方向为由高电位端指向低电位端，即电位降低的方向。因此，电路中两点间的电压也可用两点间的电位差来表示，即在直流电路中，电压用U表示，常用双下标，如，则（1-4）在国际单位制中，电压的单位为伏（V），常用的单位还有毫伏（mV）和千伏（kV），它们之间的换算关系为✈【教师】展示“图1-4电压的方向”图片（详见教材），提问：“参考复杂电路中电流方向的判断方法，尝试分析电压方向如何判断”，并随机抽取学生回答问题✈【学生】聆听、观察、思考、回答问题✈【教师】总结学生的回答，讲解电压方向的判断方法从工程应用的角度来讲，电路中的电压是产生电流的根本原因。电路中两点间的电压是不变的，而各点的电位则随参考点的不同而不同。因此，在研究同一电路系统时，只能选取一个电位参考点。与电流类似，在分析电路电压时，也需要先任意选定一个方向作为参考方向。如图1-4所示，若电压的实际方向与参考方向一致，则电压为正值；若电压的实际方向与参考方向相反，则电压为负值。电压的参考方向可以用极性“”“”表示，也可以用双下标表示。例如，表示电压的参考方向是从a指向b的。✈【点拨】教师补充知识点对电路进行分析计算时，必须先在电路中标出电流、电压的参考方向。因为只有在参考方向标定的情况下，各电量的正、负号才有意义。虽然电路图中电流、电压的参考方向原则上可任意设定，但一经选定，在整个分析计算过程中就不允许再变更，并要以此为标准进行分析计算，最后根据计算结果的正负来确定电流、电压的实际方向。本书电路图上所标出的电流、电压方向均为参考方向。一般来说，同一段电路上电流、电压的参考方向彼此独立，可以各自选定。但为了方便分析，通常使电流、电压的参考方向一致，称为关联参考方向。这时，只需要标出电流或电压参考方向中的一个即可。三、电动势电动势是指电源内部的非电场力把单位正电荷从低电位b端移动到高电位a端所做的功，用表示，即。（1-5）式中：——电动势，单位为伏（V）；——功，单位为焦（J）；——电荷，单位为库（C）。✈【教师】展示“图1-5电动势”的图片（详见教材），讲解复杂电路中电流实际方向的判断方法电动势是反映电源把其他形式的能转换成电能能力的物理量。电动势的实际方向为由低电位端指向高电位端，即电位升高的方向。因此，电源的电动势和电源两端电压的方向相反，如图1-5（a）所示；在开路情况下，电源的电动势和电源两端电压的大小相等，实际方向相反，如图1-5（b）所示。✈【教师】提问：“讨论电位、电压、电动势的区别与联系”，安排学生小组讨论并派代表回答问题✈【学生】聆听、分组、思考、讨论、回答问题✈【教师】总结学生回答情况，播放“电位、电压、电动势的区别与联系”的视频（详见教材），增加学生对知识点的理解与掌握四、电能与功率1．电能电能是指电以各种形式做功的能力，其大小为一定时间内电路元件（或设备）吸收或释放的电能量，用W表示，即（1-6）式中：W——电能，单位为焦（J）；U——电压，单位为伏（V）；I——电流，单位为安（A）；T——时间，单位为秒（s）。在电学中，通常用千瓦时（kW·h，又称度）作为电能单位，它与焦的换算关系为2．功率单位时间内电流所做的功称为功率，用P表示，即（1-7）式中：P——功率，单位为瓦（W）；U——电压，单位为伏（V）；I——电流，单位为安（A）。功率反映了电路元件进行能量转换的能力。例如，电灯的功率为100W，表明在1s内该电灯可将100J的电能转换成光能和热能；电动机的功率为1000W，表明在1s内该电动机可将1000J的电能转换成机械能。在计算功率时，令U、I的参考方向一致，若计算的，则说明U、I的实际方向一致，此部分电路为负载性质，消耗功率；若计算的时，则说明U、I的实际方向相反，此部分电路为电源性质，产生功率。因此，从P的正、负就可区分出电路或电路元件的性质。✈【课堂训练】组织学生利用本节课所学知识完成书上例题，并详细讲解【例1-1】在如图1-6所示的直流电路中，，，，，求各电路元件消耗或产生的功率、、及整段电路的功率P。解：对于元件1，其电流的参考方向和电压的参考方向一致，且有所以元件1消耗的功率为16W。对于元件2，其电流的参考方向和电压的参考方向不一致，且有所以元件2消耗的功率为32W。对于元件3，其电流的参考方向和电压的参考方向不一致，且有所以元件3产生的功率为24W。设消耗功率为正，产生功率为负，则整段电路的功率为【学生】聆听、记录、理解运用多媒体课件，结合提问引导的方式让学生了解电路的基本物理量，通过实践练习，加强学生对电流、电位与电压、电动势、电能与功率等相关知识的掌握，提升学生的课堂参与度，促进学生进一步强化学习主动性任务实施（30min）【教师】准备任务实施所需的工具和器材，安排学生补全“表1-2工具和器材清单”（详见教材）【学生】观察、思考、填写表格【教师】展示“图1-2‘基尔霍夫定律/叠加定理’电路”的图片和“表1-3电位、电压的计算和测量结果”的表格（详见教材），安排学生根据任务实施的步骤进行操作测量并记录数据【学生】聆听、思考、连接电路、测量电压电位、记录数据【教师】公布正确答案，并评价学生的完成情况通过按图连接线路并测量直流电路的电压及电位，让学生充分理解所学知识，并与实践相结合课堂小结

（3min）【教师】简要总结本节课的要点本节课学习了电路的基本物理量，讲解了有关电流、电位与电压、电动势、电能与功率等相关知识，学习并实际操作了如何测量直流电路的电压及电位，希望大家在课下多加练习，巩固所学知识。【学生】总结回顾知识点总结知识点，巩固学生对电路基本物理量等知识的理解作业布置

（2min）【教师】布置课后作业（1）未完成任务工单的同学继续完成该练习。（2）完成综合测试中有关电路基本物理量的练习题。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】完成课后任务通过课后作业复习巩固学到的知识教学反思本次课是学生的第一节基础理论课，通过第一节课的介绍，学生对这门课程有了基础的印象，了解了该课程的教学内容，以及本课程的定位、作用和考核方式，提高了学生对本课程的学习兴趣。此外，还通过实践任务提升了学生对电路基本物理量的理解，学生对本课程的学习兴致都很高，取得了不错的教学效果。

课题第2课认识基本的电路元件课时2课时（90min）教学目标知识目标：掌握电路基本元件的特性与分析方法技能目标能够正确测量电路基本元件的伏安特性素质目标：树立勇于探索、追求真理的职业精神教学重难点教学重点：电阻、电感、电容、电源教学难点：测试电阻的伏安特性教学方法问答法、讨论法、讲授法、实践法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计→→→传授新知（48min）→任务实施（30min）→课堂小结（3min）→作业布置（2min）教学过程主要教学内容及步骤设计意图课前任务【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过APP或其他学习软件，完成课前任务请大家查阅电阻的相关资料，了解测试电阻伏安特性的基本方法与技巧，提前学习“任务工单——测试电阻的伏安特性”中知识准备部分的内容。【学生】完成课前任务通过课前任务，让学生了解本次课的主要内容，增加学生的学习兴趣考勤

（2min）【教师】使用APP进行签到【学生】班干部报请假人员及原因培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况任务引入（5min）【教师】展示携带的白炽灯教具器材，讲述“任务引入”中的相关内容白炽灯曾是一种普遍使用的照明设备，它是将灯丝通电加热到白炽状态，利用灯丝的热辐射发出可见光来实现照明的。在使用白炽灯进行照明时，常会遇到这样的情况：当电网中突然接入大功率负载时，电网电压便会出现较大波动，此时白炽灯会突然变暗；当电网电压恢复正常后，白炽灯又会恢复为原来的亮度。这是因为白炽灯的灯丝是一种电阻，其两端电压的变化会引起通过其内部的电流发生变化。【学生】观察、思考、交流讨论通过展示教具和案例导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣传授新知

（48min）【教师】引入要讲的知识，讲解基本电路元件的相关知识电路通常由电源、负载和中间环节三部分组成。其中，电源是指向电路提供电能的设备；负载是指电路中接收电能的设备，它是各类用电电器的统称；中间环节是指连接电源和负载的导线、控制电路通断的开关、检测和保护电路的控制设备及仪器仪表等。为了便于对实际电路进行分析，通常会对实际电路采用“模型化”处理：用统一规定符号表示的理想电路元件替代实际电路元件，建立实际电路的电路模型。因此，电路模型是由理想电路元件所组成的电路。电路模型中的理想电路元件简称为电路元件。一、电阻1．电阻的特性电阻是一种耗能元件，用R表示，其物理量的单位为欧（Ω）。电阻可分为线性电阻和非线性电阻两种，它们的特性有所不同。1）线性电阻的特性✈【教师】展示“图1-9线性电阻”“图1-10非线性电阻”的图片（详见教材），讲解电阻特性的相关知识点线性电阻在电路中的图形符号如图1-9（a）所示，其两端的电压与通过的电流成正比，即或（1-8）式（1-8）即为欧姆定律。其中，线性电阻R是一个与电压和电流无关的常数，其伏安特性曲线（即电压与电流的关系曲线）是一条通过原点的直线。2）非线性电阻的特性非线性电阻在电路中的图形符号如图1-10（a）所示，它不遵循欧姆定律，其两端的电压与通过的电流不成正比关系。非线性电阻R不是一个常数，它随电压和电流的变化而变化，其伏安特性曲线是一条通过原点的曲线。✈【点拨】教师补充知识点电阻的电压和电流同时出现、同时消失，即电阻的电压和电流无“记忆”特性，电压和电流均可以跃变。2．电阻的串联、并联与混联1）电阻的串联✈【教师】展示“图1-11电阻的串联”的图片（详见教材），讲解电阻串联的相关知识点将若干个元件依次首尾相连地接在电路中，这样的连接方式称为串联。电阻的串联电路具有以下特点。（1）串联电路的总电流等于通过各电阻的电流，即（2）串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和，即（3）串联电路的总电阻等于各电阻的阻值之和，即两个电阻串联，每个电阻都从总电压处分得一部分电压，所分得的电压和自身的电阻成正比，即电阻越大，所分得的电压就越多，这就是串联电路的分压规律。利用这一规律可以通过串联电阻来增大电压表的量程。✈【课堂训练】组织学生利用本节课所学知识完成书上例题，并详细讲解【例1-2】在某电流表的表头内阻，其量程，若要测量的电压，应如何处理？分析：根据电阻串联的分压规律可知，只要在表头串联一个适当的分压电阻，分掉多余的电压，使电流表表头分得的电压恰好为即可。解：由于电流表表头承受的电压为因此分压电阻分得的电压为故分压电阻为✈【点拨】教师补充知识点实际上，电压表都是在灵敏电流计上串联适当的分压电阻制成的，串联多个电阻就可以制成多量程的电压表。数字万用表就是一个典型的应用实例。2）电阻的并联✈【教师】展示“图1-12电阻的并联”的图片（详见教材），讲解电阻并联的相关知识点将电路中元件的始端与始端、末端与末端并接在一起，这样的连接方式称为并联。电阻的并联电路具有以下特点。（1）各支路的电压相等，且等于并联电路的总电压，即（2）并联电路的总电流等于各支路的电流之和，即（3）并联电路总电阻的倒数等于各支路的电阻倒数之和，即两个电阻并联，每个电阻都从总电流处分得一部分电流，所分得的电流和自身的电阻成反比，即电阻越大，所分得的电流就越小，这就是并联电路的分流规律。利用这一规律可以通过并联电阻来增大电流表的量程。✈【课堂训练】组织学生利用本节课所学知识完成书上例题，并详细讲解【例1-3】电流表的表头内阻为1kΩ，其量程为50mA，现要测量10A的电流，应如何处理？分析：根据电阻并联的分流规律可知，只要在表头并联一个适当的分流电阻，分掉多余的电流，使电流表表头通过50mA的电流即可。解：由于分流电阻和表头并联，且并联电路各支路的电压相等，因此分流电阻分得的电压为分流电阻承受的电流为分流电阻为3）电阻的混联✈【教师】展示“图1-13常见的电阻混联电路”的图片（详见教材），讲解电阻混联的相关知识点在实际电路中，经常既有元件的串联又有元件的并联，这种电路称为混联电路。电阻混联电路的分析和计算一般采用“等效电路图法”，具体步骤如下。（1）在原电路图上为各电阻的连接点依次标上字母，注意中间无电阻的两个连接点只能用同一个字母。（2）将已命名的各连接点沿同一直线依次排开。（3）将原电路图中的各电阻依次绘在相应的连接点之间。（4）利用串、并联电路的计算公式进行计算✈【点拨】教师补充知识点在使用电流表时，必须将其串联在电路中，因此其内阻越小越好，这样就可以忽略电流表在电路中的分压作用；在使用电压表时，必须将其并联在电路中，因此其内阻越大越好，这样就可以忽略电压表在电路中的分流作用。✈【课堂训练】展示“图1-14”的图片（详见教材），组织学生利用本节课所学知识完成书上例题，并详细讲解【例1-4】在如图1-14所示的电路中，已知各电阻均为1Ω，试求A、B点之间的等效电阻？分析：（1）首先从A点至B点给各电阻的连接点依次标上字母，中间无电阻的各连接点只能用同一字母，如图1-15所示（详见教材）。（2）将已命名的A、C、B点沿同一直线依次排开，如图1-16所示（详见教材）。（3）将原电路图中的电阻依次绘在相应的连接点之间，如位于A、C点之间，位于A、B点之间，如图1-17所示（详见教材）。由图1-17可知，与并联，与并联，并联后的电阻再串联，最后与并联，所得的总电阻即为A、B点之间的等效电阻。解：，，即A、B点之间的等效电阻。✈【点拨】教师补充知识点等效电路是指由理想电路元件构成的电路，在其端子或端口处，电路的工作情况等效于给定电路、磁路或电器件、磁器件的工作情况。二、电感1．电感的特性✈【教师】展示“图1-18电感”的图片（详见教材），提出问题：“回忆初中物理知识电生磁，讨论电感有哪些特性？”安排学生分组讨论并派代表回答问题✈【学生】聆听、分组、观察、思考、讨论、回答问题✈【教师】总结学生的回答，引出电感的特性知识点电感是一种储能元件，它能够将电能转换成磁场能储存起来。如图1-18（a）所示，电感是由导线绕制而成的。它的图形符号如图1-18（b）所示。设电感线圈有N匝，当电感线圈通过电流i时，电感线圈内部将产生磁通，用Φ表示。磁通与电感线圈匝数的乘积称为磁通链，用Ψ表示，即。当磁通与磁通链的参考方向与电流i的参考方向符合右手螺旋定则时，有（1-9）式中：——磁通链，单位为韦（Wb）；L——电感，单位为亨（H）；——电流，单位为安（A）。当磁通发生变化时，电感线圈中产生的感应电压为（1-10）式中：——感应电压，单位为伏（V）；N——电感线圈的匝数；Φ——磁通，单位为韦（Wb）；——时间，单位为秒（s）。将式（1-9）代入式（1-10）后可得（1-11）由式（1-11）可以看出，电感的感应电压与电流的变化率成正比，只有当电流发生变化时，电感才会产生感应电压。在直流电路中，电流不随时间变化，此时，电感相当于短路。电感在0到t时间内所储存的磁场能为（1-12）由式（1-12）可以看出，L一定时，磁场能随电流的增大而增大。✈【点拨】教师补充知识点电感的电流只能连续变化，不能跃变，即电感的电流具有“记忆”原有电压的特性。2．电感的串联与并联若将、两个电感串联，则串联后的等效电感为（1-13）若将、两个电感并联，则并联后的等效电感为（1-14）三、电容1．电容的特性电容是一种能够储存电能的储能元件，它由两块互相靠近的导体（称为极板），以及这两块导体中间夹隔的绝缘介质构成。✈【教师】展示“图1-19电容在电路中的图形符号”的图片（详见教材），详细讲解电容的有关知识电容所储存的电荷q与其两端的电压u成正比，即（1-15）式中：——电容，单位为法（F）；——电容极板上的电荷，单位为库（C）；——电容两端的电压，单位为伏（V）。在国际单位制中，电容的单位为法（F），常用的单位还有微法（μF）和皮法（pF），它们之间的换算关系为当电容两端的电压u与流入正极板的电流i的参考方向为关联参考方向时，有（1-16）由式（1-16）可以看出，电容的电流与电压的变化率成正比，只有当电压发生变化时，电容两端才有电流。在直流电路中，当电容两端的电压不发生变化时，，电容相当于开路。电容在0到t时间内所储存的电能为（1-17）由式（1-17）可以看出，当C一定时，电能随电压的增大而增大✈【点拨】教师补充知识点电容的电压只能连续变化，不能跃变，即电容的电压具有“记忆”原有电流的特性。2．电容的串联与并联✈【教师】展示“1-20电容的串联”和“图1-21电容的并联”的图片（详见教材），提出问题：“根据电阻串并联分析方法，对电容的串联和并联特点进行分析”，安排学生分组讨论并派代表回答问题✈【学生】聆听、分组、观察、思考、讨论、回答问题✈【教师】总结学生的回答，详细讲解电容的串联与并联1）电容的串联将电容依次首尾相连，且中间无任何分支，这样的连接方式称为电容的串联，如图1-20所示。电容的串联电路具有以下特点。（1）串联电路总电容（等效电容）的倒数等于各电容的倒数之和，即由上式可知，当两个电容串联时，；当n个均为的电容串联时，。（2）串联电路的总电荷与各电容所带的电荷相等，即（3）串联电路的总电压等于各电容的电压之和，即由上式可知，电容串联后可承受较高的电压，且每个电容两端的电压与其自身的电容成反比，即，，…，2）电容的并联将电容的相同电极分别接在两个共同端点之间，这样的连接方式称为电容的并联，如图1-21所示。电容的并联电路具有以下特点。（1）并联电路的总电容（等效电容）等于各电容之和，即由上式可知，当n个均为的电容并联时，。（2）并联电路的总电荷等于各电容所带的电荷之和，即（3）并联电路的总电压等于各电容的电压，即✈【教师】播放“电阻器、电感器和电容器”的教学视频（详见教材），帮助学生更加直观的理解电阻、电感和电容的概念三、电源1．电压源电压源是理想电压源的简称，是从实际电源抽象出来的一种模型，其两端总能保持一定的电压，且与通过它的电流无关。在电流变化时，如果一个电压源的两端电压波动不明显，则通常可认为它是一个理想电压源。输出电压较稳定的电压源（如发电机、干电池、蓄电池等）通常用电压源模型来表示。✈【教师】展示“1-22电压源”的图片（详见教材），让学生了解理想电压源与实际电压源2．电流源电流源是理想电流源的简称，是从实际电源抽象出来的一种模型。它总能向外提供一定的电流，且与其两端电压的大小无关。在电压变化时，如果一个电流源的电流波动不明显，则通常可认为它是一个理想电流源。输出电流较稳定的电源（如光电池或晶体管的输出端等）通常用电流源模型来表示。✈【教师】展示“1-23电流源”的图片（详见教材），让学生了解理想电流源与实际电流源3．电压源与电流源的等效变换实际电源用哪种模型表示，应视其向外电路供电的主要形式而定。在分析电路时，一个实际电源的电路模型原则上可任意选择。同一电源分别用两种不同的电路模型表示时，它们对其外部连接电路产生的作用效果必然相同，即它们之间可以进行等效变换。在进行等效变换时，应注意以下几点。（1）“等效”是指对外等效（等效互换前后，电源对外伏安特性一致），对内不等效。（2）把电压源模型等效变换为电流源模型时，电流源模型的内阻应与电压源模型的内阻相等，均为，此时电流源的电流，的方向应与电压源对外输出电流的方向保持一致。（3）把电流源模型等效变换为电压源模型时，电压源模型的内阻应与电流源模型的内阻相等，均为，此时，从“”到“”的方向应与的方向保持一致。【学生】聆听、记录、理解运用多媒体课件，结合提问讨论的方式引导学生认识基本的电路元件，包括电阻、电感、电容和电源等；通过课堂分组讨论和例题讲解，加强学生对电阻伏安特性的掌握，提高学生的学习积极性和主动性任务实施（30min）【教师】准备任务实施所需的工具和器材，安排学生补全“表1-6工具和器材清单”（详见教材）【学生】观察、思考、填写表格【教师】展示“图1-7线形电阻伏安特性的测试电路”的图片和“表1-7线性电阻伏安特性的测试结果”的表格（详见教材），安排学生根据任务实施的步骤进行操作测量并记录数据【学生】聆听、思考、连接电路、测量线性电阻的伏安特性、记录【教师】展示“表1-8白炽灯伏安特性的测试结果”的表格（详见教材），安排学生根据任务实施的步骤进行操作测量并记录数据【学生】将电路中的电阻更换为白炽灯、测量白炽灯的伏安特性、记录【教师】公布正确答案，并评价学生的完成情况，总结实施过程中的经验实施不同任务时，应先估算出电压和电流，然后合理选择仪器仪表的量程，勿使仪器仪表超量程使用；同时，不可把仪器仪表的极性接错。通过按图连接线路并测量电阻和白炽灯的伏安特性，让学生充分理解所学知识，并与实践相结合课堂小结

（3min）【教师】简要总结本节课的要点本节课学习了电阻、电感、电容及电压的相关知识，介绍了电阻、电感和电容的特性，重点讲解了电阻、电感和电容的串联与并联，实践了如何测试线性电阻和白炽灯的伏安特性。希望大家在课下多加练习，巩固所学知识。【学生】总结回顾知识点总结知识点，巩固学生对基本电路元件相关知识的印象作业布置

（2min）【教师】布置课后作业（1）未完成任务工单的同学继续完成该练习。（2）完成综合测试中有关电路元件的练习题。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】完成任务通过课后作业复习巩固学到的知识教学反思本节课整体效果不错，学生对测试电阻的伏安特性有非常明显的学习兴趣，同时在互动环节能积极回答老师的提问，可以看出对于本节课的理论部分掌握情况良好。但是在任务实施环节，有较多同学只完成了线性电阻的测量，未完成白炽灯的测量，主要原因是练习不够，所以在后期的课程中，一方面教师可以多分配些时间用来提升学生的实践技能，另一方面可以布置些相应的课后习题，督促学生课下积极练习，提高效率。

课题第3课分析与测量直流电路课时2课时（90min）教学目标知识目标：掌握直流电路常用的分析方法技能目标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素质目标：养成坚持不懈、刻苦钻研的工作作风教学重难点教学重点：基尔霍夫定律、支路电流法、叠加定理、戴维南定理教学难点：验证基尔霍夫定律和叠加定理教学方法问答法、讨论法、讲授法、实践法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计→→→传授新知（40min）→任务实施（38min）→课堂小结（3min）→作业布置（2min）教学过程主要教学内容及步骤设计意图课前任务【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过APP或其他学习软件，完成课前任务请大家查阅直流电路的相关资料，了解基尔霍夫定律和叠加定理的基本概念，提前学习“任务工单——验证基尔霍夫定律和叠加定理”中知识准备部分的内容。【学生】完成课前任务通过课前任务，让学生了解本次课的主要内容，增加学生的学习兴趣考勤

（2min）【教师】使用APP进行签到【学生】班干部报请假人员及原因培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况任务引入（5min）【教师】讲述“任务引入”中的相关内容，引出基尔霍夫定律当电路中存在多个电阻串联、并联或混联等情况时，可通过“等效变换”进行化简，然后通过基尔霍夫定律和必要的测量手段即可对电路进行分析。凡是不能用电阻串、并联进行等效变换、化简的电路，一般都称为复杂电路。对于复杂电路，尤其是多条支路、多个电源组成的复杂电路，可通过支路电流法、叠加定理、戴维南定理等方法进行分析。具体应该怎么使用这些方法对复杂电路进行分析呢？【学生】聆听、思考、回答问题通过介绍任务背景并提出问题，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣传授新知

（40min）【教师】通过学生的回答引入要讲的知识，讲解直流电路的相关知识一、基尔霍夫定律基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律（kirchhoffcurrentlaw，简称KCL）和基尔霍夫电压定律（kirchhoffvoltagelaw，简称KVL），前者应用于电路中的节点，后者应用于电路中的回路。基尔霍夫定律是电路理论中最基本、最重要的定律之一。✈【教师】展示“图1-25KCL电路举例”的图片（详见教材），讲解基尔霍夫定律的基本概念1．基本概念1）支路支路是一种网络的子集，它包含一个电路元件或电路元件的组合的二端电路（具有两个端子的电路）。同一支路上各元件通过的电流相等。例如，在如图1-25所示的电路中有三条支路，分别为acb、adb、ab。2）节点节点是指连接于（或不连接于）一个或多个支路的支路端点。例如，在如图1-25所示的电路中有两个节点，分别为a点和b点。3）回路回路是指电路中每一个节点只经过一次的闭合路径。例如，在如图1-25所示的电路中有三条回路，分别为acba、adba、acbda。4）网孔网孔是指内部不包含其他支路的回路。例如，在如图1-25所示的电路中有两个网孔，它们分别为acba和adba2．KCL✈【教师】展示“图1-26KCL示意图”的图片（详见教材），帮助学生理解KCL的概念KCL的内容为：指向电路任一节点的各支路电流，它们的代数和为0，即（1-18）KCL的另一种表述为：在任一时刻，流入某一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和，即（1-19）式（1-18）或式（1-19）又称节点电流方程。在如图1-26所示的电路中，通过节点a的电流应满足同样，对于如图1-25所示的电路，节点a处有节点b处有（与上式相同）节点电流方程的个数b与节点数m的关系为✈【经验传承】教师补充知识点应用KCL时，应注意以下几点。（1）在列节点电流方程时，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，正确列出相应的方程。（2）KCL不但适用于线性电路，还适用于非线性电路。（3）KCL不但适用于电路中的节点，还可以应用于电路中任一假设的闭合面，即在任一时刻，通过电路中任一假设闭合面的电流代数和等于0。3．KVL✈【教师】展示“图1-27KVL电路举例”的图片（详见教材），帮助学生更加直观的感受什么是KVLKVL的内容为：在沿电路的任一闭合路径，无源电路元件的端电压和电源电压的代数和为0，即（1-20）式（1-20）又称回路电压方程。如图1-27所示，3条回路的参考绕行方向均选择顺时针方向，并且约定：元件两端电压从“”到“”的参考方向与回路绕行方向一致时取正，相反时取负。由此可对3条回路分别列出电压方程。其中，回路Ⅰ的方程为回路Ⅱ的方程为回路Ⅲ的方程为（此方程不独立，故省略）因此，回路电压方程的个数与独立网孔的个数一致。✈【经验传承】教师补充知识点为了区分回路电压方程的变量和已知量，通常把它们们分别放在方程两边，这样可以给计算带来一定的方便。将上述电路中回路Ⅰ和回路Ⅱ两个电压方程进行整理，可得应用KVL时，应注意以下几点。（1）在列回路电压方程前，必须先标出各元件的端电压、各支路电流的参考方向及回路的绕行方向，然后依据电路图中标定的参考方向，正确列出相应的电压方程。（2）KVL与KCL相同，不但适用于线性电路，还适用于非线性电路。二、支路电流法1．支路电流法的内容对于复杂电路，可以用KCL和KVL推导出各种分析方法，支路电流法就是其中之一。支路电流法的内容为：以电路中各支路电流为未知量，应用KCL和KVL分别对节点和回路列出所需要的方程组，然后解出各未知支路的电流。对于任何一个复杂电路，如果以各支路电流为未知量，应用KCL和KVL列方程，则必须先在电路图上标出未知支路电流、电压的参考方向。2．应用支路电流法的计算步骤对于n条支路、m个节点的电路，应用支路电流法的计算步骤一般如下。（1）选定各支路电流为未知量（有n个未知量），并标出各支路电流的参考方向。（2）应用KCL，列出个节点电流方程。（3）指定回路的绕行方向，应用KVL，列出[]个回路电压方程。（4）代入已知数，解联立方程，求出各未知支路的电流。（5）确定各支路电流的方向。当支路电流计算结果为正值时，说明该支路电流的方向与标出的参考方向一致；当支路电流计算结果为负值时，说明支路电流方向与标出的参考方向相反。✈【教师】提问：“根据支路电流法尝试分析回路电流法”，安排学生小组讨论并派代表回答问题✈【学生】聆听、分组、思考、讨论、回答问题✈【教师】播放“回路电流分”的视频（详见教材），并补充回路电流法的知识点三、叠加定理1．叠加定理的内容叠加定理的内容为：在若干个以任意方式分布于电路里的电源电压或电源电流的同时作用下，无源线性网络中任一支路电流和任意两点间电位差等于单个电源电压或电源电流单独作用下该支路中各电流的代数和，以及该节点间各电位差的代数和。✈【教师】展示“图1-28叠加定理”的图片（详见教材），分析叠加定理应用过程的注意事项应用叠加定理时，若电流源不作用，则应视其为开路；若电压源不作用，则应视其为短路。叠加定理体现了线性电路的基本特性，它是线性电路分析中的一个重要定理。2．应用叠加定理的计算步骤对于复杂电路，应用叠加定理的计算步骤一般如下。（1）在原电路中标出所求量（总量）的参考方向。（2）画出各电源单独作用时的电路图，并标出各分量的参考方向。（3）分别计算出各分量。（4）将各分量叠加。若分量与总量的参考方向一致，则该分量取正；若分量与总量的参考方向相反，则该分量取负。四、戴维南定理1．戴维南定理的内容无论电路结构有多复杂，只要它是具有两个端子的网络，都可以称之为二端网络。若二端网络内部含有电源，则称之为有源二端网络；若二端网络内部不包含电源，则称之为无源二端网络。✈【教师】展示“图1-29有源二端网络”的图片（详见教材），帮助学生更加直观的理解有源二端网络戴维南定理是正弦状态下的电路理论定理，其内容为：无源线性二端网络接到线性网络任意二端时的电流，等于连接之前的二端点间的电压除以两个阻抗之和，其中一个阻抗是二端网络的阻抗，另一个阻抗是连接之前从两端点看进去的网络阻抗。该定理可推广到非正弦状态。该定理还可以描述为：任一有源线性二端网络对外可用一条等效电压源与等效阻抗串联的支路来代替，该等效电压源等于二端网络的开路电压，该等效阻抗等于二端网络内全部独立电源置零后的输入阻抗。✈【点拨】教师补充知识点阻抗是电阻与电抗的复合参数，用复数表示，其中实部为电阻，虚部为电抗。阻抗包括电阻，因此阻抗和电阻是不对等的。2．应用戴维南定理的计算步骤对于纯电阻电路，应用戴维南定理计算电路的步骤如下。（1）将待求支路与有源二端网络分离，对断开的两个端口分别标上记号（如a和b）。（2）将待求支路移开，求出有源二端网络的开路电压。（3）把有源二端网络进行除源处理，即电压源按短路处理，电流源按开路处理，从而得到无源二端网络。然后计算无源二端网络的输入电阻。（4）画出有源二端网络的等效电路，使开路电压等于等效电路中电压源的电压，输入电阻等于等效电路中的电阻，根据欧姆定律求出待求响应，即✈【砥节砺行】在分析不同的电路问题时，应采用不同的方法。例如，当分析节点或回路问题时，应使用基尔霍夫定律；当分析多电源同时作用的线性电路问题时，应使用叠加定理；当分析无源线性二端网络外电路问题时，应使用戴维南定理；当分析较为复杂的电路问题时，应使用多种分析方法进行计算。若要正确、高效地解决复杂问题，就需要对相关工具有着深刻的理解，并掌握其正确的使用方法。因此，在平时的学习和工作中，我们要善于学习、勇于钻研，只有学好专业本领，才能更好地解决问题，创造价值。【学生】聆听、记录、理解运用多媒体课件，结合提问讨论的方式，从内容、计算步骤两个方面详细讲解，帮助学生理解基尔霍夫定律、支路电流法、叠加定理和戴维南定理，加强学生对直流电路的分析与测量能力，提高学生的学习积极性和主动性任务实施（38min）【教师】准备任务实施所需的工具和器材，安排学生补全“表1-11工具和器材清单”（详见教材）【学生】观察、思考、填写表格【教师】展示“图1-24将电流插头插入电流插座中的示意图”的图片和“表1-12基尔霍夫定律的验证测量结果”的表格（详见教材），安排学生根据任务实施步骤验证基尔霍夫定律（1）实施前，先任意设定3条支路的电流方向和3条闭合回路的绕行正方向。本任务中、、的方向已设定，如图1-2所示。设3条闭合回路的绕行正方向分别为ADEFA、BADCB和FBCEF。（2）分别将2路直流电源接入电路，令，；根据基尔霍夫定律，计算、、、、、、、、、的大小。（3）将电流插头的两端接至直流电流表的“”“”两端。（4）将电流插头分别插入3条支路的3个电流插座中，如图1-24所示。读出电流并将测量结果记录于表1-12中。（5）用直流电压表分别测量2路直流电源及电阻上的电压，并将测量结果记录于表1-12中。【学生】聆听、思考、实操、验证基尔霍夫定律【教师】展示“表1-13叠加定理的验证测量结果（一）”和“表1-14叠加定理的验证测量结果（二）”的表格（详见教材），安排学生根据任务实施步骤验证叠加定理（1）分别将2路直流电源接入电路，令，。（2）令直流电源单独作用（将开关置于侧，开关置于短路侧）。（3）用直流电压表和直流电流表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻两端的电压，并将测量结果记录于表1-13中。（4）令直流电源单独作用（将开关置于短路侧，开关置于侧），重复步骤（3）的测量，并将测量结果记录于表1-13中。（5）令直流电源和共同作用（开关和分别置于和侧），重复步骤（3）的测量，并将测量结果记录于表1-13中。（6）令直流电源单独作用，将的数值调至，重复步骤（3）的测量，并将测量结果记录于表1-13中。（7）任意按下某个故障设置按键，重复步骤（5）的测量，并将测量结果记录于表1-14中，再根据测量结果分析故障的性质。（8）根据上述测量结果分析故障的性质。【学生】聆听、思考、实操、验证叠加定理【教师】公布正确答案，并评价学生的完成情况通过按图连接线路并测量，验证基尔霍夫定律和叠加定理，让学生充分理解所学知识，并与实践相结合课堂小结

（3min）【教师】简要总结本节课的要点本节课学习了直流电路分析与测量的相关知识，介绍了基尔霍夫定律、支路电流法、叠加定理、戴维南定理，重点讲解了支路电流法、叠加定理和戴维南定理的内容与计算步骤，实践了如何验证基尔霍夫定律和叠加定理。希望大家在课下多加练习，巩固所学知识。【学生】总结回顾知识点总结知识点，巩固学生对分析与测量直流电路相关知识的印象作业布置

（2min）【教师】布置课后作业（1）未完成任务工单的同学继续完成该练习。（2）完成综合测试中剩余所有练习题。（3）复习第一章所有知识，绘制思维导图。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】完成任务通过课后作业复习巩固学到的知识教学反思本节课效果不错，学生很喜欢任务实施的动手操作过程，实践表明，学生的学习兴趣是自主学习的原动力。教学中，教师应积极地为学生创设一种情趣盎然的学习气氛，使学生受到陶冶、感染和激励，从而主动学习。在课堂上教师应大胆地让学生进行自由讨论、交流，赞扬学生一些独特看法，提升学生的积极性。

课题第4课认识正弦交流电课时2课时（90min）教学目标知识目标：掌握正弦交流电的三要素技能目标能够使用示波器测量和分析正弦交流信号素质目标：培养执着专注、科学严谨、精益求精、追求卓越的工匠精神教学重难点教学重点：正弦交流电的产生、正弦交流电的三要素、正弦量的相量表示法教学难点：正弦量的相量表示法、测量正弦交流信号教学方法问答法、讨论法、讲授法、实践法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计→→→传授新知（43min）→任务实施（35min）→课堂小结（3min）→作业布置（2min）教学过程主要教学内容及步骤设计意图课前任务【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过APP或其他学习软件，完成课前任务请大家查阅正弦交流电路的相关资料，了解测量正弦交流信号的基本内容，提前学习“任务工单——测量正弦交流信号”中知识准备部分的内容。【学生】完成课前任务通过课前任务，让学生了解本次课的主要内容，增加学生的学习兴趣考勤

（2min）【教师】使用APP进行签到【学生】班干部报请假人员及原因培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况任务引入（5min）【教师】讲述“任务引入”中的相关内容，引出正弦交流电正弦交流信号是随时间按正弦函数或余弦函数规律变化的信号，通过信号发生器可以得到一定频率、振幅的正弦交流信号。由于正弦交流电压、电流的大小和方向都是随时间不断变化的，因此在不同时刻，正弦交流电压、电流的大小和方向都不尽相同。那么应该如何测量正弦交流信号呢？【学生】聆听、思考、回答问题【教师】总结学生的回答这就需要用到示波器了。示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器，它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像。通过任务驱动的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣传授新知

（43min）【教师】引入要讲的知识，讲解正弦交流电的相关知识一、正弦交流电的产生大小及方向均随时间做周期性变化的电压、电流统称为交流电。若交流电的电压、电流是随时间做正弦规律变化的，则称其为正弦交流电。✈【教师】展示“图2-2单相交流发电机的原理模型”和“图2-3正弦交流电压的波形”的图片（详见教材），讲解正弦交流电的产生如图2-2所示为单相交流发电机的原理模型，当矩形线圈abcd在匀强磁场中旋转时，在矩形线圈中会产生感应电压。当矩形线圈在匀强磁场中以固定的角频率旋转时，产生的感应电压是按正弦规律变化的，即。（2-1）式中：——正弦交流电压的瞬时值；——正弦交流电压的振幅（最大值）；——正弦交流电的角频率，又称角速度，单位为弧度/秒（rad/s）；——正弦交流电的初相位。当时，正弦交流电压的波形如图2-3所示。二、正弦交流电的三要素当图2-2中的负载（灯泡）两端产生正弦交流电压，灯泡将被点亮。此时，通过负载的电流为（2-2）式中：——正弦交流电流的瞬时值；——正弦交流电流的振幅。由式（2-1）和式（2-2）可知，当角频率、振幅、初相位确定以后，正弦交流电流（或正弦交流电压）就被确定下来了。因此，角频率、振幅、初相位这三个参数称为正弦交流电的三要素。1．周期、频率、角频率正弦交流电可用周期、频率或角频率来表示其变化的速率（快慢）。其中，周期是指正弦交流电完成一次循环变化所用的时间，用T表示，单位为秒（s）。显然，正弦交流电相邻的两个最大值（或相邻的两个最小值）之间的时间间隔即为周期。频率是指正弦交流电在单位时间内做周期性循环变化的次数，用f表示，单位为赫（Hz）。根据定义，周期与频率互为倒数，即（2-3）角频率是指正弦交流电在单位时间内变化的电角度，用ω表示，单位为弧度/秒（rad/s）。在一个周期T内，由于正弦交流电经过的电角度为，因此角频率与周期和频率之间的关系为（2-4）2．振幅、有效值振幅是指正弦交流电在一个周期内所能达到的最大瞬时值，用大写字母加下标m表示，它反映了正弦交流电变化的幅度。✈【教师】展示“图2-4有效值的含义”的图片（详见教材），详细讲解有效值的概念如果正弦交流电流i通过电阻R在一个周期内产生的热量，与相同时间内直流电流I通过电阻R产生的热量相等，那么就把这一直流电流I的数值称为正弦交流电流i的有效值，如图2-4所示。正弦交流电流的有效值为（2-5）✈【教师】提问：“正弦交流电压的有效值是多少？”，安排学生分组讨论并排代表回答问题✈【学生】聆听、思考、分组、讨论计算、回答问题✈【教师】总结学生的回答并公布正确答案根据正弦交流电流的有效值计算方法可知，正弦交流电压的有效值为（2-6）✈【点拨】教师补充知识点我国工业和民用单相交流电源均采用正弦交流电，其电压有效值为220V，频率为50Hz，因而通常将这一交流电压简称工频电压。3．KVL初相位与相位差1）初相位式（2-1）中的称为正弦交流电的相位角，简称相位，单位为度（°）或弧度（rad），它能反映出正弦交流电变化的进程。时的相位称为初相位角，简称初相位或初相。通常规定初相位的绝对值不大于π。✈【课堂训练】组织学生利用本节课所学知识完成书上例题，并详细讲解【例2-1】已知某正弦交流电压，试求该电压的最大值、频率、角频率和周期各为多少？解：由题可知，电压的最大值为角频率为频率为周期为2）相位差相位差是指两个同频率正弦交流信号（电压或电流）的相位之差。如果两个同频率的正弦交流信号出现正值的时间有先有后，即“步调”不完全一致，那么就可以认为它们之间存在相位差。✈【教师】展示“图2-5正弦交流电流的相位关系”的图片（详见教材），详细讲解相位关系的有关知识如图2-5所示，设两个同频率的正弦交流电流为，则它们的相位分别为和，它们的相位差为（规定）两个同频率正弦交流信号的相位关系有以下几种情况。（1）当时，称第一个正弦交流信号比第二个正弦交流信号的相位超前（或越前）。（2）当时，称第一个正弦交流信号比第二个正弦交流信号的相位滞后（或落后）。（3）当时，称第一个正弦交流信号与第二个正弦交流信号同相。（4）当或时，称第一个正弦交流信号与第二个正弦交流信号反相。（5）当或时，称第一个正弦交流信号与第二个正弦交流信号正交。三、正弦量的相量表示法随时间按正弦规律变化的电压和电流等物理量统称为正弦量。将正弦量用相量来表示，从而利用相量法来解决正弦量的计算问题，就可以简化复杂的数学计算。1．振幅相量表示法正弦量可以用振幅相量来表示，即用正弦量的振幅作为相量的长度，用初相位作为相量的幅角（相量与实轴正方向所成的角）。✈【教师】提问：“有两个正弦量分别为和，绘制它们的振幅相量”，并随机抽取学生展示绘制结果✈【学生】聆听、思考、绘制、展示✈【教师】总结学生的回答，展示“图2-6正弦量的振幅相量”的图片（详见教材），并公布正确答案2．有效值相量表示法当进行电路分析时，正弦量通常采用有效向量来表示，即用正弦量的有效值作为相量的长度，用初相位作为相量的幅角。例如，有两个正弦量分别为则它们的有效值相量如图2-7所示（详见教材）。✈【教师】播放“正弦交流电的应用与意义”的视频，帮助学生更加直观的理解应用与意义✈【点拨】教师补充知识点（1）相量是表示正弦量的复数量，其辐角等于初相位，其模等于方均根值或振幅。例如，正弦量的相量为或。（2）根据振幅相量表示法，式（2-2）的相量表达式为，其中表示电流的最大值相量。（3）根据有效值相量表示法，式（2-2）的相量表达式为，其中表示电流的有效值相量✈【头脑风暴】组织学生练习以下习题两正弦交流电流，，试用相量法求两电流之和。✈【砥节砺行】历史大势，不可逆转1882年，爱迪生发明的灯泡在J.P摩根大楼点亮。同年，爱迪生电气照明公司在伦敦建立了第一座直流发电站。但是直流输电的输电距离越远，其能量损耗就越大，直流输电很难实现大范围的供电。而交流输电在远距离输电上，其能量损耗较少，更适合大范围供电。……（详见教材）【学生】聆听、记录、理解运用多媒体课件，结合提问讨论的方式帮助学生了解正弦交流电知识，包括正弦交流电的产生、三要素、相量表示法等。通过播放视频和例题详解，帮助学生理解如何对正弦交流信号进行测量，加强学生的学习积极性和主动性任务实施（35min）【教师】准备任务实施所需的工具和器材，安排学生补全“表2-3工具和器材清单”（详见教材）【学生】观察、思考、填写表格【教师】播放“正弦交流信号的发生与测量仪器仪表”的视频（详见教材），安排学生根据任务实施步骤进行双踪示波器的自检操作（1）将双踪示波器控制面板上的校准信号接口，通过双踪示波器专用同轴电缆接至双踪示波器的CH1（或CH2）输入接口。（2）开启双踪示波器电源，电源指示灯应点亮。（3）调节双踪示波器面板上的辉度、聚焦、水平位移、垂直位移等旋钮，使双踪示波器荧光屏的中心部分显示出线条细而清晰、亮度适中的方波波形。（4）将水平扫描速率旋钮和相应的垂直灵敏度旋钮旋至“校准”位置，从荧光屏上读出校准信号的振幅与频率，并与标称值（1V、1kHz）比较，如果相差较大，则请指导教师给予校准。【学生】聆听、思考、实操、自检双踪示波器【教师】展示“表2-4正弦交流信号的测量数据（一）”和“表2-5正弦交流信号的测量数据（二）”的表格（详见教材），安排学生根据任务实施步骤测量正弦交流信号（1）将水平扫描速率旋钮和相应的垂直灵敏度旋钮旋至“校准”位置。（2）通过双踪示波器专用同轴电缆，将信号发生器的正弦交流信号输出端与双踪示波器的CH1（或CH2）输入接口相连。（3）接通信号发生器的电源，选择正弦交流信号输出。调节相应旋钮，使输出频率分别为50Hz、1.5kHz、20kHz（由频率计读出）；再使其输出信号的有效值分别为0.1V、1V、3V（由交流毫伏表读出）。（4）调节相应旋钮，使输入波形清晰，从荧光屏上读出正弦交流信号的周期及振幅，将周期转换成频率并将其记录于表2-4中，将振幅记录于表2-5中。【学生】聆听、思考、实操、测量正弦交流信号、记录【教师】评价学生的完成情况，总结实施过程中的经验（1）双踪示波器的辉度不要过亮。（2）调节双踪示波器的旋钮时，动作不要过快、过猛。（3）调节双踪示波器时，要注意配合使用扫描方式开关和触发电平旋钮，以使双踪示波器显示的波形稳定。（4）做定量测量时，应将水平扫描速率旋钮和相应的垂直灵敏度旋钮旋至“校准”位置。（5）为防止外界干扰，双踪示波器的接地端要与信号发生器的接地端相连（即共地）。通过操作示波器，测量正弦交流信号，让学生充分理解所学知识，并与实践相结合课堂小结

（3min）【教师】简要总结本节课的要点本节课学习了交流电路的相关知识，介绍了正弦交流电的产生、三要素，详细讲解了正弦量的相量表示法，实践了如何测量正弦交流信号。希望大家在课下多加练习，巩固所学知识。【学生】总结回顾知识点总结知识点，巩固学生对交流信号相关知识的印象作业布置

（2min）【教师】布置课后作业（1）未完成任务工单的同学继续完成该练习。（2）完成综合测试中正弦交流电的相关练习题。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】完成任务通过课后作业复习巩固学到的知识教学反思在这节课中学生能在互动环节深入沟通，积极提问与老师交流，整体效果不错。通过任务实践环节的考查，可以发现大部分学生对于理论知识的掌握也比较充分，有个别同学对相量表示法的理解还不够深入，对此，教师可以安排学习互助小组，充分利用课下的时间，对掌握较慢的同学进行逐个击破。

课题第5课认识典型正弦交流电路课时2课时（90min）教学目标知识目标：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技能目标能够使用示波器测量RLC的阻抗特性素质目标：养成精益求精、追求卓越的工作作风教学重难点教学重点：单一参数正弦交流电路、RLC串联/并联电路教学难点：测量RLC的阻抗频率特性教学方法问答法、讨论法、讲授法、实践法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计→→→传授新知（43min）→任务实施（35min）→课堂小结（3min）→作业布置（2min）教学过程主要教学内容及步骤设计意图课前任务【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过APP或其他学习软件，完成课前任务请大家查阅交流电路的相关资料，了解RLC的阻抗频率特性，提前学习“任务工单——测量RLC的阻抗频率特性”中知识准备部分的内容。【学生】完成课前任务通过课前任务，让学生了解本次课的主要内容，增加学生的学习兴趣考勤

（2min）【教师】使用APP进行签到【学生】班干部报请假人员及原因培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况任务引入（5min）【教师】讲述“任务引入”中的相关内容，引出典型正弦交流电路正弦交流电是最简单的交流电，它有不同于直流电的特点和特殊的表征方法，在日常生活中的应用十分广泛。我国的家庭用电普遍采用220V、50Hz的单相正弦交流电。请举例说明以此作为电源的家用电器有哪些，并分析这些家用电器在正弦交流电路中的阻抗频率特性。【学生】聆听、思考、回答问题通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣传授新知

（43min）【教师】通过学生的回答引入要讲的知识，讲解典型的正弦交流电路一、单一参数正弦交流电路1．纯电阻电路✈【教师】展示“图2-11纯电阻电路”的图片（详见教材），讲解纯电阻电路的基本概念纯电阻电路是最简单的单相正弦交流电路。常见的白炽灯、电炉、电烙铁等，都属于电阻性负载，它们与交流电源连接，从而组成纯电阻电路。在纯电阻电路中，电压与电流的关系可以用瞬时值、波形图和相量表示。1）瞬时值表示在纯电阻电路中，电阻与电压、电流瞬时值之间的关系符合欧姆定律。设图2-11中电阻两端的电压为则比较电压和电流的关系