电工基础公开课教案设计

班 级：08级电工电子（1）班 时 间：2008-10-5 课时数：1课时 课 题 ： 基尔霍夫第一定律 1．理解支路、节点、回路、网孔等基本概念。 知识 2．理解基尔霍夫第一定律的内容及推广形式。 目标 3．验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。 教学目标： 能力目标 培养学生学会用电流插头、插座测量各支路电流。 教学重点： 基尔霍夫第一定律的验证。 教学难点： 应用基尔霍夫第一定律，列节点方程。 教学方法： 讲授法 实验法 教 具： DG05挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路。 教学过程： 学生分组，5—6人一组 教学策略 提问学生 提问： 此电路的电阻之间的连接方式是否是串联，并联或者混联呢？ (一)复习回电流的定义及其表达式？ 顾： (二)新课引前面我们学习了可以用串并联电路入： 的特点分析解决的简单的直流电路。是否所有的电路都可以用串并联方式分析和解决呢？现在我们来看下面这个图： 结论：我们就称这种不能用串并联方式分析和求解的电路为复杂电路。 显然我们前面学过的知识无法解决复杂电路问题，那么我们就要寻找可以分析和解决复杂电路的方法，这就是这节课我们要学习的内容——基尔霍夫第一定律。 (三)新课讲 板书课授： 在学习基尔霍夫第一定律之前，先了解几个基本概念。 题 一．基本概念： 1．支路：电路中的每一分支叫做一条支路，一般是由一个或 几个电路元件相互串联而成。 2．节点：三条或三条以上支路的汇交点。 提问：判 3．回路：电路中任何一个闭合路径叫做回路。在每次所选用的回路断图一有 中,至少包含一个没有选用过的新支路时,称这些回路为独几条支 立回路. 路？有几 4．网孔：内部不包含其他支路的回路。电路中网孔数等于回路个节点？ 数.（网孔一定是回路，但回路不一定是网孔） 有几个回 二．基尔霍夫第一定律（KCL）——节点电流定律 路？有几 基尔霍夫第一定理的内容是德国物理学家基尔霍夫根据电荷守恒个网孔？ 以节点为研究对象得到的。 强调注如图二所示，A点为某电路中的一个节点，以A点为研究对象 意 我们来分析这个图，与该节点相连的支路电流分别为I1,I2,I3,I4,I5 I2 参考方向如图所示。由于节点实质上是导 线的汇交点，它不可能积累电荷，电荷又 是守恒的,那么有多少电荷流入节点就有 1I3多少电荷流出节点，即有多少电流流入节 点就有多少电流流出节即： I1I2I4I3I5 (1) 4 I5IIIII0 或 1 (2) 2435 图二 节点电流之间的这种关系就是基尔霍夫第 一定律所描述的内容。 定律内容：对电路中任一节点，流进节点的电流之和等于 流出节点的电流之和。 如果假设流入节点的电流为正，流出节点的电流为负，可得基尔 霍夫第一定律的另一种表述： 对电路中任一节点，流进该节点电流的代数和等于0，其一般形 I0 式为： 三、实验验证基尔霍夫第一定律 一）、实验目的 1. 验证基尔霍夫第一定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理 解。 2. 学会用电流插头、插座测量各支路电流例题：如图四所示电 备 序号 名 称 型号与规格 注 1 直流稳压电源 0-30V可调 DG04 2 直流数字电压表 0-200V D31 3 直流数字毫安表 0-200mV D31 4 迭加原理实验电路板 DG05 二）、实验步骤 II 实验线路如图1-1，用DG05挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理” 线路。 1. 实验前先任意设定三条支路和三个闭合回路的电流正方向。图 1-1中的I1、I2、I3的方向已设定。 2．分别将电路直流稳压电源接入电路，令U1=6V,U2=12V。 令U1电源单独作用，数据记入表1-1。 3.熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的 “+、-”两端。 4.将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出并记录 电流值。 教师巡视 指导 测量项 I1 I2 I3 目 (mA) (mA) (mA) 实验内容 U1单独作 用 U2单独作 用 U1、U2共同 作用 2U2单独作 用 表 1-1 三）、实验注意事项 1.用到电流插座。 2．所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准。 U1、 U2也需测量，不应取电源本身的显示值。 3. 防止稳压电源两个输出端碰线短路。 4. 用指针式电压表或电流表测量电压或电流时， 如果仪表指针 反偏，则必须调换仪表极性，重新测量。此时指针正偏，可读得电压或电流值。若用数显电压表或电流表测量，则可直接读出电压或电流值。但应注意：所读的电流值的正确正、负号应根据设定的电流参考方向来判断。 四）、实验报告 1. 根据实验数据，选定节点A，验证KCL的正确性。 2. 将支路和闭合回路的电流方向重新设定，重复上项验证。 3. 误差原因分析。 4 心得体会及其他。 学生分析实验数据 让学生自己完成练习 (四)课堂练电路如图所示，求I1,I2 习: (五)课堂小1．基本概念 支路，节点，回路，网孔 结: 2定律内容： 对电路中任一节点，流进节点的电流之和等于流出节点的电流之和。对电路中任一节点，流进该节点电流的代数和等于0 3 验证基尔霍夫第一定律 (六)布置作P36 1，4 业: 一．基本概念： 4.将电流插头分别I0板书设计 1．支路：2．节点：即: 插入三条支路的三3．回路：4．网孔： 三、实验验证基尔霍夫第一定个电流插座中，读二．节点电流定律 出并记录电流值。 律(KCL) 一）、实验目的 三）、实验注意事项 依据原理：电荷二）、实验步骤 四）、实验报告 守恒定律 1. 实验前先任意设定三条支 定律内容：对电路和三个闭合回路的电流正路路中任一节点，流方向。图1-1中的I、I、I123进入节点的电流之的方向已设定。 和等于出节点的电2．分别将电路直流稳压电源流之和或对电路中接入电路，令U1=6V,U2=12V。 任一节点，流进该节3.熟悉电流插头的结构，将电点所有电 电流的代流插头的两端接至数字毫安数和等于0 表的“+、-”两端。 师生共同小结 