1、臨沂電力學校理實一體化教案任課老師 程晟 教研室主任 編寫日期 2014年9月 審批日期 授課日期2014年9月班級13級機電班課程名稱電工基礎章節(jié)名稱基爾霍夫定律課型理實一體化課時4教具學具電教設施pc機；課件； 任務書教學目標知 識教學點理解支路、節(jié)點、回路、網孔的基本概念掌握基爾霍夫定律的內容了解基爾霍夫定律的適用場合能 力培養(yǎng)點能夠通過簡單電路和復雜電路的對比，提高觀察和分析能力能夠通過仿真數據分析，認識到基爾霍夫定律，培養(yǎng)邏輯思維能力能夠運用基爾霍夫定律對電路進行計算，提高分析和解決問題的能力德 育滲透點能夠透過實驗現象歸納事物本質培養(yǎng)學生對本專業(yè)的職業(yè)認同感培養(yǎng)學生科學探索的興趣、

2、嚴謹扎實的工作作風和團結協(xié)作精神教學重難點重點基爾霍夫定律的內容基爾霍夫定律表達式難點通過實驗現象總結出定律內容熟練列出基爾霍夫回路電壓方程學法引導實驗探究、課件講解教學內容更新、補充、刪節(jié)增加了簡單電路和復雜電路的概念增加了一些具有針對性的小練習參考資料實例講解Multisim10電路仿真，程勇，人民郵電出版社電工技術基礎與技能，俞艷，人民郵電出版社電工與電子技術（少學時），林平勇，高等教育出版社課后分析學生在任務的驅動下，利用仿真電路自主探究電路規(guī)律，結合教師對相關知識點的講授，達到對所學知識的掌握。這個思路帶來了很好的教學效果，但增加的實驗部分會使得教學時數稍顯緊張，這一點還需日后改進。

3、教 與 學 互 動 設 計教 師 活 動 內 容學生活動內容時間【一】組織教學【二】復習導入復習1、電阻串聯、并聯電路的特點？2、電壓與電動勢正方向的規(guī)定？3、歐姆定律的內容和表達式？導入多媒體顯示下面兩個電路：（a） （b）簡單電路和復雜電路提問：利用什么方法可以求出（a）圖中流過電阻R3的電流？請大家討論學生根據已有的知識基礎可能給出的方法：利用歐姆定律和電阻串并聯特點可以求解。教師給以肯定和鼓勵教師提問：利用歐姆定律和電阻串并聯特點可以求出（b）圖中流過電阻R3的電流嗎？學生無法求解，教師引出簡單電路和復雜電路的概念：前面我們學習了運用歐姆定律及電阻串并聯能進行化簡和計算的直流電路，這種

4、電路成為簡單電路；但有些電路是不能單純運用歐姆定律及電阻串并聯進行求解的，這種電路就稱為復雜電路?！救啃抡n講授基爾霍夫定律任務描述：本次課需要學生完成兩個任務任務一：探究基爾霍夫電流定律并應用定律分析電路任務二：探究基爾霍夫電壓定律并應用定律分析電路介紹基爾霍夫定律的發(fā)現背景和重大意義： 19世紀40年代， 電氣技術發(fā)展十分迅速，電路變得愈來愈復雜。這種復雜電路不是串、并聯電路的公式所能解決的，剛從德國哥尼斯堡回憶舊的知識回答問題思考討論回答問題思考回答問題2555教 與 學 互 動 設 計教 師 活 動 內 容學生活動內容時間大學畢業(yè)，年僅21歲的基爾霍夫在他的第1篇論文中提出了適用于這種

5、復雜電路計算的兩個定律，即著名的基爾霍夫定律。該定律能夠迅速地求解任何復雜電路，從而成功地解決了這個阻礙電氣技術發(fā)展的難題。一、任務1：探究基爾霍夫電流定律并應用定律分析電路1 任務描述探究基爾霍夫電流定律，并利用定律求解支路電流2 任務分析（1）利用“multisim”軟件構建仿真電路，測量支路電流數據，并對數據進行分析，導出結論，探究基爾霍夫電流定律；（2）利用基爾霍夫電流定律列表達式，求解支路電流。3 相關知識3.1 支路、節(jié)點、回路和網孔1、 （1）基本概念支路：就是電路中流過同一電流的分支路。動畫演示圖中的支路節(jié)點：三條或三條以上支路的連接點。動畫演示圖中的節(jié)點回路：就是電路中任一閉

6、合的路徑。動畫演示圖中的回路網孔：中間無任何分支穿過的回路動畫演示圖中的網孔支路、節(jié)點、回路、網孔的演示要求學生在任務書上寫下上圖中的支路、節(jié)點、回路和網孔。（2）學生練習教師多媒體顯示下圖，并設疑：支路、節(jié)點、回路、網孔有哪些？觀察教師演示獨立思考完成任務書上相應問題的回答1104教 與 學 互 動 設 計教 師 活 動 內 容學生活動內容時間圖3 電橋電路教師提請四位學生分別指出電路中的支路、節(jié)點、回路、網孔（3）思考討論教師提問：回路和網孔是一回事嗎？它倆有著怎樣的關系？答：每兩個相鄰的網孔就可以構成一個回路；回路的個數一定是多于網孔的。3.2 判斷節(jié)點電流流入和流出的方法教師提問：電阻

7、R1、R2、R3、R4的串并聯關系？學生回答：R1、R2相并聯，R3、R4相并聯，兩部分再串聯教師提問：現在大家根據已掌握的電阻串并聯電路的特點討論分析電流I1、I2、I3、I4有什么關系？學生回答：I1+I2=I3+I4教師提問：I1、I2對于A點來講有什么相似之處嗎？學生回答：都是流進A點的電流教師提問：I3、I4對于A點來講有什么相似之處嗎？學生回答：都是流出A點的電流學生總結結論：對于A點來講，流入電流之和等于流出電流之和教師提問：怎樣判斷某個電流對于某節(jié)點是流入還是流出呢？學生回答：箭頭指進為流入，箭頭背離為流出練習：分別指出下面兩個電路中三個節(jié)點電流是流入還是流出I4I5I2I3I

8、1A 流入電流有：I1、I3 流出電流有：I2、I4、I5所以Ia+Ib+Ic+Id =0討論回答問題完成任務書上相應問題的回答討論回答問題觀察電路獨立思考回答問題討論回答問題獨立思考回答問題獨立思考回答問題討論回答問題獨立思考完成任務書上相應內容的填寫6582教 與 學 互 動 設 計教 師 活 動 內 容學生活動內容時間。對于節(jié)點a來講流入電流有：I1 流出電流有：I2、I3對于節(jié)點b來講流入電流有：I2 流出電流有：I5、I6對于節(jié)點c來講流入電流有：I3、I6 流出電流有：I4對于節(jié)點d來講流入電流有：I4、I5 流出電流有：I14、任務實施步驟1：構建電路和測量電流要求學生根據任務書

9、的引導構建仿真電路，測量電流，并將數據填入數據表I1I2I3基爾霍夫電流定律探究電路步驟2：數據分析和結論導出要求學生根據任務書的引導，分析流入電流數據和流出電流數據間的關系，很容易得到以下結論：流入電流數據之和等于流出電流數據之和。步驟3：講授基爾霍夫電流定律的內容及推廣應用（1）基爾霍夫電流定律的內容在任一瞬間流入任一節(jié)點的電流之和等于流出該節(jié)點的電流之和。（2）基爾霍夫電流定律的推廣應用：閉合面7A4Ai110A-12Ai2如圖對虛線所包圍的閉合面可視為一個結點，而面外五條支路的電流關系可應用 KCL 得：i2=10+7+(-12)-4 =1A （3）練習：如圖所示電路，已知Ia =1

10、mA，Ib =10 mA，IC =2 mA，求電流Id？獨立思考完成任務書上相應內容的填寫完成任務書任務一步驟1完成任務書任務一步驟2聽講51055教 與 學 互 動 設 計教 師 活 動 內 容學生活動內容時間【解】根據基爾霍夫電流定律的推廣應用，流入圖示的閉合回路的電流代數和為零，即 Id =(Ia+Ib+Ic)=(1+10+2) =13 mA步驟4：應用基爾霍夫電流定律分析電路要求學生應用定律求解支路電流大小（1）計算電路中I的大小I- 10V +5-4A-3A2Aa解：假設取流過5電阻電流I，的參考方向與電壓相同，則對節(jié)點a來講流入的電流為2A、-3A、I，流出的電流為-4A、I，所以

11、2A+-3A+I，=-4A+I而I，=10/5=2A，所以I，=5A（2） 如圖所示電橋電路，已知I1 = 25 mA，I3 = 16 mA，I4 = 12 A，針對I2、I5、I6，進行理論分析計算。解：在節(jié)點a上： I1 = I2 + I3，則I2 = I1- I3 = 25 - 16 = 9 mA在節(jié)點d上： I1 = I4 + I5，則I5 = I1 - I4 = 25 - 12 = 13 mA在節(jié)點b上： I2 = I6 + I5，則I6 = I2 - I5 = 9 - 13 = -4 mA提問：電流I2與I5均為正數，說明什么？學生回答：表明它們的實際方向與圖中所標定的參考方向相同

12、提問：I6為負數，說明什么？學生回答：表明它的實際方向與圖中所標定的參考方向相反獨立思考應用基爾霍夫電流定律的推廣應用分析電路獨立思考應用基爾霍夫電流定律的推廣應用分析電路求解支路電流獨立思考應用基爾霍夫電流定律的推廣應用分析電路求解支路電流548教 與 學 互 動 設 計教 師 活 動 內 容學生活動內容時間二、任務2：探究基爾霍夫電壓定律并應用定律分析電路1 任務描述探究基爾霍夫電壓定律，并利用定律求解支路電壓或電流2 任務分析（1）利用“multisim”軟件構建仿真電路，測量支路電壓數據，并對數據進行分析，導出結論，探究基爾霍夫電壓定律；（2）利用基爾霍夫電壓定律列表達式，求解支路電壓

13、或電流，并利用仿真軟件驗證理論分析結果。3 任務實施步驟1：構建電路和測量電壓要求學生根據任務書引導構建電路，測量各元件端電壓，并將數據填入數據表基爾霍夫電壓定律探究電路步驟2：數據分析要求學生根據任務書引導分析數據，得到各回路的電壓方程步驟3：結論導出學生總結各回路電壓方程，用自己的語言可以得到類似的結論：回路中各段支路電壓相加減總為零步驟4：思考與討論教師提問：為什么各段支路電壓有加有減？讓學生猜測并討論。學生根據已經掌握的知識，容易猜到應該與“參考方向”有關系。教師引導：如果給回路設定順時針的繞行方向作為參考方向，要求學生分析回路電壓方程中，各元件端電壓正負與繞行方向的關系。學生根據分析

14、可以發(fā)現：當支路電壓與回路的繞行方向相同時就取正，相反時就取負。步驟5：講授基爾霍夫電壓定律的內容在任一瞬間沿任一回路繞行一周，回路中所有支路電壓的代數和恒等于零完成任務二步驟1完成任務二步驟2完成任務二步驟3完成任務二步驟4完成任務二步驟51010582教 與 學 互 動 設 計教 師 活 動 內 容學生活動內容時間步驟6：練習列回路電壓方程 U1+U2-U3-U4=0 +I1R1-E1+I2R2+E2-I3R3=0步驟7：應用基爾霍夫電壓定律求解支路電流并利用軟件驗證計算結果如圖所示電路，已知，針對支路電流和分別進行理論計算和仿真驗證（1）理論計算解：由KVL列方程回路I 可得回路II 可

15、得（2）仿真驗證仿真驗證電路步驟8：總結基爾霍夫電壓定律解題步驟選擇一個回路的繞行方向（順時針方向或逆時針方向均可）作參考電阻元件的端電壓為RI，當電流I的參考方向與回路繞行方向一致時，選取“+”號；反之，選取“-”號；電源電動勢為 E，當電源電動勢的標定完成任務二步驟6完成任務二步驟7完成任務二步驟81010106教 與 學 互 動 設 計教 師 活 動 內 容學生活動內容時間方向與回路繞行方向一致時，選取“+”號，反之應選取“-”號。列 U0表達式。三、任務展示每組選一名學生展示自己構建的三個仿真電路并運行程序，教師通過凌波多媒體進行屏幕發(fā)布四、任務評價學生完成自評互評表【四】課堂小結師：

16、同學們，本次課中你學到了什么?解決了哪些問題?學生發(fā)言時，教師實時的進行引導和總結師：你認為最難以解決的問題是什么？學生發(fā)言時，教師提醒解決問題的“關鍵”在哪兒師：你比較佩服誰？你與他差距在哪兒？學生發(fā)言時，教師鼓勵學生繼續(xù)在相互協(xié)作中取長補短師：你想對老師說點什么？有什么意見？學生發(fā)言時，教師及時記錄，以便改進師：你有哪些收獲?有哪些進步？學生發(fā)言時，教師結合學生專業(yè)給予學生贊賞【五】布置作業(yè)多媒體布置作業(yè)：1、試用基爾霍夫定律，列出下圖所示電路中的各結點和回路的電流方程式、電壓方程式。2、如圖所示電路中, Us1=130V、R1=1為直流發(fā)電機的模型, 電阻負載R3=24, Us2=117

17、V、R2=0.6為蓄電池組的模型。 試求各支路電流。3、預習下次課內容完成自評互評表討論并發(fā)言討論并發(fā)言發(fā)言討論并發(fā)言發(fā)言5153任務書本次課需要完成的任務任務一：探究基爾霍夫電流定律并應用定律分析電路任務二：探究基爾霍夫電壓定律并應用定律分析電路任務一：探究基爾霍夫電流定律并應用定律分析電路1、相關知識（1）支路、節(jié)點、回路和網孔分別指出上圖所示兩個電路的支路、節(jié)點、回路和網孔左圖支路： 節(jié)點： 回路： 網孔： 右圖支路： 節(jié)點： 回路： 網孔： 拓展討論：回路和網孔是一回事嗎？它倆有著怎樣的關系？請討論并寫下你們的想法： （2）節(jié)點電流的流入和流出電阻R1、R2、R3、R4的串并聯關系？答

18、： 根據已掌握的電阻串并聯電路的特點討論分析電流I1、I2、I3、I4有什么關系？答： I1、I2對于A點來講有什么相似之處嗎？答： I3、I4對于A點來講有什么相似之處嗎？答： 總結結論：對于A點來講 你們是怎樣判斷電流的流入和流出的？答： 練習：下圖所示兩個電路，請指出對于節(jié)點A、節(jié)點a和節(jié)點b，流入電路和流出電流分別是哪幾個：I4I5I2I3I1A 節(jié)點a：（1）流入： （2）流出： 節(jié)點b：（1）流入： （2）流出： 2、任務實施I1I2R3=5R2=1R1=2E2=17VE1=17VI3步驟1：構建電路，測量數據構建上圖所示電路的仿真模型，調用虛擬電流表測量三個電流的大小，填入數據表

19、參數設置E1=17V，E2=17V，R1=2，R2=1，R3=5I1（A）I2（A）I3（A）節(jié)點a電流方程節(jié)點b電流方程U1（V）U2（V）U3（V）回路1電壓方程回路2電壓方程回路3電壓方程步驟2：數據分析和結論導出請同學們分別針對節(jié)點a和b，看看流入電流數據和流出電流數據間有沒有某種聯系？請討論并寫下你們的結論： 步驟3：基爾霍夫電流定律的推廣應用練習：如圖所示電路，已知Ia =1 mA，Ib =10 mA，IC =2 mA，求電流Id？步驟4：應用基爾霍夫電流定律分析電路（1）計算電路中I的大小I- 10V +5-4A-3A2Aa求解過程：（2）如圖所示電橋電路，已知I1 = 25 mA，I3 = 16 mA，I4 = 12 A，針對I2、I5、I6，利用基爾霍夫電流定律進行理論分析計算。解題過程：請同學們