《電工基礎》教案

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中職學校 《電 工 基 礎》 教 案 教 案 課型 分類 專業(yè)課 課程 名稱 電工基礎 教學 課題 電路和電路圖 教學 目標 1、理解電路和電路圖的概念 2、掌握電流大小和方向 教學 重點 電路、電流的大小和方向 教學 難點 電流大小和方向的計算 教學 后記 教學過程: 第1章 電路的基礎知識 1-1電路和電路圖 一. 電路的基本組成 1.電路：電路是電流的流通路徑, 它是由一些電氣設備和元器件按一定方式連接而成的。復雜的電路呈網狀, 又稱網絡。 電路和網絡這兩個術語是通用的。 2.電路的組成： 電源：電源是電路中提供電能的設備。 負載：電路中吸收電能或輸出信號的器件 導線和開關：導線是用來連接電源和負載的元件。開關是控制電路接通和斷開的裝置。 二、電路的基本功能 電路的功能有兩大類： 一是電路的一種作用是實現能量的傳輸、分配和轉換。 另一種作用是實現信息的傳遞和處理。 三、電路圖 實際電路可以用一個或若干個理想電路元件經理想導體連接起來模擬, 這便構成了電路模型。鼓勵學生自己找出日常生活中的電源負載，幫助學生理解電源、負載的定義。 電路圖：用統一規(guī)定的圖形符號畫出電路模型圖稱為電路圖。 1.電路原理圖 用電路符號描述電路連接情況的圖稱為電路原理圖，簡稱電路圖或原理圖。 2.原理框圖 原理框圖也簡稱框圖，它是一種用矩形框、箭頭和直線等來表示電路工作原理和構成概況的電路圖。 3.印制電路圖 電路元件的安裝圖稱為印制電路圖 四、電路原理圖常用圖形符號 在一定條件下對實際器件加以理想化，只考慮其中起主要作用，理想電路元件是一種理想化的模型，簡稱為電路元件。電阻元件是一種只表示消耗電能的元件；電感元件是表示其周圍空間存在著磁場而可以儲存磁場能量的元件；電容元件是表示其周圍空間存在著電場而可以儲存電場能量的元件等。 記憶表1-1常用圖形符號 安全教育，白露要到了，天氣由熱轉涼，預防感冒。 作業(yè)，教材P5 2 教 案 課型 分類 專業(yè)課 課程 名稱 電工基礎 教學 課題 電流和電壓 教學 目標 1.知道電壓、電位的概念 2、掌握電壓與電位的關系式 教學 重點 電壓與電位的關系式 教學 難點 電壓、電位的概念 教學 后記 教學過程: 1-2 電流和電壓（一） 復習舊課：電路的基本組成 講授新課：電流和電壓 安全教育，上下樓梯，請靠右行，輕聲慢步，請勿擁擠。 一、電流 電流的形成，簡單闡述電流的本質,從物質內部結構進行分析.電荷的定向運動形成電流 1.電流的方向 電流：帶電粒子（電子、離子等）的定向運動, 稱為電流。 電流的方向：習慣上規(guī)定正電荷運動方向為電流方向。 2.電流的大小 電流的大小稱為電流強度，簡稱電流，是指單位時間內通過導體橫截面積的電荷量，用符號I表示, 即 單位：安［培］, 符號為A。常用的單位有千安（kA）, 毫安（mA）, 微安（μA）等。 3.直流和交流 直流：當電流的方向都不隨時間變化時, 稱為直流。 交流：電流的量值（大?。┖头较螂S著時間而變化的電流, 稱為交變電流,簡稱交流。常用英文小寫字母i表示。 在分析與計算電路時, ?？扇我庖?guī)定某一方向作為電流的參考方向或正方向。 例題講解：教材P10 1 4.電流的測量 電流表應該串聯接到被測量的電路中，每個電流表都有一段的測量范圍，稱為量程。 作業(yè)，教材鞏固與練習1題。 教 案 課型 分類 專業(yè)課 課程 名稱 電工基礎 教學 課題 電流和電壓 教學 目標 1.知道電壓、電位的概念 2、掌握電壓與電位的關系式 教學 重點 電壓與電位的關系式 教學 難點 電壓、電位的概念 教學 后記 教學過程: 1-2 電流和電壓（二） 復習舊課：電流 講授新課：電壓和電位 安全教育3分鐘，眼睛不要距離本子太近，預防近視。 二、電壓、電位和電動勢 1.電壓 電壓的概念：電路中A、 B兩點間的電壓是：電場力將單位正電荷由A點移動到B點所做的功。 電壓的SI單位：是伏［特］, 符號為V。 常用的單位，千伏（kV）、毫伏（mV）、 微伏（μV）等。 電壓的方向：若電壓的參考方向與實際方向一致，電壓為正；若電壓的參考方向與實際方向相反，電壓為負。元件的電壓參考方向與電流參考方向是一致的, 稱為關聯參考方向。 2.電位 （1）.在電路中任選一點, 叫做參考點, 則某點的電位就是由該點到參考點的電壓。 （2）.如果已知a、 b兩點的電位，則此兩點間的電壓 （3）.參考點不同，各點的電位不同，但兩點間的電壓與參考點的選擇無關。 （4）電位與電壓的關系 電壓等于電場或電路中兩點之間的電位差，即：Uab = Ua -- Ub 3.電動勢 電源將正電荷從電源的負極經電源內部移動到正極的能力用電動勢表示，電動勢的符號為E，單位為V。 （可以結合歐姆定律來應用） 1．已知A點的對地電位是65V，B點的對地電位是35V，則VBA為（ ） A．100V B．30V C．0V D．–30V 2.如圖電路中，以C為參考點，則VA=( ),VB=( )，UAB=( )，UAC=( )；若以B為參考點，則VA=( )，VC=( )，UAB=( )，UAC=( )。 ----教材P10 作業(yè)：教材鞏固與練習2 教 案 課型 分類 專業(yè)課 課程 名稱 電工基礎 教學 課題 電阻 教學 目標 1. 理解電阻的概念； 2. 掌握電阻定律，并會簡單的計算； 3.理解電路短路、開路時的特點 教學 重點 電阻定律及公式 教學 難點 電阻定律的應用 教學 后記 教學過程: 1-3 電 阻（一） 復習舊課：電流 講授新課：電壓和電位 安全教育3分鐘，眼睛不要距離本子太近，預防近視。 一.電阻與電阻率 1.電阻 電阻:當電流流過金屬導體時,導體對電荷定向運動有阻礙作用 電阻元件是一個二端元件, 它的電流和電壓的方向總是一致的, 它的電流和電壓的大小成代數關系。 電流和電壓的大小成正比的電阻元件叫線性電阻元件。 元件的電流與電壓的關系曲線叫做元件的伏安特性曲線。 線性電阻元件的伏安特性為通過坐標原點的直線, 這個關系稱為歐姆定律。 圖 1.6 線性電阻的伏安特性曲線 2.電阻定律 導體的電阻R跟它的長度l成正比，跟它的橫截面積S成反比。 公式： ⑴ρ是反映材料導電性能的物理量，叫材料的電阻率（反映該材料的性質，不是每根具體的導線的性質）。單位是Ω?m。 ⑵純金屬的電阻率小，合金的電阻率大。 二、電阻與溫度的關系： （1）金屬的電阻率隨溫度的升高而增大（可以理解為溫度升高時金屬原子熱運動加劇，對自由電子的定向移動的阻礙增大。）鉑較明顯，可用于做溫度計；錳銅、鎳銅的電阻率幾乎不隨溫度而變。 （2）半導體的電阻率隨溫度的升高而減?。梢岳斫鉃榘雽w靠自由電子和空穴導電，溫度升高時半導體中的自由電子和空穴的數量增大，導電能力提高）。 （3）有些物質當溫度接近0 K時，電阻率突然減小到零——這種現象叫超導現象。能夠發(fā)生超導現象的物體叫超導體。材料由正常狀態(tài)轉變?yōu)槌瑢顟B(tài)的溫度叫超導材料的轉變溫度TC。我國科學家在1989年把TC提高到130K?，F在科學家們正努力做到室溫超導。 作業(yè)，教材鞏固與練習1 教 案 課型 分類 專業(yè)課 課程 名稱 電工基礎 教學 課題 電阻 教學 目標 1. 理解電阻的概念； 2. 掌握電阻定律，并會簡單的計算； 3.理解電路短路、開路時的特點 教學 重點 電阻定律及公式 教學 難點 電阻定律的應用 教學 后記 教學過程: 1-3 電 阻（二） 復習舊課：電阻定律 講授新課：常用電阻 安全教育3分鐘，不要經常彎腰駝背，腰桿挺直。 二、常用電阻 1.按阻值特性分 固定電阻、可調電阻、特種電阻(敏感電阻) 不能調節(jié)的,我們稱之為定值電阻或固定電阻,而可以調節(jié)的,我們稱之為可調電阻.常見的可調電阻是滑動變阻器,例如收音機音量調節(jié)的裝置是個圓形的滑動變阻器,主要應用于電壓分配的,我們稱之為電位器。 2.按制造材料分 碳膜電阻、金屬膜電阻、線繞電阻，無感電阻，薄膜電阻等. 碳膜電阻：碳膜電阻（碳薄膜電阻）為最早期也最普遍使用的電阻器，利用真空噴涂技術在瓷棒上面噴涂一層碳膜，再將碳膜外層加工切割成螺旋紋狀，依照螺旋紋的多寡來定其電阻值，螺旋紋愈多時表示電阻值愈大。最后在外層涂上環(huán)氧樹脂密封保護而成。其阻值誤差雖然較金屬膜電阻高。 金屬膜電阻：金屬膜電阻（金屬拍攝電阻）同樣利用真空噴涂技術在瓷棒上面噴涂，只是將炭膜換成金屬膜（如鎳鉻） ，并在金屬膜車上螺旋紋做出不同阻值，并且于瓷棒兩端度上貴金屬。雖然它較碳膜電阻器貴，但低雜音，穩(wěn)定，受溫度影響小的優(yōu)點。 繞線電阻：用高阻合金線繞在絕緣骨架上制成，外面涂有耐熱的釉絕緣層或絕緣漆。 繞線電阻具有較低的溫度系數，阻值精度高， 穩(wěn)定性好，耐熱耐腐蝕，主要做精密大功率電阻使用，缺點是高頻性能差，時間常數大。 無感電阻：無感電阻常用于做負載,用于吸收產品使用過程中產生的不需要的電感。 三、敏感電阻 敏感電阻是指電阻值隨溫度、電壓、濕度、光照強度、氣體環(huán)境、磁場強度壓力等狀態(tài)的變化而變化的電阻器。如熱敏電阻、壓敏電阻、濕敏電阻、光敏電阻。 作業(yè)，教材鞏固與練習2 1.一根粗細均勻的電阻絲截成長度相等的三段，再將它們并聯起來，測得阻值為3Ω，則此電阻絲原來的阻值為多少？ 2.在一根長l=5m，橫截面積S=3.5 10-4m2的銅質導線兩端加2．510-3V電壓。己知銅的電阻率ρ=1.7510-8Ωm，則該導線中的電流多大 教 案 課型 分類 專業(yè)課 課程 名稱 電工基礎 教學 課題 電功和電功率 教學 目標 1. 理解電功、電功率和電流的熱效應的概念； 2. 掌握電功、電功率的計算； 3. 了解純電阻電路和非純電阻電路的區(qū)別。 教學 重點 電功率和電能的概念、公式 教學 難點 電功、電功率的應用計算 教學 后記 教學過程: 1-4 電功和電功率(一) 復習舊課：常用電阻 講授新課：電功的概念和計算 安全教育3分鐘，走路小心，不要跌倒，注意安全。 一、電功 電流所做的功，簡稱電功（即電能）。W 電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U、電路中的電流I和通過時間t三者的乘積，即： W = UIt 公式中W、U、I、t的單位分別是:J、V、A、s。 電能的計算 二、電功率 定義：傳遞轉換電能的速率叫電功率，簡稱功率；電流在單位時間內所做的功。用P表示。 P = UI 功率的單位為瓦［特］, 簡稱瓦, 符號為W,常用的有千瓦（kW）、兆瓦（MW）和毫瓦（mW）等。 (1).功率的正負 如果電流、電壓選用關聯參考方向,則所得的p應看成支路接受的功率,計算所得功率為負值時,表示支路實際發(fā)出功率。如果電流、 電壓選擇非關聯參考方向, p應看成支路發(fā)出的功率,即計算所得功率為正值時,表示支路實際發(fā)出功率;計算所得功率為負值時, 表示支路接受功率。（了解） (2).直流功率 在直流情況下 三、電流的熱效應，焦耳定律 如果電阻元件把接受的電能轉換成熱能, 則從t0到t時間內。電阻元件的熱［量］ Q, 也就是這段時間內接受的電能W為 Q的單位是J，這種熱也叫作焦耳熱。 作業(yè)：教材鞏固與練習1、2 教 案 課型 分類 專業(yè)課 課程 名稱 電工基礎 教學 課題 電功和電功率 教學 目標 1. 理解電功、電功率和電流的熱效應的概念； 2. 掌握電功、電功率的計算； 3. 了解純電阻電路和非純電阻電路的區(qū)別。 教學 重點 電功率和電能的概念、公式 教學 難點 電功、電功率的應用和計算 教學 后記 教學過程: 1-4 電功和電功率（二） 復習舊課：電阻定律， 講授新課：功率的應用 安全教育3分鐘，不要經常彎腰駝背，腰桿挺直。 一、基礎知識 電阻、電流、電壓的概念，單位。 電功和功率的概念，公式：W = UIt P = UI 二、例題講解 E r R2 R1 例題1.已知如圖，E =6V，r =4Ω，R1=2Ω，R2的變化范圍是0~10Ω。求：①電源的最大輸出功率；②R1上消耗的最大功率；③R2上消耗的最大功率。 解：①R2=2Ω時，外電阻等于內電阻，電源輸出功率最大為2.25W； ②R1是定植電阻，電流越大功率越大，所以R2=0時R1上消耗的功率最大為2W； ③把R1也看成電源的一部分，等效電源的內阻為6Ω，所以，當R2=6Ω時，R2上消耗的功率最大為1.5W 例題2，如圖所示為直流電路, U1=4V, U2=-8V, U3=6V, I=4A, 求各元件接受或發(fā)出的功率P1、 P2和P3, 并求整個電路的功率P。 解 ： P1的電壓參考方向與電流參考方向相關聯, 故 P1=U1I=44=16W (接受16W) P2和P3的電壓參考方向與電流參考方向非關聯, 故 P2=U2I=(-8)4=-32W (接受32W) P3=U3I=64=24W (發(fā)出24W) 整個電路的功率P, 設接受功率為正, 發(fā)出功率為負, 故 P=16+32-24=24W 思考題：有兩個電源，一個發(fā)出的電能為1000kW.h,另一個發(fā)出的電能為500kW.h。是否可認為前一個電源的功率大，后一個電源的功率?。? 教材，鞏固與練習4 教 案 課型 分類 專業(yè)課 課程 名稱 電工基礎 教學 課題 歐姆定律 教學 目標 1. 理解歐姆定律內容的意義； 2. 熟練掌握歐姆定律牢記其公式； 3. 會應用歐姆定律進行一些簡單電路的計算。 教學 重點 歐姆定律及其公式 教學 難點 應用歐姆定律進行電路的計算 教學 后記 教學過程: 2-1 全電路歐姆定律（一） 復習舊課：電阻定律 講授新課：歐姆定律 安全教育3分鐘，走路小心，不要跌倒，注意安全。 一.部分電路歐姆定律 1.部分電路的概念，關鍵點---包不包括電源在內。 2. 部分電路歐姆定律的內容是：導體中的電流，與導體兩端的電壓成正比，與導體的電阻成反比。 3. 部分電路歐姆定律的公式： （記?。?。 4. 伏安特性曲線 結合數學直角坐標系來理解， 電阻的伏安特性曲線：注意I-U曲線和U-I曲線的區(qū)別。還要注意：當考慮到電阻率隨溫度的變化時，電阻的伏安特性曲線不再是過原點的直線。 I O U O I U 1 2 1 2 R1R2 二、部分電路歐姆定律的應用 例題 1 一段導體，兩端接上1.5V的電壓時，通過的電流為0.25A，該導體的電阻是多少？若接9V的電壓時，通過的電流是多少？ 例題2 實驗室用的小燈泡燈絲的I-U特性曲線可用以下哪個圖象來表示： A. B. C. D. I I I I o U o U o U o U 解：燈絲在通電后一定會發(fā)熱，當溫度達到一定值時才會發(fā)出可見光，這時溫度能達到很高，因此必須考慮到燈絲的電阻將隨溫度的變化而變化。隨著電壓的升高，電流增大，燈絲的電功率將會增大，溫度升高，電阻率也將隨之增大，電阻增大，。U越大I-U曲線上對應點于原點連線的斜率必然越小，選A。 作業(yè)，教材鞏固與練習1、2 教 案 課型 分類 專業(yè)課 課程 名稱 電工基礎 教學 課題 歐姆定律 教學 目標 1.理解歐姆定律內容的意義； 2. 熟練掌握歐姆定律牢記其公式； 3. 會應用歐姆定律進行一些簡單電路的計算。 教學 重點 歐姆定律及其公式 教學 難點 應用歐姆定律進行電路的計算 教學 后記 教學過程: 2-1 全電路歐姆定律（二） 復習舊課：歐姆定律 講授新課：歐姆定律應用 安全教育3分鐘，注意天氣變化，預防感冒，小心點。 一、全電路歐姆定律 主要物理量：研究閉合電路，主要物理量有E、r、R、I、U，前兩個是常量，后三個是變量。 1. 全電路歐姆定律的內容 閉合電路中的電流與電源的電動勢成正比，與電路的總電阻（內電阻與外電阻之和）成反比。 2. 全電路歐姆定律的公式 閉合電路歐姆定律的表達形式有： （1）E=U外+U內 （2） （I、R間關系） （3）U=E-Ir （U、I間關系） （4） （U、R間關系） 二、電路的三種狀態(tài) 一般情況下，ε、r可認為不變，當R變化將導致I、U的變化變化規(guī)律可歸納為 R↑→I↓→U′↓→U↑ R→∞　 I=0　　　 U′=0　　　 U=ε（開路） R↓→I↑→U′↑→U↓ R→0　 I=ε/r　　　 U′=ε　 U=0（短路） U隨R增大而增大，隨R減小而減小。 提示：為何可以用電壓表直接測量開路時兩端電壓而得電動勢值？因為開路時　 R→∞　 U=ε 路端電壓隨電流變化的圖象   閉合電路的總電流跟電源電動勢成正比跟電路總電阻成反比。路端電路隨外電阻的增大而增大。 電路的三種狀態(tài)，1是通路，2是開路（斷路），3是短路。 思考題：一根電阻絲，橫截面積為S，電阻為R，現均勻拉伸，使其橫截面積為 ， 則均勻拉伸后的電阻為原來電阻的多少倍？（部分電路）電壓是原電壓的都是倍？電流是原電流的多少倍？ A．n倍 B．倍 C． 倍 D． 倍 作業(yè)，教材鞏固與練習3 教 案 課型 分類 專業(yè)課 課程 名稱 電工基礎 教學 課題 電阻的連接 教學 目標 1. 理解電阻的串聯的概念； 2. 掌握電阻串聯電路的特點； 3. 會電阻的串聯簡單的計算應用 教學 重點 串聯電路的特點 教學 難點 串聯電路的應用計算 教學 后記 教學過程: 2-2 電阻的連接（一） 復習舊課：集成運算放大器介紹 講授新課：理想集成運算放大器 安全教育3分鐘，上下樓梯，請靠右行，輕聲慢步，請勿擁擠。 一、電阻的串聯 1.串聯電路的定義 在電路中, 把幾個電阻元件依次一個一個首尾連接起來, 中間沒有分支, 在電源的作用下流過各電阻的是同一電流。這種連接方式叫做電阻的串聯 2.串聯電路特點 （1）. 串聯電路中，流過美一個電阻的電流都相等，即 I = I1 = I2 （2）. 串聯電路中，電路倆端的總電壓等于各分電壓之和， U = U1 = U2 （3）. 串聯電路的總電阻等于各分電阻之和，即 R = R1 = R2 （4）. 串聯電路中，各電阻分配的電壓與電阻成正比，即 R1/R2 = U1/U2 例2.1 如圖2.3所示, 用一個滿刻度偏轉電流為50μA, 電阻Rg為2kΩ的表頭制成100V量程的直流電壓表, 應串聯多大的附加電阻Rf？ 解 滿刻度時表頭電壓為 附加電阻電壓為 代入公式, 得 解得 二、串聯電路的應用 電阻的串聯應用很廣泛。在實際工作中，常常采用幾個電阻串聯構成分壓器，使同一電源能供給幾種不同的電壓；用多個小電阻的串聯來獲得較大的電阻；利用串電阻的方法，限制和調節(jié)電路中電流的大?。辉跍y量中用串聯電阻來擴大電壓表的量程，以便獲得多量程的電壓表。 作業(yè)，教材鞏固與練習1、2 教 案 課型 分類 專業(yè)課 課程 名稱 電工基礎 教學 課題 電阻的連接 教學 目標 1. 理解電阻的并聯的概念； 2. 掌握電阻并聯電路的特點； 3. 會電阻的并聯簡單的計算應用。 教學 重點 并聯電路的特點 教學 難點 并聯電路的應用計算 教學 后記 教學過程: 2-2 電阻的連接（二） 復習舊課：串聯電路及特點 講授新課：并聯電路及特點 安全教育3分鐘，不要長時間吹冷風，注意安全。 一、電阻的并聯 1.電阻并聯的定義：兩個或兩個以上電阻并列地接在電路中相同的兩點之間，承受同一電壓，這種連接方式叫做電阻的并聯。 舉例說明上述概念，并聯電路的連接特征：有分支。 2.電阻并聯的特點 學習電阻并聯的特點之前復習重要基礎知識：兩點（提問由學生回答）其一、電學中最基本的三個物理量，電流I，電壓U，電阻R 其二、歐姆定律，I = （1）. 并聯電路各電阻兩端的電壓相等。 公式 U = U1 = U2 = U3 （2）. 并聯電路總電流等于各支路電阻的電流之和。 公式 I = I1 + I2 + I3 （注：總電流大于任一分電流） （3）. 并聯電路的總電阻的倒數，等于各支路電阻倒數之和。 公式 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 （注：總電阻小于任一分電阻）常用：R = R1//R2 = 舉例 （4）.并聯電路流過每個電阻的電流與電阻成反比。 公式 I1/I2 = R2/R1 會舉一反三，切忌生搬硬套。知識小結，強調重難點，學生記憶。 二、電阻并聯電路的應用 例2.4 有一表頭，滿刻度電流為Ig = 50μA, 內阻rg = 3KΩ。若把它改裝成量程為 550μA的電流表，問應并聯多大的分流電阻? 550 μA I 2 50 m A R 2 r g 解： 由題意得, I1=Ig=50μA, R1=rg=3000Ω, I=550μA, U1 = I1R1 = Igrg = 5010-63000 = 0.15（V） I2 = I – I1 = 550 – 50 = 500(μA) = 510-4（A） R2 = = = = 300(Ω) （有沒有其它解題方法？提出讓學生思考。）作業(yè)P37 題3 教 案 課型 分類 專業(yè)課 課程 名稱 電工基礎 教學 課題 直流電橋 教學 目標 1.認識直流電橋電路 2.掌握直流電橋平衡及負載獲得最大功率的條件 教學 重點 負載獲得最大功率的條件 教學 難點 直流電橋電路 教學 后記 教學過程: 2-4 直流電橋 復習舊課：串聯和并聯電路及特點 講授新課：直流電橋 安全教育3分鐘，眼睛不要距離書面太近，預防近視。 一. 直流電橋電路 如圖所示,R1,R2,R3,R4是電橋的四個橋臂. 二.直流電橋平衡條件 1.什么叫電橋的平衡狀態(tài) 電橋電路的主要特點就是當四個橋臂電阻的阻值滿足一定關系時,接在對角線a,b間的電阻R中沒有電流通過.這種情況稱為電橋的平衡狀態(tài) 推導出電橋的平衡狀態(tài)條件的公式 R1、R2、R3、為可調電阻，并且是阻值已知的標準精密電阻。R4為被測電阻，當檢流計的指針指示到零位置時，稱為電橋平衡。此時，B、D兩點為等電位。 惠斯通電橋有多種形式，常見的是一種滑線式電橋。 R1 R4 = R2 R3 三. 直流電橋電路應用舉例 直流電橋電路應用較多,可以用直流電橋電路來測量電阻 被測電阻為： 四. 負載獲得最大功率的條件 由于電源有內阻,所以電源提供的總功率為內阻上消耗的功率與負載上消耗的功率之和.若內阻上消耗的功率增大,則負載上消耗的功率勢必減小.那么,什么條件下負載才能從電源獲得最大的功率呢? 根據圖2-12 P的最大值為： 所以，負載獲得最大功率的條件是：負載電阻等于電源內阻。這一條件也是電源輸出的最大功率的條件。作業(yè)，教材鞏固與練習2。 教 案 課型 分類 專業(yè)課 課程 名稱 電工基礎 教學 課題 基爾霍夫定律 教學 目標 1.理解支路、節(jié)點、回路、網孔的定義 2.掌握基爾霍夫電流定律、基爾霍夫電壓定律 3、學會基爾霍夫電流定律的基本應用 教學 重點 基爾霍夫電流定律、基爾霍夫電壓定律 教學 難點 用基爾霍夫定律分析計算電路 教學 后記 教學過程: 3-1 基爾霍夫定律（一） 復習舊課：串聯和并聯電路及特點 講授新課：基爾霍夫定律 安全教育3分鐘，走路小心，不要碰到墻壁。 基爾霍夫定律包括電流定律和電壓定律。 一、復雜電路的基本概念。 以圖3-1所示電路為例說明常用電路名詞。 1. 支路：電路中具有兩個端鈕且通過同一電流的無分支電路。如圖3-1電路中的AB、AR2B均為支路，該電路的支路數目為b = 3。 2. 節(jié)點：電路中三條或三條以上支路的聯接點。如圖3-1電路的節(jié)點為A、B兩點，該電路的節(jié)點數目為n = 2。 3. 回路：電路中任一閉合的路徑。如圖3-1電路中的CDEFC、AFCBA、EABDE路徑均為回路，該電路的回路數目為l = 3。 4. 網孔：不含有分支的閉合回路。如圖3-1電路中的AFCBA、EABDE回路均為網孔，該電路的網孔數目為m = 2。 圖2-19常用電路名詞的說明 5. 網絡：在電路分析范圍內網絡是指包含較多元件的電路。 二、基爾霍夫第一定律 基爾霍夫電流定律（KCL） 1．電流定律(KCL)內容 電流定律的第一種表述：在任何時刻，電路中流入任一節(jié)點中的電流之和，恒等于從該節(jié)點流出的電流之和，即 例如圖3-2中，在節(jié)點A上：I1 + I3 = I2 + I4 + I5 電流定律的第二種表述：在任何時刻，電路中任一節(jié)點上的各支路電流代數和恒等于零，即 一般可在流入節(jié)點的電流前面取“+”號，在流出節(jié)點的電流前面取“-”號，反之亦可。例如圖3-2中，在節(jié)點A上：I1 - I2 + I3 - I4 - I5 = 0。 在使用電流定律時，注意： (1) 對于有n個節(jié)點的電路，只能列出(n - 1)個獨立的電流方程。 (2) 列節(jié)點電流方程時，只需考慮電流的參考方向，然后再帶入電流的數值。 作業(yè)，鞏固與練習 1 教 案 課型 分類 專業(yè)課 課程 名稱 電工基礎 教學 課題 基爾霍夫定律 教學 目標 1.理解支路、節(jié)點、回路、網孔的定義 2.掌握基爾霍夫電流定律、基爾霍夫電壓定律 3、學會基爾霍夫電流定律的基本應用 教學 重點 基爾霍夫電流定律、基爾霍夫電壓定律 教學 難點 用基爾霍夫定律分析計算電路 教學 后記 教學過程: 3-1 基爾霍夫定律（二） 復習舊課：支路、節(jié)點、回路、網孔的概念 講授新課：基爾霍夫第一定律及應用 安全教育3分鐘，走路注意安全。 為分析電路的方便，通常需要在所研究的一段電路中事先選定(即假定)電流流動的方向，叫做電流的參考方向，通常用“→”號表示。 電流的實際方向可根據數值的正、負來判斷，當I > 0時，表明電流的實際方向與所標定的參考方向一致；當I < 0時，則表明電流的實際方向與所標定的參考方向相反。 2．基爾霍夫第一定律的應用舉例 提示：對于電路中任意假設的封閉面來說，電流定律仍然成立。如圖2-23中，對于封閉面S來說，有I1 + I2 = I3。 【例2-9】如圖所示電橋電路，已知I1 = 25 mA，I3 = 16 mA，I4 = 12 A，試求其余電阻中的電流I2、I5、I6 圖 例題2-9 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 電流I2與I5均為正數，表明它們的實際方向與圖中所標定的參考方向相同，I6為負數，表明它的實際方向與圖中所標定參考方向相反。 三、基爾霍夫第二定律 基爾霍夫電壓定律 1.定義：在任一閉合回路中, 沿著任一個回路繞行一周, 所有支路電壓的代數和恒等于零, 這就是基爾霍夫電壓定律, 簡寫為KVL。 （2.16） 用數學表達式表示為： 2.在寫出式（2.16）時, 先要任意規(guī)定回路繞行的方向, 凡支路電壓的參考方向與回路繞行方向一致者, 此電壓前面取“+”號, 支路電壓的參考方向與回路繞行方向相反者, 則電壓前面取“-”號。 作業(yè)：鞏固與練習 3 。 教 案 教學 課題 磁 場 教學 目標 1、了解磁場的基本概念； 2、知道磁感線的含義； 3、掌握如何用磁感線來表示磁場的大小和方向。 教學 重點 磁感線 教學 難點 如何用磁感線來表示磁場的大小和方向 教學 后記 教學過程: 第四章 磁場與電磁感應 復習舊課：串聯和并聯電路及特點 講授新課：磁場 安全教育3分鐘，注意天氣變化，預防感冒。 4-1 磁 場（一） 一、磁場與磁感線 1、磁體：具有磁性的物體。包括倆大類。 （1）永久磁鐵，在正常情況下能長期保留磁性。 （2）電磁鐵。 2、磁極：磁鐵兩端磁性最強的部分叫磁極 3、磁場：磁極周圍空間存在著一種特殊的物質 （1）磁場的方向。規(guī)定——小磁針在磁場中某點的北極（N）極的指向為該點的磁場方向。 4. 磁力線：也叫磁感線，形象的描述磁場的大小和方向。 是假想的互不交叉的閉合曲線，在磁體外部是N極指向S極，在磁體內部是S極指向N極。 5、磁力線的特點 (1) 磁感線的切線方向表示磁場方向，其疏密程度表示磁場的強弱。 (2) 磁感線是閉合曲線，在磁體外部，磁感線由N極出來，繞到S極；在磁體內部，磁感線的方向由S極指向N極。 (3) 任意兩條磁感線不相交。 說明：磁感線是為研究問題方便人為引入的假想曲線，實際上并不存在。 作業(yè)，鞏固與練習 1 。 教 案 教學 課題 磁 場 教學 目標 1、掌握電流產生磁場的右手螺旋定則； 2、會用右手螺旋定則判斷磁場的方向 教學 重點 右手螺旋定則 教學 難點 磁場方向的判斷 教學 后記 教學過程: 4-1 磁 場（二） 復習舊課：磁場、磁感線 講授新課：電流的磁場 安全教育3分鐘，過馬路注意安全。 二.電流的磁場 1. 通電直導線周圍的磁場 通電導體周圍要產生磁場，磁場的方向與電流的方向有關。 右手螺旋定則1：（判定通電直導線磁場方向） 右手握住導體，伸直大拇指，大拇指指向電流方向，彎曲四指所指方向即為磁力線方向。 電流方向的符號表示，規(guī)定： 表示流進 . 表示流出 以上方向的符號規(guī)定同樣適合磁場的方向 2. 環(huán)形電流的磁場 ○環(huán)形電流磁場的磁感線：是一些圍繞環(huán)形導線的閉合曲線，在環(huán)形導線的中心軸線上，磁感線和環(huán)形導線的平面垂直（圖4）。 ○環(huán)形電流的方向跟中心軸線上的磁感線方向之間的關系也可以用安培定則來判定：讓右手彎曲的四指和和環(huán)形電流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導線中心軸線上磁感線的方向. 3. 通電線圈的磁場 右手螺旋定則2：（判定通電線圈磁場方向） 右手握住導體，讓彎曲的四指方向與電流方向一致，大拇指所指方向就是線圈內磁力線的方向。 通過演示、舉例、提問的方法讓學生掌握以上判定磁場方向的定則。 作業(yè)：鞏固與練習 2、3 。 教 案 課型 分類 專業(yè)課 課程 名稱 電工基礎 教學 課題 磁場的主要物理量 教學 目標 1、知道理解有關磁場物理量（磁通、磁感應強度）的意義； 2、記住上述物理量的單位和符號。 教學 重點 磁感應強度、磁通 教學 難點 磁感應強度的理解和計算 教學 后記 教學過程: 4-1 磁場（三） 復習舊課：磁場 講授新課：磁場的主要物理量 安全教育3分鐘，水卡等不要會磁場放在一起。 一. 磁通 1、磁通的概念：磁通是描述磁場在某一范圍內分布情況的物理量。通過垂直于磁場方向上某一面積的磁力線數目叫磁通。φ 2、磁通的大小：與磁力線的數目（磁場強度）的大小成正比，與所選取的面積大小成正比。單位為韋伯，Wb 3、磁通的方向：磁通的方向與磁力線的方向一致。 二. 磁感應強度 1、磁感應強度的定義 垂直穿過單位面積磁力線數目叫磁感應強度或磁通密度，矢量。 2、磁感應強度的公式 B = 或 Φ = BS 單位，特斯拉，T，或韋伯/米2，Wb/m2 3. 磁感應強度的方向 磁感應強度方向的規(guī)定：磁場中某點的磁力線切線的方向，就是該點的磁感應強度方向。 三. 磁導率 1. 磁導率的基本概念 磁導率表示媒介質導磁性能的物理量,反映物質導磁能力的大小，磁導率用μ表示,單位是亨利每米,H/m 真空磁導率μ0=4π10-7H/m 相對磁導率----任一物質的磁導率與真空的磁導率的比值稱作相對磁導率,用μr表示.即: 為便于對各種物質的導磁性能進行比較，以真空磁導率 m0為基準，將其他物質的磁導率 m 與 m0比較，其比值叫相對磁導率，用 mr表示，即 2. 按磁導率的大小,物質分為3類: （1）順磁物質.如空氣、鋁、鉑，其μr稍大于1。 （2）反磁物質.如氫、銅，其μr稍小于1。 （3）鐵磁物質.如鐵、鈷、鎳、硅鋼，其μr遠大于1。 作業(yè)，鞏固與練習 4、5 教 案 課型 分類 專業(yè)課 課程 名稱 電工基礎 教學 課題 磁場對載流導體的作用 教學 目標 1、掌握磁場對載流直導體的作用力方向的判斷定則，左手定則； 2、掌握磁場對通電線圈的作用力方向的判斷方法； 3、了解磁場對載流直導體作用力大小的計算公式； 教學 重點 左手定則 教學 難點 磁場對通電線圈的作用力的大小和方向 教學 后記 教學過程: 4-2 磁場對電流的作用（一） 復習舊課：磁場的主要物理量 講授新課：磁場對載流導體的作用 安全教育3分鐘，上下樓梯，請靠右行，輕聲慢步，請勿擁擠。 一. 磁場對載流直導體的作用 1、載流直導體的受力方向 左手定則：平伸左手，大拇指和四指垂直，讓磁力線垂直穿過掌心，四指指向電流方向則大拇指的指向就是電磁力的方向。 2、載流直導體的受力大小 舉生活中例子，讓學生感性認識。 （1）內容：作用在導線上的電磁力的大小F與通過導線的電流I成正比，與磁場的磁感應強度B成正比，以及與在磁場中的導線長度成正比。 （2）公式： F = B I L F = B I L sinα 式中單位 F——N，牛頓 B——Wb/m2，韋伯/米2 I ——A，安培 L——m，米 [例2.2]已知：L=1.2m，I=8A，B=0.5T，α1=900，α2=600，α3=00， 求：F1；F2；F3 解： F = B I L sinα F1= B I L sinα1=0.581.2sin900=4.8（N） F2 = B I L sinα2=0.581.2sin600=2.4（N） F3 = B I L sinα3=0.581.2sin00=0 練習 抽問形式解答 二、平行直導線間的作用力 兩條相距較近且相互平行的直導線，當通過相同方向的電流時，他們相互吸引。 兩條相距較近且相互平行的直導線，如果通過方向相反的電流時，他們相互排斥。 小結：1、載流直導體的受力方向用左手定則來判斷 2、載流直導體的受力大小，公式： F = B I L 作業(yè)，鞏固與練習， 1 教 案 課型 分類 專業(yè)課 課程 名稱 電工基礎 教學 課題 磁場對載流導體的作用 教學 目標 1、掌握磁場對載流直導體的作用力方向的判斷定則，左手定則； 2、掌握磁場對通電線圈的作用力方向的判斷方法； 3、了解磁場對載流直導體作用力大小的計算公式； 教學 重點 左手定則 教學 難點 磁場對通電線圈的作用力的大小和方向 教學 后記 教學過程: 4-2 磁場對電流的作用（二） 復習舊課：磁場的主要物理量 講授新課：磁場對載流導體的作用 安全教育3分鐘，坐車注意安全，不要擁擠。 三、 磁場對通電線圈的作用 1、轉動方向的判斷：用左手定則 2、線圈所受力矩的大?。私猓? 力矩公式：M = BI L1L2 M = BIS M——牛頓米 力矩公式：M = BIL1L2sinα M = BIS sinα M——牛頓米，上式為力矩通用公式。 應用舉例 1.判斷下圖中導線A所受磁場力的方向 2. 如圖所示，放在通電螺線管內部中間處的小磁針，靜止時N極指向右.試判定電源的正負極. 解析：小磁針N極的指向即為該處的磁場方向，所以在螺線管內部磁感線方向由a→b，根據安培定則可判定電流由c端流出，由d端流入，故c端為電源的正極，d端為負極. 小結：磁場對通電線圈的作用的轉動方向的判斷，用左手定則 作業(yè)，鞏固與練習，2、3 教 案 課型 分類 專業(yè)課 課程 名稱 電工基礎 教學 課題 電磁感應 教學 目標 1、掌握直導體在磁場中運動而切割磁感線時產生感應電動勢的方向判斷定則，用右手定則； 2、了解線圈中的感應電動勢的法拉第電磁感應定律； 3、知道楞次定律；會簡單的應用 教學 重點 右手定則；楞次定律 教學 難點 楞次定律及應用 教學 后記 教學過程: 4-3 電磁感應（一） 復習舊課：磁場的主要物理量 講授新課：磁場對載流導體的作用 安全教育3分鐘，禮貌待人，注意安全。 一. 電磁感應現象 先舉例，引出電磁感應現象等概念。 電磁感應現象：變化的磁場在導體中產生電動勢的現象叫做電磁感應現象。 感應電動勢：由電磁感應產生的電動勢叫做感應電動勢。感應電流：感應電動勢在閉合回路中形成的電流叫做感應電流。 直導體在磁場中運動而切割磁感線，導體中會產生感應電動勢。 （1）感應電動勢的方向。用右手定則來判斷。 右手定則：伸開右手，四指并攏并與大拇指垂直，讓磁感線垂直穿過手心，讓磁感線從手心進入，大拇指指向導體的運動方向，則四指所指方向就是感應電動勢e的方向。（舉例說明，抽問檢查學生掌握效果。） （2）感應電動勢的大小 內容：感應電動勢e的大小與導體的有效長度L、導體的運動速度v、以及磁感應強度B成正比，并與導體的運動的方向有關。 公式： e = B L v sinα 單位，e——V，B——T，L——M，v——m/s 因此導體的運動方向與磁感應強度方向平行時，E=0，導體的運動方向與磁感應強度方向垂直時，E為最大。 [例題]已知：B=0.8T，L=20cm=0.2m，v=15m/s，R=47Ω，r=1Ω。求：（1）e；I； （2）F1 解：（1）e=BLv=0.80.215=2.4（v） I=e /（R+r）=2.4 /（47+1）=0.05（A） （2）F=BIL=0.80.050.2=0.008（N） F1=F=0.008（N） 二. 線圈中的感應電動勢 當穿過線圈的磁通發(fā)生變化時，線圈中就會產生感應電動勢。感應電動勢的方向由楞次定律來判定；感應電動勢的大小由法拉第電磁感應定律來計算。 法拉第電磁感應定律（感應電動勢的大小） 法拉第電磁感應定律的內容：當穿過線圈的磁通發(fā)生變化時，線圈倆端的感應電動勢的大小等于磁通變化率。 法拉第電磁感應定律的公式：e = ∣ ∣N 式中單位，e——V；Φ——Wb；t——s；作業(yè)，鞏固與練習 1 教 案 課型 分類 專業(yè)課 課程 名稱 電工基礎 教學 課題 電磁感應 教學 目標 1、掌握直導體在磁場中運動而切割磁感線時產生感應電動勢的方向判斷定則，用右手定則； 2了解線圈中的感應電動勢的法拉第電磁感應定律； 3、會楞次定律的基本應用； 教學 重點 右手定則；楞次定律的基本應用 教學 難點 楞次定律和應用 教學 后記 教學過程: 4-3 電磁感應（二） 復習舊課：電磁感應 講授新課：楞次定律 安全教育3分鐘，不要坐在桌子上，避免跌倒。 三、楞次定律（感應電動勢的方向）（難點） 內容：感生電流的磁場，總是阻礙原磁場的變化。（記住） [例4.7]如圖所示，在磁場中直導體AB與金屬方框接觸，且能在金屬方框上滑動試根據圖中給出的磁場方向和導體AB的運動方向，分別求： （1）閉合回路中感應電動勢的方向； （2）閉合回路中感生電流的方向； （3）感生電流的磁場方向； R a b m L 解：（1）根據右手定則，判斷感應電動勢的方向由A指向B。 （2）回路中感生電流的方向是逆時針方向。 （3）右手螺旋定則2判斷，感生電流的磁場方向流出。 （提問）怎樣利用楞次定律來判斷感生電流的方向？應用楞次定律來判斷感生電流的方向的步驟： 1. 確定原磁場（磁通）的方向。 2. 確定原磁場（磁通）的變化情況，是增加還是減少？ 3. 根據原磁場（磁通）的變化情況來確定新磁場即感生電流的磁場方向。（關鍵） a、若原磁場（磁通）增加，則新磁場方向原磁場相反； b、若原磁場（磁通）減少，則新磁場方向原磁場相同； 4. 根據第3步確定的新磁場即感生電流的磁場方向，用右手螺旋定則來確定感應電動勢的方向。 [例4.8]一個N=500匝的線圈內有磁通φ=4103Wb，在半秒鐘內增加到5103Wb，問線圈中感應電動勢的大小和方向如何？ 已知：N=500匝，Φ1=4103Wb，Φ2=5103Wb，△t=0.5秒。 求：（1）感應電動勢的大小e （2）感應電動勢的方向 解：（1）E總 = N= —500 = —1（v） （2）根據楞次定律，按右手螺旋定則判斷，線圈中感應電動勢的方向如圖中箭頭所示。 作業(yè)，鞏固與練習， 2、3 教 案 課型 分類 專業(yè)課 課程 名稱 電工基礎 教學 課題 自感與互感 教學 目標 1、知道自感和互感的概念 2、會進行簡單的自感電動勢大小的計算； 教學 重點 自感與互感現象 教學 難點 自感系數 教學 后記 教學過程: 4-4 自感與互感 復習舊課：電磁感應 講授新課：自感與互感 安全教育3分鐘，下雨天路滑，注意防跌倒。 一、自感現象 舉例說明自感現象，自感現象----由于流過線圈自身電流發(fā)生變化而產生感應電動勢的現象叫做自感現象,簡稱自感. eL 二、自感系數 自感系數=自感量=電感 L 自感磁鏈----電流通過線圈后，使N匝線圈具有的磁通，叫自感磁鏈。公式 自感系數----線圈中通過單位電流所產生的自感磁鏈稱為自感系數。L 公式 式中 ψ----由自身線圈的電流產生的自感磁鏈，Wb； i---流過線圈電流，A L---線圈的電感量 三、自感電動勢 自感電動勢的大小與線圈中電流的變化率成正比。當線圈中的電流在1 s內變化1 A時，引起的自感電動勢是1 V，則這個線圈的自感系數就是1 H。 四、互感現象 圖 4.45 互感應現象 1.互感現象：由一個線圈的交變電流在另一個線圈中產生感應電壓的現象叫做互感現象。 2.互感電動勢 設兩個靠得很近的線圈，當第一個線圈的電流i1發(fā)生變化時，將在第二個線圈中產生互感電動勢EM2， 同理，當第二個線圈中電流i2發(fā)生變化時，在第一個線圈中產生互感電動勢EM1為 上式說明，線圈中的互感電動勢，與互感系數和另一線圈中電流的變化率的乘積成正比。 互感電動勢的方向，可用楞次定律來判斷。 小結：自感現象----由于流過線圈自身電流發(fā)生變化而產生感應電動勢的現象叫做自感現象,簡稱自感 作業(yè)，判斷感生電流的方向。 教 案 課型 分類 專業(yè)課 課程 名稱 電工基礎 教學 課題 磁路歐姆定律 教學 目標 1、了解磁化的概念，了解磁路的概念，知道鐵磁材料的分類 2、了解磁路歐姆定律 教學 重點 磁化曲線 教學 難點 磁路歐姆定律 教學 后記 教學過程: 4-5 鐵磁材料與磁路 復習舊課：電磁感應 講授新課：鐵磁材料 安全教育3分鐘，注意交通安全，禮貌禮讓。 一、鐵磁物質的磁化 使原來沒有磁性的物質具有磁性的過程稱為磁化。線圈中的磁通隨電流I變化的規(guī)律可以用φ-I曲線來表示，稱為磁化曲線。 二、鐵磁材料的分類 不同的鐵磁物質具有不同磁滯回線，他們的用途也不相同，鐵磁材料一般可以分為三大類：硬磁材料、軟磁材料、矩磁材料。 三、磁路 1.磁路 磁通經過的閉合路徑叫磁路。磁路和電路一樣，分為有分支磁路和無分支磁路兩種類型。 2.磁路的歐姆定律 磁動勢 通電線圈產生的