基尔霍夫定律教案.docx
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基尔霍夫定律教案
连云港市职业学校电子电工类专业教案模板
(专业基础课程,专业技能课程)
学校东海中等专业学校授课教师马方方专业名称电子技术
课程名称基尔霍夫定律授课班级10电子授课课时2课时
教材名称电工基础出版单位高等教育出版社版次第2版主编周绍敏
授课章节(单元)
3.1基尔霍夫定律
教学目标
知识目标:
1、理解支路、节点、回路基本概念
2、掌握基尔霍夫两定律所阐述的内容
3、应用基尔霍夫两定律进行计算
情感目标:
培养学生通过实验现象归纳事物本质、将感性认识提升为理论知识的能力
技能目标:
1、培养独立思考和钻研、探究新知识的能力
2、培养创新意识,提高分析问题与解决问题的能力,举一反三,触类旁通
教学重点
1、基尔霍夫定律的内容及表达式
2、运用基尔霍夫定律的解题步骤及例题讲解
教学难点
电流参考正方向的理解及电阻电压、电源电动势正负的确定
更新、补充、删节的教学内容
补充:
1、基尔霍夫电压定律的推广
2、基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律解题步骤
教学结构安排
教学环节
教学活动
教学内容
教师活动
学生活动
辅助教学手段及现代信息技术应用
导入
第1课时
①回顾简单电路
②引出复杂电路的概念,提出解决复杂电路的依据---基尔霍夫定律
师:
前面我们学习了运用欧姆定律及电阻串、并联能进行化简、计算的直流电路。
这种电路称为简单电路;但有些电路是不能单纯用欧姆定律和电阻的串、并联关系求解的,这些电路称为复杂电路。
下面以给出两个电路图为例,请学生分析两电路的不同之处。
图
(1)图
(2)
教师总结:
①图
(1)有且仅有一条有源支路,可以用电阻的串并联关系进行化简,是简单电路;解答简单电路的方法是欧姆定律。
②图
(2)有两条有源支路,不能用电阻的串并联关系进行化简,是复杂电路;解答复杂电路的方法是基尔霍夫定律。
回忆
分析总结两个电路的不同之处
放幻灯片1
新授
一、基本概念
R1
1、支路:
由一个或几个元件首尾相接组成的无分支电路。
在同一支路内,流过所有元件的电流相等。
2、节点:
三条或三条以上支路的连接点。
3、回路:
电路中任何一个闭合路径。
练习1:
在下图所示电路中
(1)有几条支路?
分别是哪几条?
(2)有几个节点?
分别是哪几个?
(3)有几条回路?
分别是哪几个?
二、基尔霍夫电流定律
1、形式一:
电路中任意一个节点上,流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。
∑I入=∑I出
〖例1〗请指出下图电路中有几条支路,并用基尔霍夫第一定律列出节点电流方程。
2、形式二:
在任一电路的任一节点上,电流的代数和永远等于零。
∑I=0
规定:
若流入节点的电流为正,则流出节点的电流为负。
练习2:
电路如图,求I1、I2的大小。
〖例2〗对A、B、C三个节点应用基尔霍夫电流定律列方程。
3、推广:
基尔霍夫电流定律也可应用于任意假定的封闭面。
流入封闭面的电流之和等于流出封闭面的电流之和。
第2课时
〖例3〗如图电桥电路
I1=25mA,I3=16mA,I4=12mA,
求其余各电阻中电流。
〖讨论〗根据上面例题,总结用基尔霍夫电流定律解题步骤
三、基尔霍夫电压定律
1、作用:
基尔霍夫电压定律用来确定回路中各段电压之间的关系
2、形式一:
从一点出发绕回路一周回到该点时,各端电压的代数和等于零。
∑U=0
注意点:
(1)在绕行过程中从元器件的正极到负极,电压取正,反之为负。
(2)绕行方向可选择,但已经选定后不能中途改变。
〖例4〗用基尔霍夫电压定律,列出图中回路电压回路方程。
3、形式二:
在任一时刻,一个闭合回路中,各段电阻上电压降低代数和等于各电源电动势的代数和。
∑IR=∑E
注意点:
电压的正负规定仍和前面相同,而电动势的正负号则恰好相反,也就是当绕行方向与电动势方向(由负极指向正极)一致时,该电动势为正,反之为负。
练习3:
如图所示只有一个回路的电路,请用基尔霍夫电压定律列出回路电压方程
〖例5〗如图不闭合回路,求A、B两点间电压U.
3、推广:
基尔霍夫电压定律也适用于任意假想的闭合回路
练习4:
如图不闭合回路,求A、B两点间电压UAB.
进入多媒体课件,以下图为例讲解
1、讲解支路概念。
(板书)
举例:
如图中由R1和E1构成一条支路。
(动画)
边讲边练1:
说出该电路还有哪几条支路?
师:
图中共有3条支路,除了刚才已经知道的那条,还有2条,它们分别如图。
(播放动画,总结学生回答,明确答案。
)
2、讲解节点概念。
(板书)
边讲边练2:
指出图中节点。
师:
我们看图中3条不同颜色支路汇聚的点,就应该是节点,分别如图A和B。
(播放动画,总结学生回答,明确答案。
)
3、讲解回路概念。
(板书)
边讲边练3:
找出图中共有几个回路。
师:
如图共有6个回路。
(播放动画,总结学生回答,明确答案。
)
教师用课件出示练习1
教师巡视学生练习情况并加以指导。
点评学生答案
总结:
(1)5条支路(播放动画,明确答案)
gf到底是不是支路?
明确:
不是,因为gf上没有元件,不符合支路的概念。
(2)3个,分别是b、c和g(f)。
(3)6个,分别是abgha、bcfgb、cdefc、acfha、bdegb和adeha。
(播放动画,明确答案)
演示:
教师演示基尔霍夫电流定律实验
师:
请学生分组观察各电流表示数并记录
1请学生读出各电流表示数
总结:
I1=1AI2=2A,I3=3A
②各电流表示数之间有什么关系
总结:
I1+I2=I3
③请学生分析,对于节点a,各个电流是流入还是流出的。
总结:
I1和I2为流入节点的电流,I3为流出节点的电流
④请同学们总结一下实验得出的规律
总结(播放课件):
流入节点电流之和等于流出节点电流之和
教师总结得出基尔霍夫电流定律(板书)
说明:
基尔霍夫电流定律与电路元件性质无关。
教师用课件出示例题1
师:
①请同学们数一数有几条支路?
总结:
5条
②哪些支路上的电流是流入节点,哪些是流出节点的?
总结:
I1和I3是流入节点电流,I2、I4和I5是流出节点电流。
③请同学们根据基尔霍夫第一定律列出节点方程
点评学生答案
总结:
I1+I3=I2+I4+I5
(播放课件)
教师将上述例题答案移项得出:
I1+I3-I2-I4-I5=0
将形式一移项得:
∑I入+(-∑I出)=0
总结:
上式表明若规定流入节点的电流以为“+I”,流出节点的电流为“-I”,则节点电流定律又可叙述为:
在任一瞬间通过电路中任一节点,流入(或流出)该节点电流的代数和恒等于零。
即可得基尔霍夫电流定律的第二种形式(板书)
教师用课件出示练习2
教师巡视学生练习情况并加以指导。
点评学生答案
总结(播放课件,明确答案):
图中共有两个节点,分别对这两个节点用基尔霍夫电流定律列方程:
①I1=3A+10A+5A=18A
②I2+5A=10A+2AI2=7A
或①I1-3A-5A-10A=0I1=18A
②I2+5A-2A-10A=0I2=7A
教师用课件出示例题2
师:
①请同学们分别用基尔霍夫定律对A、B、C三个节点列方程
总结:
(播放课件)
IA=IAB–ICA
IB=IBC–IAB
IC=ICA–IBC
②请同学们把上面三式相加
总结:
(播放课件)
IA+IB+IC=0
即∑I=0
由此得出基尔霍夫电流定律的推广(板书):
基尔霍夫电流定律也可应用于任意假定的封闭面。
流入封闭面的电流之和等于流出封闭面的电流之和。
教师用课件出示例题3
师:
(1)设未知电流参考方向,如图(播放动画)
(2)对节点a应用基尔霍夫电流定律,列方程(播放课件):
I1=I2+I3①
I2=I1-I3=(25-16)mA=9mA
同样,分别在节点b和c应用基尔霍夫电流定律,列方程:
I4=I3+I6②
I2=I5+I6③
得I6=I4-I3=(12-16)mA=-4mA
I5=I2-I6=[9-(-4)]mA=13mA
I6值是负的,表示I6的实际方向与标定的参考方向相反
教师请学生讨论
总结:
(播放课件)
用基尔霍夫电流定律解题步骤
步骤一:
设电流参考方向
步骤二:
根据节点数用基尔霍夫电流定律列独立的方程[n个节点,只能列(n-1)个独立方程]
步骤三:
联立方程求解
师:
请学生把用基尔霍夫电流定律解题步骤记在课堂笔记上
讲解(播放课件):
基尔霍夫电压定律的作用
教师以下图分析
师:
如图所示,abcdea是复杂电路若干回路中的一个回路,若各支路都有电流,当沿a-b-c-d-e-a绕行一周回到a点时,a点电位不变。
总结得出基尔霍夫电压定律(板书)
强调(播放课件):
(1)在绕行过程中从元器件的正极到负极,电压取正,反之为负。
(2)绕行方向可选择,但已经选定后不能中途改变。
师:
请同学们把注意点记在课堂笔记本上
说明:
基尔霍夫电压定律与电路元件性质无关。
教师用课件出示例题4
讲解(播放动画,帮助学生理解):
(a)任意选定未知电流的参考方向;
(b)任意选定回路的绕行方向;
(c)确定各元器件正负极(如图所示);
(d)确定各元器件两端电压正负(在绕行过程中从元器件的正极到负极,电压取正,反之为负)。
(f)用基尔霍夫电压定律列回路电压方程
Uab+Ubc+Ucd+Ude+Uea=0
I1R1+E1+(-I2R2)+(-E2)+I3R3=0
将上式移项可得:
I1R1+(-I2R2)+I3R3=(-E1)+E2
总结:
该回路各段电阻上电压降低代数和等于各电源电动势的代数和。
即可得基尔霍夫电压定律的第二种形式(板书)
强调(播放课件):
电压的正负规定仍和前面相同,而电动势的正负号则恰好相反,也就是当绕行方向与电动势方向(由负极指向正极)一致时,该电动势为正,反之为负。
师:
请同学们把注意点记在课堂笔记本上。
教师用课件出示练习3
师:
请同学们在练习的时候注意归纳总结解题步骤。
点评学生答案
总结(播放动画,帮助学生理解):
用基尔霍夫电压定律解题步骤:
步骤一:
任意选定未知电流的参考方向
步骤二:
任意选定回路的绕行方向
步骤三:
确定各元器件正负极
步骤四:
确定各元器件两端电压正负
步骤五:
用基尔霍夫电压定律列回路电压方程
由∑U=0得:
Uad+Udc+Ucd+Uba=0
根据电压与电流的参考方向可得:
E1-I1R1+I2R2-E2=0
或由∑IR=∑E得:
-I1R1+I2R2=-E1+E2
师:
请同学们把用基尔霍夫电压定律解题步骤记在课堂笔记本上
教师用课件出示例题5
讲解(播放动画,帮助理解):
①我们假象A和B之间有电路将此回路构成闭合回路。
且AB两点间的电压为U。
②假如绕行方向为顺时针,请同学们利用基尔霍夫电压定律列方程。
点评学生答案
总结:
IR-E+U=0
U=E-IR
由此例题可知,基尔霍夫电压定律也适用于任意假想的闭合回路(板书)
教师用课件出示练习4
点评学生答案
总结(播放动画,帮助学生理解):
①设A点电位高B点电位低
②设按顺时针绕行
③列方程
-UA+UAB+UB=0UAB=UA-UB
观看教师展示课件
观看动画
思考
1-2个学生回答问题
观看动画,明确答案
思考
1-2个学生回答问题
观看动画,明确答案
思考
1-2个学生回答问题
观看动画,明确答案
思考并练习
1-2个学生上黑板板演
观看动画明确答案
观看动画明确答案
观察实验中电流表示数
分组讨论
①读出各电流表示数
每组给出答案
②分组讨论
每组给出答案
③分析
每组给出答案
④总结
①1-2个学生回答
②观察
1-2个学生回答
③1-2个学生上黑板板演
观看课件,明确答案
思考并练习
1-2个学生上黑板板演
观看课件,明确答案
①列方程
1-2个学生上黑板板演
②1个学生板演
观看课件,明确答案
观看动画
观看课件
讨论解题步骤
观看课件,明确答案
把用基尔霍夫电流定律解题步骤记在课堂笔记本上
观看课件
把注意点记在课堂笔记本上
观看课件
把注意点记在课堂笔记本上
练习
1-2个学生上黑板板演
观看动画,明确答案
把用基尔霍夫电压定律解题步骤记在课堂笔记本上
观看动画
1-2学生回答
练习
1-2个学生上黑板板演
观看动画,明确答案
放幻灯片2
放幻灯片3
演示实验
放幻灯片4
放幻灯片4
放幻灯片5
放幻灯片5
放幻灯片6
放幻灯片7
放幻灯片8
放幻灯片9
放幻灯片10
放幻灯片11
放幻灯片12
放幻灯片13
总结
1、理解支路、节点和回路的概念
2、掌握基尔霍夫定律的内容及数学表达式
3、理解基尔霍夫定律的推广应用
4、掌握利用基尔霍夫定律列方程时,电流参考正方向的理解及电阻电压、电源电动势正负的确定
5、利用基尔霍夫定律解题的步骤
师:
(1)支路、节点和回路的概念是什么?
(2)基尔霍夫定律两定律的内容是什么?
数学表达式如何?
(3)基尔霍夫定律的两个推广内容是什么?
(4)在用基尔霍夫定律列方程时,如何确定电流、电压和电动势的正负?
(5)请同学们说说用基尔霍夫定律的两个定律解题的步骤如何?
总结
学生回答
放幻灯片14
作业
课本P51-532
(1)
(2)(3)(4)(5)3
(1)(3)(4)
板书设计
3.1基尔霍夫定律
1、支路:
由一个或几个元件首尾相接组成的无分支路
一、基本概念2、节点:
三条或三条以上支路的连接点
3、回路:
电路中任何一个闭合路径
1、形式一:
∑I入=∑出
二、基尔霍夫电流定律2、形式二:
∑I=0(流入为正,流出为负)
(与电路元件性质无关)3、推广:
适用于任何假想封闭面
1、形式一:
∑U=0(①绕行方向从元件的正极到负极,电压为正,反之为负②绕行方向确定,中途不得改变。
)
三、基尔霍夫电压定律2、形式二:
∑IR=∑E(电压方向同上,当
(与电路元件性质无关)绕行方向与电动势方向(由负极指向正极)一致时,该电动势为正,反之为负。
)
3、推广:
适用于任何假想闭合回路
教后记
1、由于本教案在教学过程中,利用实验的方式导入新课,使本来抽象的知识变得直观、简单和形象,对这部分知识难点的突破起到了很好的帮助作用。
2、把实验引入理论课中,虽然丰富了理论课的内容,使理论知识更直观形象,但一定程度上使得教学进度减慢。
3、关于应用基尔霍夫两定律解题,对于学生来说步骤多,容易乱,所以给出解题步骤,让学生有章可循,不会出现不知从何下手的局面。
即使如此,在练习的时候,一定要鼓励学生独立参与,耐心细心的解决问题,帮助学生成功的独立完成一件看上去比较复杂的题目,一方面熟练解题方法,另一方面使学生有成功的体验。
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