第三章  直流电路

 

【课题名称】 3.1  闭合电路欧姆定律

【课时安排】

      1课时（45分钟）

【教学目标】

      1．掌握闭合电路欧姆定律。

      2．理解电源的外特性。

【教学重点】

      重点：闭合电路欧姆定律

【教学难点】

      难点：电源的外特性

【关键点】

      电源电动势与端电压之间的关系

【教学方法】

      直观演示法、讲授法、谈话法、理论联系实际法、多媒体演示法

【教具资源】

      多媒体课件、小灯泡、电池、开关、导线若干、面包板

【教学过程】

    一、导入新课

教师可创设如下的情景：在面包板上搭接一个最简单电路，如图3.1。先用两节新电池给小灯泡供电，小灯泡亮。再用两节旧电池给小灯泡供电，小灯泡不亮。然后用万用表测新旧电池两端电压，我们发现旧电池两端电压还有1.4V左右呢，可为什么就不亮了呢？教师也可用多媒体或动画展示以上的情景。然后从情景中引出闭合电路欧姆定律。

图3.1 简单电路

 

 

 

 

 

 

二、讲授新课

教学环节1： 闭合电路欧姆定律

教师活动：教师可根据多媒体课件展示的闭合电路，写出闭合电路欧姆定律的公式并作必要的说明。

学生活动：学生可一边观察教师展示的闭合电路，一边在教师的指导下学习并理解闭合电路欧姆定律。

知识点：

闭合电路由两部分组成：一部分是电源外部的电路，叫做外电路；另一部分是电源内部的电路，叫做内电路。外电路的电阻叫外电阻，内电路也有电阻，通常叫做电源的内电阻，简称内阻。闭合电路欧姆定律：闭合电路中的电流I，与电源电动势E成正比，与电路的总电阻R+r（内电路电阻与外电路电阻之和）成反比，这就是闭合电路欧姆定律。用公式表示为：I＝。电源的电动势等于内、外电路电压降之和。

教学环节2： 电源与外特性

教师活动：教师可利用动画或EDA技术演示电源端电压随负载电阻变化的规律，并作说明与解释，同时强调外电路开路和短路两种特殊情况。

学生活动：学生可在教师的引导下，理解电源端电压随负载电阻变化的规律，学习并知道外电路开路和短路两种特殊情况。

知识点：

电源端电压U随外电路上负载电阻R的变化规律：

R↑→I＝↓→ U0＝Ir↓→U＝E－Ir↑  特例：开路时（R＝￥），I＝0，U＝E

R↓→I＝↑→ U0＝Ir↑→U＝E－Ir↓  特例：短路时（R＝0），I＝，U＝0

电源端电压随负载电流变化的规律叫做电源的外特性，绘成的曲线称为外特性曲线。

知识拓展：请问为什么家中的电灯到了晚上会比白天暗一些呢？

三、课堂小结

教师与学生一起回顾本节课的学习内容，引导学生总结如下：

1．闭合电路欧姆定律。

2．电源与外特性

四、课堂练习

    教材中的思考与练习题

五、课后作业

“学习辅导与练习”同步训练中的3.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【课题名称】 3.2  负载获得最大功率的条件

【课时安排】

      1课时（45分钟）

【教学目标】

      1．知道负载获得最大功率的条件。

      2．学会计算负载获得的最大功率。

【教学重点】

      重点：负载获得最大功率的条件及最大功率的计算

【教学难点】

      难点：负载获得最大功率的条件分析

【关键点】

      对某一负载来说什么是真正的内阻

【教学方法】

      直观演示法、讲授法、谈话法、理论联系实际法、多媒体演示法

【教具资源】

      多媒体课件、小灯泡、电池、开关、导线若干、面包板

【教学过程】

    一、导入新课

教师可从闭合电路欧姆定律出发推导电路中的功率平衡关系，即电源产生的功率等于负载获得的功率与电源内部消耗的功率之和。然后再通过多媒体技术展示一组功率平衡关系的数据，从中引导学生分析什么情况下负载能从电源中获得最大功率。展示的实验数据如表3－2－1所示。

二、讲授新课

教学环节1： 负载获得最大功率条件

教师活动：教师可与学生共同分析实验数据，并引导学生分析①电源产生的功率与负载获得的功率及电源内部消耗之间的关系。②负载在什么情况下获得的功率最大。

学生活动：学生可在教师的引导下，分析①电源产生的功率与负载获得的功率及电源内部消耗之间的关系。②负载在什么情况下获得的功率最大。

知识点：

负载获得最大功率条件：当电源给定而负载可变时，负载电阻R和电源内阻r相等时，负载能够从电源中获得最大功率。获得的最大功率：Pmax＝。

注意：当负载获得最大功率时，由于R＝r，所以负载上和内阻上消耗的功率相等，这时电源的效率不高，只有50%。在电子技术中，有些电路主要考虑负载获得最大功率，效率高低是次要问题，因而电路总是工作在R＝r附近，这种工作状态一般称为“阻抗匹配状态”。而在电力系统中，希望尽可能减少内部损失，提高供电效率，故要求R》r。

教学环节2： 典型例题

教师活动：教师可例举典型例题，并分析题中的关键点加以说明。

学生活动：学生可在教师的引导下练习。

三、课堂小结

教师与学生一起回顾本节课的学习内容，引导学生总结如下：

1．电路中的功率平衡关系。

2．负载获得最大功率的条件及最大功率计算。

四、课堂练习

    教材中的思考与练习题

五、课后作业

“学习辅导与练习”同步训练中的3.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【课题名称】 3.3  电阻串联电路

【课时安排】

      1课时（45分钟）

【教学目标】

      1．掌握电阻串联电路的特点。

      2．学会用电阻串联电路的特点分析实际电路。

      3．了解电阻串联电路的应用。

【教学重点】

      重点：电阻串联电路的特点

【教学难点】

      难点：用电阻串联电路的特点分析实际电路

【关键点】

      电阻串联电路特点的分析与应用

【教学方法】

      案例分析法、讲授法、谈话法、理论联系实际法、多媒体演示法

【教具资源】

     多媒体课件

【教学过程】

    一、导入新课

教师可创设一个问题情景：小明在做电路实验时，遇到了如下问题：想让一个额定值为“3V、0.1A”的小灯泡正常工作，可手头只有12V的电源，如果把小灯泡直接接到12V的电源中，小灯泡肯定会被烧坏，这可怎么办呢？你能帮小明解决这个问题吗？然后引导学生分析解决问题的方法，从中引出电阻串联电路。

二、讲授新课

教学环节1： 电阻串联电路的特点

教师活动：教师可通过多媒体展示基本的电阻串联电路，引导学生回忆初中已学习的电阻串联电路的电流、电压和电阻的基本特点，然后再引导学生从基本特点中推导电压分配公式，特别是当只有两个电阻串联时的分压公式。

学生活动：学生可在教师的引导下，自行回忆电阻串联电路中电流、电压和电阻的基本公式，然后通过自主与讨论相结合的方式学习串联电路中的分压公式。

知识点：

串联电路：把电阻一个接一个依次连接起来，就组成串联电路。串联电路的特点：①串联电路中电流处处相等。②串联电路两端的总电压等于各部分两端的电压之和。③电路的总电阻（也叫等效电阻）等于各串联电阻之和。④串联电路中各电阻两端的电压与各电阻的阻值成正比。当只有两个电阻R1、R 2串联时，可得R1、R 2两端的分电压U1、U 2与总电压U之间的关系分别为：，

教学环节2： 典型例题分析

教师活动：教师可展示典型例题并作要点分析。题目的选择尽可能联系生产生活实际。同时引导学生推导出功率分配关系。

学生活动：学生可在教师的引导下自行分析解答相关题目，并推导功率分配关系。

知识点：功率分配：串联电路中各电阻消耗的功率与各电阻的阻值成正比。即＝ 教学环节3： 串联电路的应用

教师活动：教师可引导学生分析总结串联电路在生产生活中的应用实例。

学生活动：学生可在教师的引导下分析总结串联电路在生产生活中的应用实例。

三、课堂小结

教师与学生一起回顾本节课的学习内容，引导学生总结如下：

1．电阻串联电路。

2．电阻串联电路的基本特点。特点是分压公式和功率分配关系。

3．电阻串联电路的主要应用。

四、课堂练习

    教材中的思考与练习题

五、课后作业

“学习辅导与练习”同步训练中的3.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【课题名称】 3.4  电阻并联电路

【课时安排】

      1课时（45分钟）

【教学目标】

      1．掌握电阻并联电路的特点。

      2．学会用电阻并联电路的特点分析实际电路。

      3．了解电阻并联电路的应用。

【教学重点】

      重点：电阻并联电路的特点

【教学难点】

      难点：用电阻并联电路的特点分析实际电路

【关键点】

      电阻并联电路特点的分析与应用

【教学方法】

      案例分析法、讲授法、谈话法、理论联系实际法、多媒体演示法

【教具资源】

      多媒体课件

【教学过程】

    一、导入新课

教师可创设一个问题情景：小明在维修电子设备时，遇到了如下问题：急需一个5W的电阻，而手头只有10W、20W等的较大电阻，你能帮小明解决这个问题吗？其实我们只需把2个10W的电阻或者4个20W的电阻并接，就能得到5W的电阻。那么电阻并接后接在电路中会具有哪些特性呢？然后引导学生分析解决问题的方法，从中引出电阻并联电路。

二、讲授新课

教学环节1： 电阻并联电路的特点

教师活动：教师可通过多媒体展示基本的电阻并联电路，引导学生回忆初中已学习的电阻并联电路的电流、电压和电阻的基本特点。然后教师在引导学生从基本特点中推导电流分配公式，特别是当只有两个电阻并联时的分流公式。

学生活动：学生可在教师的引导下，自行回忆电阻并联电路中电流、电压和电阻的基本公式。然后通过自主与讨论相结合的方式学习并联电路中的分流公式。

知识点：

并联电路：把几个电阻并列地连接起来，就组成并联电路。并联电路的特点：①并联电路中各电阻两端电压相等，且等于电路两端的总电压。②并联电路的总电流等于通过各电阻的分电流之和。③并联电路的总电阻（等效电阻）等于各电阻倒数之和。④并联电路中通过各个电阻的电流与它的阻值成反比。当只有两个电阻R1、R 2并联时，可得通过R1、R 2的分电流I1、I 2与总电压I之间的关系分别为：，

教学环节2： 典型例题分析

教师活动：教师可展示典型例题并作要点分析。题目的选择尽可能联系生产生活实际。同时引导学生推导出功率分配关系。

学生活动：学生可在教师的引导下自行分析解答相关题目，并推导功率分配关系。

知识点：

功率分配：并联电路中各电阻消耗的功率与各电阻的阻值成反比。即＝

教学环节3： 并联电路的应用

教师活动：教师可引导学生分析总结并联电路在生产生活中的应用实例。

学生活动：学生可在教师的引导下分析总结并联电路在生产生活中的应用实例。

三、课堂小结

教师与学生一起回顾本节课的学习内容，引导学生总结如下：

1．电阻并联电路。

2．电阻并联电路的基本特点。特点是分流公式和功率分配关系。

3．电阻并联电路的主要应用。

四、课堂练习

    教材中思考与练习第1、2题

五、课后作业

“学习辅导与练习”同步训练中的3.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【课题名称】 3.5  电阻混联电路

【课时安排】

      1课时（45分钟）

【教学目标】

      1．掌握混联电路的一般分析方法。

      2．学会混联电路的等效变换，会求混联电路的等效电阻。

【教学重点】

      重点：混联电路的等效变换与分析

【教学难点】

      难点：混联电路的等效变换

【关键点】

      混联电路的等效变换

【教学方法】

      比较分析法、讲授法、谈话法、多媒体演示法

【教具资源】

      多媒体课件

【教学过程】

    一、导入新课

教师可在黑板或用多媒体展示两个不同的混联电路，如图3.2所示。从而引导学生学习混联电路的相关知识。

图3.2 混联电路

 

 

 

 

 

 

 

 

二、讲授新课

教学环节1：混联电路的一般分析方法

教师活动：教师可通过分析典型例题，师生共同总结混联电路的一般分析方法。

学生活动：学生可在教师的引导下，通过一定的例题总结混联电路的一般分析方法。

知识点：

混联电路的一般分析方法：①求混联电路的等效电阻。②求混联电路的总电流。③求各部分电压、电流和功率。

教学环节2：混联电路的等效变换与等效电阻的求法

教师活动：教师可展示一些不易一下子看清各电阻之间的连接关系的混联电路，从中引出混联电路需要等效变换的概念。同时介绍等电位法及其等电位法的操作步骤。

学生活动：学生可在教师的引导下明白有些混联电路是需要经过一定的等效变换后才能进行分析。并学习等电位法的操作步骤。

知识点：

等电位法的一般分析步骤：①确定等电位点，标出相应的符号。② 画出串、并联关系清晰的等效电路图。③求解等效电阻。

教学环节3： 典型例题分析

教师活动：教师可通过多媒体课件展示电路等效变换的过程，让学生有一个感性认识。

学生活动：学生可在教师的引导下，通过对电路等效变换过程的观察，理解等电位法的方法，并学会用等电位法对混联电路进行简化。

三、课堂小结

教师与学生一起回顾本节课的学习内容，引导学生总结如下：

1．混联电路。

2．混联电路的一般分析方法。

3．混联电路的等效变换和等效电阻的求法。

四、课堂练习

    教材中思考与练习第1、2题

五、课后作业

1．“学习辅导与练习”同步训练中的3.5

2．阅读教材中的“常用导电材料与绝缘材料”相关内容，并回答导电材料与绝缘材料的分类与各自的特点。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【课题名称】实训项目四  导线的剥削、连接与绝缘的恢复

【课时安排】

      2课时（90分钟）

【教学目标】

1．掌握钢丝钳、斜口钳、剥线钳、电工刀等常用电工工具的使用方法。

2．学会导线的剥削、连接与绝缘恢复的操作。

3．能识别常用塑料硬线、软线、护套线及七股铜芯导线。

【教学重点】

导线的剥削、连接与绝缘恢复的操作

【教学难点】

      难点：七股铜芯导线的连接

【关键点】

      常用电工工具的正确使用

【教学方法】

      实践操作法、做中学、多媒体展示法、演示法

【教具资源】

     钢丝钳、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、电工刀、塑铜硬线、塑铜软线、护套线、黑胶布、黄腊带、相关视频材料、多媒体课件

【教学过程】

任务一  识别电工工具与材料

教师活动：教师可结合多媒体展示电工工具与材料相关实物，并说明各电工工具的主要用途和各种材料的规格与用途。

学生活动：学生可仔细观察展示的各种电工工具与相关材料，学习并了解各电工工具的主要用途和各种材料的规格与用途。

知识点：

电工工具：钢丝钳、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、电工刀等。相关材料有：塑铜硬线、塑铜软线、护套线、黑胶布、黄腊带等

任务二  导线的剥削练习

教师活动：教师可通过播放相关视频或现场操作，介绍塑料硬线、塑料软线及护套线的剥削方法与操作步骤。

学生活动：学生可通过仔细观察，学习塑料硬线、塑料软线及护套线的剥削方法与操作步骤。

知识点：

①塑料硬线的剥削：除去塑料硬线的绝缘层可以用剥线钳、钢丝钳和电工刀。线芯截面积为4mm2以下的塑料硬线，可用钢丝钳进行剥离。具体方法：根据所需线头长度，用钢丝钳刀口轻轻切破绝缘层表皮，但不可切入线芯，然后左手把紧导线，右手握紧钢丝钳头部，用力向外勒去塑料绝缘层，在勒去绝缘层时，不可在刀口处加剪切力以免伤及线芯。有条件时，可使用剥线钳。线芯截面积大于4mm2的塑料硬线绝缘层，一般用电工刀进行剥削。具体方法：根据所需线头长度，电工刀刀口以45°角切入塑料绝缘层，接着刀面与线芯保持15°角向外推进，将绝缘层削出一个缺口，然后将未削去的绝缘层向后扳翻，再用电工刀切齐。

②塑料软线的剥削：因塑料软线太软，其绝缘层只能用剥线钳或钢丝钳进行剥削，不能用电工刀。使用剥线钳的方法：先将线头放在大于线芯的切口上，用手将钳柄一握，导线的绝缘层即可自动剥离、弹出。

③护套线的剥削：

护套线绝缘层分为外层公共护套层和内部每根芯线的绝缘层。公共护套层一般用电工刀剥削，按所需长度用刀尖在线芯缝隙间划开护套层，并将护套层向后扳翻，用刀口齐根切去。切去护套层后，露出的每根芯线绝缘层剥离方法同塑料硬线。

任务三  导线的连接与绝缘的恢复

教师活动：教师可通过播放相关视频或现场操作，介绍方法与操作步骤。

学生活动：学生可通过仔细观察，学习导线的连接与绝缘的恢复方法与操作步骤。

知识点：

①单股铜芯导线的直接连接与T型连接。直接连接的具体方法是：将除去绝缘层和氧化层的两线头呈X型相交，并互相绞绕2～3圈，然后扳直两线端，并在对边芯线上缠绕到线芯直径的6～8倍长，最后将多余的线端剪去，并钳平切口毛刺。T型连接的具体方法是：将分支芯线的线头与干线芯线十字相交，使支路芯线根部留出约3～5mm，然后按顺时针方向缠绕支路芯线，缠绕6～8圈后，用钢丝钳切去余下的芯线，并钳平芯线末端。

②七股铜芯导线的直接连接。直接连接的具体方法是：先把剖去绝缘层的芯线散开并拉直，把靠近根部的1/3线段的芯线绞紧，然后把余下的2/3线芯头，分散伞形，并把每根芯线拉直；然后，把两个伞形芯线头隔根对叉，并拉直两端芯线；第三步，把一端7股芯线按2、2、3根分成三组，接着把第一组2根芯线扳起，垂直于芯线并按顺时针方向缠绕；第四步，缠绕2圈后，余下的芯线向右扳直，再把下边第二组的2根芯线向上扳直，也按顺时针方向紧紧压着前2根扳直的芯线缠绕；第五步，缠绕2圈后，也将余下的芯线向右扳直，再把下边第三组的3根芯线向上扳直，也按顺时针方向紧紧压着前4根扳直的芯线缠绕；第六步，缠绕3圈后，切去每组多余的芯线，钳平线端，用同样的方法再缠绕另一端芯线。

③绝缘的恢复。绝缘带的具体包扎方法：将黄蜡带从导线左边完整的绝缘层上开始包扎，包扎两根带宽（40mm ）后方可进入无绝缘层的芯线部分，黄蜡带与导线保持55°的倾斜角，后一圈叠压在前一圈1/2的宽度上，包扎1层黄蜡带后，将黑胶布接在黄蜡带的尾端，向相反方向斜叠包缠，仍倾斜55°，后一圈叠压在前一圈1/2处。

任务四  实训小结

教师活动：教师可引导学生总结导线的剥削、连接与绝缘恢复的方法与操作步骤、注意事项及收获与体会，检查任务完成情况、电工工具的使用情况、安全文明操作以及团队协作精神。

学生活动：学生可在教师的引导下自行总结导线的剥削、连接与绝缘恢复的方法与操作过程、注意事项及收获与体会，并根据要求进行自我评价。

【课题名称】 3.6  基尔霍夫定律

【课时安排】

      2课时（90分钟）

【教学目标】

      1．了解支路、节点、回路和网孔的概念。

      2．掌握基尔霍夫电流、电压定律。

      3．能应用基尔霍夫电流、电压定律列出两个网孔的电路方程。

【教学重点】

      重点：基尔霍夫电流、电压定律

【教学难点】

      难点：根据回路电压定律列方程时电压和电动势正负号确定

【关键点】

      理解节点电流定律和回路电压定律

【教学方法】

      比较教学法、讲授法、谈话法、多媒体演示法、实验探究法、类比法

【教具资源】

      多媒体课件、探究实验所需的电源、电阻、导线、电流表、电压表或万用表

【教学过程】

    一、导入新课

教师可在黑板或用多媒体展示一个简单电路和一个复杂电路，如图3.3所示。从而引出复杂电路的概念，并引导学生学习复杂电路的相关知识。

 

图3.3 简单与复杂电路比较

 

 

 

 

 

 

 

 

二、讲授新课

教学环节1：复杂电路的几个基本概念

教师活动：教师可根据某一个典型的具有两个网孔和三条支路的复杂电路进行讲解。

学生活动：学生可在教师的引导下，对照例子学习基本概念。

知识点：

复杂电路：不能用电阻的串、并联分析方法对其进行简化的电路叫复杂电路。求解复杂电路除了运用欧姆定律之外，还需要学习新的方法，即基尔霍夫定律。几个基本概念：①支路。由一个或几个元件首尾相接构成的无分支电路叫支路。在同一支路中，流过各元件的电流相等。②节点。三条或三条以上支路的汇交点叫节点。③回路。电路中任一闭合路径叫回路。④网孔。内部不包含支路的回路叫网孔。

教学环节2：基尔霍夫定律第一定律（节点电流定律）

教师活动：教师可通过EDA技术或实验探究的方法对两个网孔和三条支路的复杂电路进行节点电流定律的探究。探究的电路与实验数据可参考如图3.4所示。

图3.4基尔霍夫第一定律探究实验电路及相关数据

学生活动：学生可在教师的引导下共同分析实验数据，从中探究出基尔霍夫定律第一定律（节点电流定律）。并进行相应的练习。

 

知识点：

基尔霍夫定律第一定律：也称节点电流定律，其内容为：电路中任意一个节点上，在任一时刻，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。用公式表示为：∑＝∑。也叫节点电流方程，即KCL方程。

基尔霍夫定律第一定律的推广：基尔霍夫第一定律不仅适用于节点，也可推广应用于任一假想的封闭面S，S称为广义节点。

注意：①只能对流过同一节点（广义节点）的各支路电流列节点电流方程。 ②列节点电流方程时，首先假定未知电流的参考方向，计算结果为正值，说明该支路电流实际方向与参考方向相同；计算结果为负值，说明该支路电流实际方向与参考方向相反。

教学环节3：基尔霍夫定律第二定律（回路电压定律）

教师活动：教师可通过EDA技术或实验探究的方法对两个网孔和三条支路的复杂电路进行回路电压定律的探究。探究的电路与实验数据可参考如图3.4所示。

学生活动：学生可在教师的引导下共同分析实验数据，从中探究出基尔霍夫定律第二定律（回路电压定律）。并进行相应的练习。

知识点：

基尔霍夫定律第二定律：也称回路电压定律，其内容为：对电路中的任一闭合回路，沿回路绕行方向上各段电压的代数和等于零。用公式表示为：∑U＝0，也叫回路电压方程，即KVL方程。运用公式∑U＝0列方程的一般步骤为：①任意选定各支路未知电流的参考方向。②任意选定回路的绕行方向（顺时针或逆时针），以公式中少出现负号为宜。③确定电阻压降的符号。当选定的绕行方向与电流参考方向一致时（电阻电压的参考方向从“﹢”极性到“－”极性），电阻压降取正值，反之取负值。④确定电源电动势符号。当选定的绕行方向从电源的“﹢”极性到“－”极性，电动势取正值，反之取负值。

基尔霍夫定律第二定律的推广：基尔霍夫第二定律不仅适用于闭合回路，也可推广应用于不闭合的假想回路。

注意：在运用基尔霍夫回路电压定律所列的方程中，电压和电动势都是指代数和，因此必须注意其正、负号的确定。

教学环节4：基尔霍夫定律的应用

教师活动：教师可例举三条支路、两个节点、两个网孔的复杂电路，然后引导学生共同可以根据节点电流定律和回路电压定律列出三个独立的方程。

学生活动：学生可在教师的引导下根据节点电流定律和回路电压定律列出具有三条支路、两个节点、两个网孔的复杂电路的独立方程。并总结列方程的操作步骤。

知识点：

根据节点电流定律和回路电压定律列方程的一般步骤为：①任意假设各支路电流的参考方向和回路的绕行方向。②用基尔霍夫定律列出节点电流方程。③用基尔霍夫定律列出回路电压方程，一般选网孔来列方程。

三、课堂小结

教师与学生一起回顾本节课的学习内容，引导学生总结如下：

1．复杂电路及其基本概念。

2．基尔霍夫定律第一定律（节点电流定律）。

3．基尔霍夫定律第二定律（回路电压定律）。

4．基尔霍夫定律的应用（三条支路、两个节点、两个网孔的复杂电路）

四、课堂练习

    教材中思考与练习第1、2题

五、课后作业

1．“学习辅导与练习”同步训练中的3.6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【课题名称】 3.7  电源的模型

【课时安排】

      1课时（45分钟）

【教学目标】

      1．了解电压源与电流源的概念。

      2．知道实际电源的电路模型。

      3．学会实际电压源与电流源之间的等效变换。

【教学重点】

      重点：电压源与电流源之间的等效变换

【教学难点】

      难点：电压源与电流源等效变换时恒压源与恒流源方向的确定

【关键点】

      理解电压源与电流源的实际模型

【教学方法】

      比较教学法、讲授法、谈话法、多媒体演示法

【教具资源】

      多媒体课件

【教学过程】

    一、导入新课

教师可通过实例或用多媒体展示电压源与电流源的框图，如图3.5所示。从框图中展开电压源与电流源相关知识的学习。

 

图3.5 电压源与电流源比较

 

 

 

 

 

 

 

 

二、讲授新课

教学环节1：电压源

教师活动：教师可通过一定的例子讲解什么是电压源以及实际与理想电压源模型。

学生活动：学生可在教师的引导下学习电压源以及实际与理想电压源模型。

知识点：

电压源：能为电路提供一定电压的电源叫电压源。实际的电压源可以用一个恒定的电动势E和内阻r 串联起来的模型表示。它的输出电压的大小为： U＝E－Ir。

若电源内阻r ＝0，输出电压U＝E，与输出电流I无关，电源始终输出恒定的电压E。把内阻r ＝0的电压源叫做理想电压源或恒压源。

教学环节2：电流源

教师活动：教师可通过一定的例子讲解什么是电流源以及实际与理想电流源模型。

学生活动：学生可在教师的引导下学习电流源以及实际与理想电流源模型。

知识点：

电流源：能为电路提供一定电流的电源叫电流源。实际的电流源可以用一个恒定的电流IS和内阻r 并联起来的模型表示。它的输出电流I总是小于恒定电流IS。电流源的输出电流大小为：I＝IS－I0。

若电源内阻r ＝￥，输出电流I＝IS，电源始终输出恒定的电流IS。把内阻r ＝￥的电流源叫做理想电流源或恒流源。

教学环节3：电压源与电流源等效变换

教师活动：教师可通过具体实例分析电压源与电流源等效变换的方法与过程。

学生活动：学生可在教师的引导下学习电压源与电流源等效变换的方法与过程。

知识点：

电压源与电流源等效变换关系式为： IS＝，E＝rIS。应用式IS＝可将电压源等效变换成电流源，内阻r阻值不变，要注意将其改为并联；应用式E＝rIS可将电流源等效变换成电压源，内阻r阻值不变，将其改为串联，如图3.6所示。理想电压源与电流源之间不能进行等效变换。

图3.6  电压源与电流源的等效变换

 

 

 

 

 

 

注意：电压源与电流源等效变换后，电流源的方向必须与电压源的极性保持一致，即电流源中恒定电流的方向总是从电压源中恒定电动势的负极指负正极。

三、课堂小结

1．电压源与电流源的基本概念。

2．电压源与电流源的等效变换。

四、课堂练习

“学习辅导与练习”同步训练3.7中的部分内容

五、课后作业

“学习辅导与练习”同步训练3.7中的部分内容

【课题名称】 3.8  戴维宁定理

【课时安排】

      1课时（45分钟）

【教学目标】

      1．了解戴维宁定理及其在电气工程技术中进行外部端口等效与替换的方法。

      2．理解输入电阻与输出电阻的概念。

【教学重点】

      重点：戴维宁定理及其在电气工程技术中进行外部端口等效与替换的方法

【教学难点】

      难点：输入电阻与输出电阻的概念

【关键点】

      理解用戴维宁定理对外部端口等效与替换的方法

【教学方法】

      实例教学法、比较教学法、讲授法、谈话法、多媒体演示法

【教具资源】

      多媒体课件

【教学过程】

    一、导入新课

教师可通过生活实例，如一台录音机，我们可以采用稳压电源电路供电，也可以用几节电池来供电。而相对于干电池来说，稳压电源电路比较复杂，但不管是用简单的电池供电，还是复杂的稳压电源电路供电，其使用效果是一样的。那么对于外电路（负载）来说，复杂的稳压电源电路是否可以等效成一个简单的电池电源呢？从中引出戴维宁定理的学习。

二、讲授新课

教学环节1：二端网络

教师活动：教师可通过黑板或多媒体展示一个无源二端网络和一个有源二端网络，并进行讲解。

学生活动：学生可在教师的引导下学习观察所展示的相关电路网络，学习无源二端网络和有源二端网络。

知识点：

二端网络：电路也称为电网络或网络。任何一个具有两个端口与外电路相连的网络，不管其内部结构如何，都称为二端网络。按网络内部是否含有电源，二端网络又可分为有源二端网络和无源二端网络。输入电阻：当一个网络是由若干电阻组成的无源二端网络时，我们可以将它等效成一个电阻，即二端网络的等效电阻，在电子技术中通常叫输入电阻。开路电压：一个有源二端网络两端口之间开路时的电压称为该网络的开路电压。

教学环节2：戴维宁定理

教师活动：教师可结合多媒体动画讲解戴维宁定理的具体内容，并通过一定的例子加以说明，然后师生共同总结运用戴维宁定理对外部端口等效与替换的方法和操作步骤。

学生活动：学生可在教师的引导下学习运用戴维宁定理对外部端口等效与替换的方法和操作步骤，并进行一定的练习。

知识点：

戴维宁定理：任何一个线性有源二端网络，对外电路而言，可以用一个理想电压源和内电阻相串联的电压源来代替。理想电压源的电动势E0等于有源二端网络两端点间的开路电压UAB，内电阻R0等于有源二端网络中所有电源不作用，仅保留内阻时，网络两端的等效电阻RAB，这就是戴维宁定理。

在电子技术中，如果有源二端网络作为电源使用，供电给负载，那么其等效电阻R0又叫该有源二端网络的输出电阻。

运用戴维宁定理对外部端口进行等效与替换的方法和操作步骤：①求等效电压源的电动势E0，即有源二端网络的开路电路UAB。②求等效电压源的内阻R0，即有源二端网络的等效电阻RAB。

注意：戴维宁定理中的“所有电源不作用”，是指把所有电压源作短路处理，所有电流源作开路处理，且均保留其内阻。

三、课堂小结

1．二端网络。

2．戴维宁定理的概念与运用。

四、课堂练习

    “学习辅导与练习”同步训练3.8中的部分内容

五、课后作业

“学习辅导与练习”同步训练3.8中的部分内容

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【课题名称】 3.9  叠加定理

【课时安排】

      1课时（45分钟）

【教学目标】

      1．了解叠加定理。

      2．知道分析电路时复杂信号可由简单信号叠加的方法。

【教学重点】

      重点：叠加定理的思路

【教学难点】

      难点：运用叠加定理分析时正负号的确定

【关键点】

      理解复杂信号可由简单信号叠加的方法

【教学方法】

      实例教学法、类比法、讲授法、谈话法、多媒体演示法

【教具资源】

      多媒体课件

【教学过程】

    一、导入新课

教师可通过生活实例，如两个人向同一方向同时推一辆车时，我们可以把车子受到的推力看成是两个人推力的叠加；一个房间同时点亮两盏灯，我们可以把房间的亮度看成是每盏灯点亮时亮度的叠加；十本书的厚度可以看成是分别用两个五本书厚度的叠加等等，这说明在日常生活中，有很多关于叠加的例子，我们可以用叠加的思路和方法来分析一些日常现象。那么，在电路中，当有多个电源同时作用时，我们是否也可用叠加的思路和方法来分析电路呢？从中引出叠加的学习。

二、讲授新课

教学环节1：叠加定理

教师活动：教师可通过黑板或多媒体展示叠加定理的具体内容，并加以讲解和说明。然后引导学生一起分析运用叠加定理解题的一般步骤。

学生活动：学生可在教师的引导下仔细理解叠加定理的具体内容以及分析运用叠加定理解题的一般步骤。从中理解叠加的思路。

知识点：

叠加定理：叠加定理是线性电路的一种重要分析方法。它的内容是：由线性电阻和多个电源组成的线性电路中，任何一个支路中的电流（或电压）等于各个电源单独作用时，在此支路中所产生的电流（或电压）的代数和。运用叠加定理解题的思路：是把一个复杂电路分解成几个简单电路来进行求解，然后将计算结果进行叠加，求得原来电路中的电流（或电压）。

运用叠加定理解题的一般步骤：①在原电路中标出各支路电流的参考方向。②分别求出各电源单独作用时各支路电流的大小和实际方向。③对各支路电流进行叠加，求出最后结果。

教学环节2：运用叠加定理解题

教师活动：教师可通过出示典型的有两个电源作用的简单或复杂电路，然后分析并运用叠加定理进行求解。

学生活动：学生可在教师的指导下，通过自主或合作学习。

注意：对各支路电流进行叠加时，要注意电流的正负号。当各电源单独作用时支路电流的实际方向与原电路中参考方向一致时，电流值取正，反之，电流值取负。

三、课堂小结

1．叠加定理具体内容。

2．运用叠加定理解题的一般步骤及注意点。

四、课堂练习

“学习辅导与练习”同步训练3.9中的部分内容

五、课后作业

“学习辅导与练习”同步训练3.9中的部分内容

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【课题名称】实训项目五  电阻性电路故障的检查

【课时安排】

      2课时（90分钟）

【教学目标】

1．学会用电压表（或万用表的电压档）分析与检查电路故障。

2．学会用电阻表（或万用表的欧姆档）分析与检查电路故障。

【教学重点】

用电位法、电阻法分析与检查电路故障

【教学难点】

      难点：电路断路故障、短路故障原因分析

【关键点】

      学会对正常电路与故障电路的电压、电流等情况比较

【教学方法】

      实践操作法、做中学、多媒体展示法

【教具资源】

     面包板或电工实验台上搭接电路所需的电阻若干、电源、万用表

【教学过程】

任务一  电路常态测试

1．搭接电路

图3.7 实验电路图

教师活动：教师可在黑板或用多媒体展示需要搭接的电路图及已搭接完的实物电路，并加以说明，强调需要注意的地方。电路如图3.7所示。

学生活动：学生可在教师的指导下按要求搭接电路，并确保电路成功

2．电路常态测试

教师活动：教师可布置具体任务和要求。

学生活动：学生可根据要求完成具体任务。

要求：

①以D为参考点，用万用表的电压挡测电路中A、B、C三点的电位VA、VB、VC及电压UAB、UBC、UBD。②用万用表的电流挡分别测电流I1、I2、I3。③切断电源，用万用表的欧姆挡分别测B、D和B、C两点之间的等效电阻RBD和RBC。

任务二 “断路故障”电路测试

教师活动：教师可告诉学生设置“断路故障”，断开C点，如图3.8所示。然后根据实训要求布置测试任务。

学生活动：学生可根据教师的要求断开C点，然后根据要求进行各项测试操作。

要求：

①用万用表的电压挡测电路中A、B、C￠、C￠￠四点的电位VA、VB、VC￠、VC￠。②测电压UAB、UBC￠、UBD。③切断电源，用万用表的欧姆挡分别测B、D和B、C两点之间的等效电阻RBD和RBC。

图3.8  断路故障的设置图

注意：C点断开，电路发生“断路故障”后，“断路故障”处的电流I3为零，且该支路电阻上的压降也为零，可以通过比较电阻两端的电位是否相等或直接测电阻两端的电压是否为零，就可直接判断该支路有没有发生断路故障。

任务二 “短路故障”电路测试

图3.9  短路故障的设置图

教师活动：教师可告诉学生设置“短路故障”，将电路中的B、D两点短接，如图3.9所示。然后根据实训要求布置测试任务。

学生活动：学生可根据教师的要求将电路中的B、D两点短接，然后根据要求进行各项测试操作。

要求：

①用万用表的电压挡测电路中A、B、C三点的电位VA、VB、VC。②测量电压UAB、UBC、UBD。③用万用表的电流挡分别测电流I1、I2、I3。④切断电源，用万用表的欧姆挡分别测B、D和B、C两点之间的等效电阻RBD和RBC。

注意：B、D短接后，B、C、D三点的电位都为零，支路电流I2、I3也为零。

任务三 电阻性电路检查故障的一般性方法

教师活动：教师可在实训的基础上引导学生分析总结电阻性电路检查故障的一般性方法。

学生活动：学生可在教师的引导下分析总结电阻性电路检查故障的一般性方法。

知识点：

电阻性电路检查故障的一般性方法：①用电压表（或万用表电压挡）检查故障。首先检查电源电压是否正常，如果电源电压是正常的，再逐步测量电位或逐段测量电压降，查出故障的位置和原因。②用电阻表（或万用表电阻挡）检查故障。首先切断线路的电源，用万用表电阻挡测量电阻的方法检查各元件引线及导线连接点是否断开，电路有无短路。如遇复杂电路时，可以断开一部分电路后再分别进行检查。③也可用电流表（或万用表的电流挡）检查故障。可用电流表测支路中有无电流，来判断该支路是否发生了断路。

任务四 实训小结

教师活动：教师可引导学生总结电阻性电路检查故障的一般性方法与操作步骤、注意事项及收获与体会，检查任务完成情况、仪表的使用情况、安全文明操作以及团队协作精神。

学生活动：学生在教师的引导下自行总结电阻性电路检查故障的一般性方法与操作过程、注意事项及收获与体会，并根据要求进行自我评价。