中職《電工基礎(chǔ)》教案.doc

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電工基礎(chǔ)教案 使用教師：xxx 教學重點及學時安排 第一章 認識電路 1、 了解電路的組成、電路的三種狀態(tài)和電氣設(shè)備額定值的意義。 2、 掌握電路的基本概念：電動勢、電流、電壓、電位、電阻、電能、電功率。 3、 掌握、歐姆定律、最大功率輸出定理，了解電阻與溫度的關(guān)系。 1、 “理想電路模型”概念的建立。 2、 理解理想元件與電路模型、線性電阻與非線性電阻的概念。 3、 理解、歐姆定律（全電路、部分電路歐姆定律）。 教學章節(jié) 學時數(shù) 1.1 電路 1.2 電流 1.3 電阻 6 1.4 部分電路歐姆定律 1.5 電能和電功率 4 實訓(xùn)課 2 本章總學時 12 第二章 簡單的直流電路 1、 掌握電阻串聯(lián)分壓關(guān)系和并聯(lián)分流關(guān)系。 2、 學會分析計算電路中各點電位。 3、 掌握萬用表的應(yīng)用。 1、 運用電阻串聯(lián)分壓關(guān)系和并聯(lián)分流關(guān)系解決電阻電路問題。 2、 熟練分析計算電路中各點電位。 3、 應(yīng)用支路電流法分析計算簡單的復(fù)雜電路。 教學章節(jié) 學時數(shù) 2.1 電動勢 閉合電路的歐姆定律 2.2 電阻串聯(lián)電路 2.3 電阻并聯(lián)電路 2.4 電阻混聯(lián)電路 8 習題課 1 2.5 萬用表 2.6 電阻的測量 2.7 電路中各點電位的計算 6 習題課 1 本章總學時 16 第三章 復(fù)雜的直流電路 1、掌握基爾霍夫定律及其運用，學會運用支路電流法分析計算簡單的復(fù)雜電路（只含兩個網(wǎng)孔）。 2、掌握電壓源、電流源的等效變換。 3、掌握戴維寧定理及其應(yīng)用 4、掌握疊加定理及其應(yīng)用。 1、基爾霍夫定律及其運用，學會運用支路電流法分析計算簡單的復(fù)雜電路。 2、電壓源、電流源的等效變換。 3、掌握戴維寧定理及其應(yīng)用 教學章節(jié) 學時數(shù) 3.1 基爾霍夫定律 3.2 支路電流法 3.3 疊加定理 3.4 戴維寧定理 8 習題課 2 本章總學時 10 第四章 電容 1、 理解電容的概念及其計算。 2、 掌握電容器串、并聯(lián)的性質(zhì)及等效電容的計算。 3、 了解電容充電和放電過程，電容充放電過程中能量轉(zhuǎn)換規(guī)律。 1、 理解電容的充放電過程。 2、 初步建立交流電路的概念。 教學章節(jié) 學時數(shù) 4.1 電容器與電容 3.2 電容器的參數(shù)和種類 4 3.3 電容器的連接 3.4 電容器中的電場能 4 本章總學時 8 第五、六章 磁場與電磁感應(yīng) 1、 了解載流體與線圈產(chǎn)生的磁場，會用右手定則判斷其磁場方向。 2、 理解磁感應(yīng)強度、磁通、磁導(dǎo)律、磁場強度的概念。 3、 理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象，掌握產(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件及感應(yīng)電流方向的判斷。 4、 *理解自感、互感現(xiàn)象，了解自感現(xiàn)象和互感現(xiàn)象在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用與危害。 5、 了解線圈中磁場能的概念，及在電路中磁場能與電能的轉(zhuǎn)化規(guī)律。 1、 用愣次定律判斷感應(yīng)電流和感應(yīng)電動勢方向。 2、 自感現(xiàn)象、互感現(xiàn)象及相關(guān)計算。 教學章節(jié) 學時數(shù) 5.1 磁感應(yīng)強度和磁通 5.2 磁場強度 5.3 *磁路的歐姆定律 6 6.1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 6.2 電磁感應(yīng)定律 4 6.3 自感與互感 6.4 自感與互感 4 本章總學時 14 第七、八章 正弦交流電路 1、 了解正弦交流電的產(chǎn)生，掌握正弦交流電的三要素：振幅、角頻率、初相位。 2、 掌握正弦交流電流、電壓的表示方法（解析式、波形圖、旋轉(zhuǎn)矢量等）。 3、 掌握R-L-C串聯(lián)電路與并聯(lián)電路的分析計算方法，理解阻抗與阻抗角的物理意義。 4、 理解交流電路中有功功率、無功功率、視在功率及功率因數(shù)的概念。 1、 理解相位差的概念。 2、 掌握正弦量的旋轉(zhuǎn)矢量表示法。 3、 熟練掌握分析計算交流電路電壓、電流、阻抗、阻抗角、功率等方法。 4、 *理解諧振電路選頻特性的原理。 教學章節(jié) 學時數(shù) 7.1 正弦交流電的基本概念 7.2 旋轉(zhuǎn)矢量 4 習題課 2 8.1 純電阻電路 8.2 純電感電路 8.3 純電容電路 6 習題課 2 8.4 RL串聯(lián)電路 8.5 RC串聯(lián)電路 8.6 RLC串聯(lián)電路 8.7 交流電路的功率 8 習題課 2 本章總學時 24 第十章 三相交流電路和電動機 1、 了解三相交流電的產(chǎn)生和特點。 2、 掌握三相四線制電源的線電壓和相電壓的關(guān)系。 3、 掌握對稱三相負載Y形連接和△連接時，負載線電壓和相電壓、線電流和相電流的關(guān)系。 4、 掌握對稱三相功率的計算方法。 5、 *會進行三相異步電動機起動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速、制動的操作 1、 掌握三相電路線電壓與相電壓、線電流與相電流的相位、大小關(guān)系。 2、 分析與計算三相電路電壓、電流、功率等。 3、 三相異步電動機工作原理，及其起動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速、和制動的方法。 教學章節(jié) 學時數(shù) 10.1 三相交流電源 2 10.2 三相負載的連接 2 習題課 2 10.3 三相電路的功率 2 習題課 2 本章總學時 10 1.1認識電路 　　教學目標： 　　一、知識與技能 　　.知道1電路的組成。 　　2.記住并會畫一些電路元件的電路符號。 　　3.從能量轉(zhuǎn)化的角度認識電源和用電器的作用，知道電源有正負極。 　　4.知道并能夠識別通路、斷路、短路三種電路狀態(tài)，知道短路的危害。 　　5.會讀、會畫簡單的電路圖。 　　6.能夠根據(jù)實際電路畫出它的電路圖，能根據(jù)文字敘述的要求畫出它的電路圖。規(guī)范作圖，培養(yǎng)學生讀圖及作圖的能力。 　　二、過程與方法 　　1.通過實驗和探究活動，認識電路、了解電源和用電器中能量的轉(zhuǎn)化。 　　2.通過觀察實驗電路、規(guī)范作圖，培養(yǎng)學生讀圖及作圖能力。 　　三、情感、態(tài)度和價值觀 　　1.通過教學活動，使學生知道電的應(yīng)用在生活中的重要地位； 　　2.通過讓學生討論廢舊電池的收集和處理增強學生的環(huán)保意識。 ????教學重點：電路的組成及作用、電路的三種狀態(tài)、電路圖的畫法 　　教具：電池兩節(jié)，電燈、開關(guān)、電鈴各一個，磁性黑板一塊，導(dǎo)線若干根，電路常用元件示教板塊。 　　教學過程 　　一、電路的組成及各元件的作用。 　　1.電路的組成：由電源、用電器以及導(dǎo)線、開關(guān)等元件組成的電流路徑叫電路。 　　2.電路元件的作用： 　　 （1）電源：提供電壓的裝置。干電池、蓄電池、發(fā)電機等都是電源。 　　 （2）用電器：指利用電流來工作的設(shè)備。如電鈴、電風扇、電視機等。 　　 （3）開關(guān)：控制電路通、斷的器件。有拉線開關(guān)、撥動開關(guān)、按鈕開關(guān)等。 　　 （4）導(dǎo)線：傳送電流。 　　二、電路的三種狀態(tài)： 　　1.通路：處處連通的電路。 　　? 此時電路是閉合的，電路中有電流通過。 　　2.斷路：斷開的電路，也叫開路。 　　? 此時電路不閉合，電路中無電流。 　　3.短路：不經(jīng)過用電器而直接用導(dǎo)線把電源的正負極連接在一起或用導(dǎo)線把某一用電器的兩個接線柱連接在一起。電源短路時電路中電流很大，會損壞電源，并使導(dǎo)線絕緣皮燃燒。連接電路時必須避免短路。 　　電路中各元件的符號在設(shè)計、安裝、修理各種實際電路的時候，常常需要畫出表示電路連接情況的圖。為了簡便，通常不畫實物圖，而用國家統(tǒng)一規(guī)定的符號來代表電路中的各種元件。出示示教板或畫有各電路元件符號的投影片，并作說明。 　　三、電路圖 　　用規(guī)定的符號表示電路連接情況的圖叫電路圖。 　　示范：畫出圖1的電路圖（圖2）。 　　讓同學畫出用電鈴做實驗時的電路圖。讓同學說明電路中的電流方向。 　　變換一下圖1實驗中元件的位置，再讓同學們練習畫出電路圖。注意糾正錯誤的畫法。 根據(jù)同學們畫電路圖的情況，進行小結(jié)，提出畫電路圖應(yīng)注意的問題元件位置安排要適當，分布要均勻，元件不要畫在拐角處。整個電路圖最好呈長方形，有棱有角，導(dǎo)線橫平豎直。 教學后記： 1.2 電流 一、教學目標 1、了解電流的概念； 2、掌握電流的實際方向與參考方向的區(qū)別與聯(lián)系； 3、掌握電流的單位。 二、教學重點、難點分析 重點與難點： 1、掌握金屬導(dǎo)電介質(zhì)中電流的實際方向與參考方向的聯(lián)系與區(qū)別。 三、教具 略。 四、教學方法 講授法、多媒體課件。 五、教學過程 Ⅰ.復(fù)習提問 復(fù)習舊課：電場與電場強度。 II.新課 一、電流 定義：電荷的定向運動叫做電流。 注意：金屬導(dǎo)體中的自由電子在電場力的作用下作定向運動，電解液中的正、負離子在電場力的作用下向著相反方向的運動等叫做電流。電流是一個表示帶電粒子定向運動的強弱的物理量，表征電流強弱的物理量為電流強度，它是一個標量。 電流強度的定義： 電流強度在量值上等于通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q和通過這些電荷量所用時間t的比值。用公式表示為 （定義式） 式中 q——通過導(dǎo)體橫截面的電荷量，單位是庫[侖]，符號為C； t ——通過電荷量q所用的時間，單位是秒，符號為s； I ——電流強度，單位是安[培]，符號為A。 在實際生活中，安培是一個很大的單位。所以，電流的常用單位還有毫安（mA）和微安（）：（國際單位制） 二、電流的方向 規(guī)定正電荷定向運動的方向為電流方向。 在金屬導(dǎo)體中，電流的方向與自由電子運動方向相反；在電解液中，電流方向與正離子運動方向相同。 注意：在電路計算時，我們通常無法事先確定電路中電流的真實方向，為了計算方便，常常事先假定一個電流方向（假想的電流方向）。用箭頭在電路圖中標明電流的參考方向，最后根據(jù)計算結(jié)果的符號判斷電流真實方向。結(jié)果為正，則電流實際方向與所設(shè)參考方向一致；結(jié)果為負，則電流實際方向與所設(shè)參考方向相反。 電流強度是一個標量，電流方向只表明電荷的定向運動方向。 按照電流的大小、方向變化與時間的關(guān)系，電流可以分為以下三類：（如圖1-4教材）所示； （1） 電流的大小和方向都不隨時間變化，這樣的電流叫直流電流或穩(wěn)恒電流，如圖1-4a所示； （2） 如果電流的大小隨時間變化，但方向不隨時間變化的電流叫脈動電流，如圖1-4b所示； （3） 如果電流的大小和方向都時間變化，這樣的電流叫交流電流，如圖1-4c所示。 III.例題講解，鞏固練習 例題：在5min時間內(nèi)，通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為3.6C，求電流是多少安，合多少毫安？ 解：根據(jù)電流的定義式 解題點要：（1）注意帶入數(shù)值的單位必須是國際標準單位； （2）注意電流強度單位安培、毫安、微安之間的換算關(guān)系。 IV.小結(jié) （1）電荷的定向運動形成電流，電流的強弱用電流強度來表征。電流強度的量值根據(jù)電流強度定義式計算可得。其單位使用國際標準單位。 （2）規(guī)定正電荷的運動方向為電流方向。 在金屬導(dǎo)體中，自由電子在電場力作用下定向移動形成電流，自由電子帶負電，所以金屬導(dǎo)體中電流方向與帶電粒子運動方向相反；在電解液中，在電場力作用下正、負離子定向移動形成電流，電流方向與正離子運動方向一致。 （3）電流的參考方向。在一般的電路計算中，我們無法事先確定電流的流向，為了方便計算，可以先假定一個電流參考方向。得到計算結(jié)果后，可根據(jù)計算結(jié)果的正負來判定實際電流方向。 V. 作業(yè) 教學后記： 1. 3電阻 一、教學目標 1、理解電阻的含義。 2、了解電阻定律。 3、了解電阻與溫度的關(guān)系。 二、教學重點、難點分析 重點與難點： 電阻定律是教學重點與教學難點。 三、教學過程 Ⅰ.導(dǎo)入 在我們?nèi)粘＝佑|到的物質(zhì)中，有的可以導(dǎo)電，有的不能導(dǎo)電。根據(jù)物質(zhì)導(dǎo)電能力的強弱，我們將物質(zhì)分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體。 提問：同學們，我們常見的用于傳輸電能的物質(zhì)都有哪些??？ 答：銅、鐵。 總結(jié)：我們最常接觸到的用于傳輸電能的導(dǎo)體都是用金屬制成的，這些材料有銅、鐵、銀等等。實際上，電解液也是可以導(dǎo)電的。 提問：同學們，我們常見的不能導(dǎo)電的物質(zhì)都有哪些啊？ 答：略。 除了能導(dǎo)電的導(dǎo)體與不能導(dǎo)電的絕緣體外，還有一些物質(zhì)的導(dǎo)電能力介于這兩者之間，我們叫它們半導(dǎo)體。半導(dǎo)體比較常見的有硅、鍺等。 從本質(zhì)上來說，之所以存在導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體的區(qū)別是由于物質(zhì)對于電流的阻礙作用大小不同而造成的。為了表征物質(zhì)對于電流的阻礙作用，電學中引入了電阻這個物理量。 II.新課 一、電阻 定義：表示物質(zhì)對帶電粒子定向移動存在阻礙作用的物理量稱為電阻。 本質(zhì)：導(dǎo)體中的自由電子在電場力的作用下定向運動。作定向運動的自由電子，要與在平衡位置附近不斷振動的原子核發(fā)生碰撞，阻礙了自由電子的定向運動。這種阻礙作用使自由電子定向運動的平均速度降低，自由電子的一部分動能轉(zhuǎn)換成分子熱能。 在一般條件下，任何物質(zhì)都存在分子熱運動，所以任何物體都有電阻。當有電流流過時，都要消耗一定的能量。 （二）電阻定律 經(jīng)實驗證明，在溫度不變時，一定材料制成的導(dǎo)體的電阻跟它的長度成正比，跟它的截面積成反比。這個實驗規(guī)律叫做電阻定律。 均勻?qū)w的電阻可用公式表示為 （式1-7） 式中 ρ——電阻率，其值由導(dǎo)體材料的性質(zhì)決定，單位是歐[姆]米，符號為Ω·m，可查表1-1（教材）； L——導(dǎo)體的長度，單位是米，符號為m； S——導(dǎo)體的截面積，單位是平方米，符號為㎡； R——導(dǎo)體的電阻，單位是歐[姆]，符號為Ω。 在國際單位制中，電阻的常用單位還有千歐（kΩ）和兆歐（MΩ）： 1 kΩ = 103 Ω 1 MΩ = 103 kΩ= 106 Ω 提問一：導(dǎo)體電阻的大小由哪些因素決定，寫出導(dǎo)體電阻大小的決定式。 答：略。 提問二：導(dǎo)線一定是越長電阻越大嗎？ 答：不一定。同種材質(zhì)，截面積相同的導(dǎo)線，電阻才成與長度正比。 提問三：長導(dǎo)線的電阻比粗導(dǎo)線大嗎？ 答：略。 三、電阻與溫度的關(guān)系 對金屬導(dǎo)體而言，溫度升高使分子的熱運動加劇，而自由電子數(shù)幾乎不隨溫度變化，電荷運動時碰撞運動次數(shù)增多，受到的阻礙作用加大，導(dǎo)體的電阻增加。 有些半導(dǎo)體，溫度升高自由電荷數(shù)目增加所起的作用超過分子熱運動加劇所起的阻礙作用，電阻減少。 電阻隨溫度的變化關(guān)系可表示為 （式1-8） 式中 R1——導(dǎo)體在溫度t1時的電阻； R2——導(dǎo)體在溫度t2時的電阻； α——導(dǎo)體的溫度系數(shù)，單位為1/℃。 III.例題講解，鞏固練習 【例題1】一根銅導(dǎo)線長L=2 000 m ，截面積S = 2㎜2，導(dǎo)線的電阻是多少？ 解：查表可知銅的電阻率，由電阻定律可求得 【例題2】有一根阻值為1Ω的電阻絲，將它均勻拉長為原來的3倍，拉長后的電阻絲的阻值為（ ）。 A．1Ω B.3Ω C.6Ω D.9Ω 解：設(shè)電阻絲長為L，截面積S，則它的體積V=SL。 ① 在均勻拉長過程中，體積V不變，L’=3L，則S’=S/3。 ② 由②/①得 所以，正確的答案為D。 IV.小結(jié) （1）電阻表示的是對物質(zhì)中帶電粒子定向移動的阻礙作用強弱。 （2）在溫度不變時，一定材料制成的導(dǎo)體的電阻跟它的長度成正比，跟它的截面積成反比。這個實驗規(guī)律叫做電阻定律。 （3）注意電阻與溫度的關(guān)系： A．對于金屬導(dǎo)體，溫度越高，導(dǎo)體電阻越高； B．有些半導(dǎo)體和電解液，溫度越高，導(dǎo)體電阻越低。 V. 作業(yè) 教學后記： 1.4部分電路歐姆定律 一、教學目標 1、掌握電路的組成及電路圖中常用符號。 2、掌握歐姆定律，能應(yīng)用歐姆定律解題。 二、教學重點、難點分析 重點： 部分電路歐姆定律與全電路歐姆定律的含義及其應(yīng)用。 難點： 應(yīng)用閉合電路歐姆定律討論電路中的路端電壓、電流隨外電阻變化的關(guān)系。 三、教學過程 Ⅰ.導(dǎo)入 在日常生活中，我們會廣泛接觸到各種電路。手電筒就是一中非常簡單的電路。 在電學研究中，為了方便表示，我們用國家標準統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號來表示電源、導(dǎo)線、開關(guān)、燈泡等等。如圖2所示。 II.新課 一、電路 電路——由實際元件構(gòu)成的電流的通路。 提問：在前面手電筒的例子中我們可看到，電路應(yīng)該包含哪些部分呢？ 歸納總結(jié)：電路由電源、負載、連接導(dǎo)線、控制和保護裝置四部分組成。 （1）電源——向電路提供能量的設(shè)備。它能把其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能。常見的電源有干電池、蓄電池、發(fā)電機等。 （2）負載——即用電器，它是各種用電設(shè)備的總稱。其作用是把電能轉(zhuǎn)換為其他形式的能，為人們服務(wù)，如白熾燈、電動機、電加熱器等。 （3）連接導(dǎo)線——它把電源與負載接成閉合回路，輸送和分配電能。一般常用的導(dǎo)線時銅線和鋁線。 （4）控制和保護裝置——用來控制電路的通斷，保護電路的安全，使電路能正常工作，如開關(guān)、保險絲（熔斷器）、繼電器等。 電路的功能： （1）電力系統(tǒng)中的電路可對電能進行傳輸、分配和轉(zhuǎn)換。 （2）電子技術(shù)中的電路可對電信號進行傳遞、變換、儲存和處理。 二、部分電路歐姆定律 在電阻一定時，導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，在電壓不變的情況下，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。把以上實驗結(jié)果綜合起來得出結(jié)論，即歐姆定律。 如圖1-21（教材）所示，圖中電阻R上的電壓參考方向與電流參考方向是一致的，稱為關(guān)聯(lián)參考方向。此時，部分電路歐姆定律可以用公式表示為 （式1-9） 注意： （1）當U、I見為非關(guān)聯(lián)參考方向（U、I參考方向相反）時，歐姆定律應(yīng)寫成，式中“-”號切不可漏掉； （2）電阻值不隨電壓、電流變化而變化的電阻叫做線性電阻，由線性電阻組成的電路叫線性電路。阻值隨電壓、電流的變化而改變的電阻，叫非線性電阻，含有非線性電阻的電路叫非線性電路。 三、全電路歐姆定律 全電路是一個由電源和負載組成的閉合電路，如圖1-22（教材）所示。對全電路進行分析研究時，必須考慮電源的內(nèi)阻。如圖R為負載的電阻、E為電源電動勢、r為電源的內(nèi)阻。 全電路歐姆定律可用公式表示為 （式1-10） 式中 E——電源電動勢，單位是伏[特]，符號為V； R——負載電阻，單位是歐[姆]，符號為Ω； R0——電源內(nèi)阻，單位是歐[姆]，符號為Ω； I——閉合電路中的電流，單位是安[培]，符號為A。 閉合電路歐姆定律說明：閉合電路中的電流與電源電動勢成正比，與電路的總電阻（內(nèi)電路電阻與外電路電阻之和）成反比。 外電路電壓U外又叫路端電壓或端電壓，U外=E-R0I 。當R增大時，I減小，R0I減小，U外增大。當R～∞（斷路），I～0，則U外=E，斷路時端電壓等于電源電動勢。 III.例題講解，鞏固練習 【例題1】部分電路歐姆定路例題練習 某段電路的電壓是一定的，當接上10Ω的電阻時，電路中產(chǎn)生的電流是1.5A；若用25Ω的電阻代替10Ω的電阻，電路中的電流為多少？ 解：電路中電阻為10Ω時，由歐姆定律得 用25Ω的電阻代替10Ω的電阻，電路中電流I’為 【例題2】全電路歐姆定律分析 有一閉合電路，電源電動勢E=12V,其內(nèi)阻R0=2Ω，負載電阻R=10Ω，試求：電路中的電流、負載兩端的電壓、電源內(nèi)阻上的電壓降。 解：根據(jù)全電路歐姆定律 由部分電路歐姆定律，可求負載兩端電壓 電源內(nèi)阻上的電壓降為 IV.小結(jié) （1）歐姆定律是電工學中就重要的定律之一，包括部分電路歐姆定律與全電路歐姆定律。分別用（公式1-9）和（公式1-10）表示。 （2）歐姆定律是使用與線性電路。 V. 作業(yè) 教學后記： 1.5 電能和電功率 一、教學目標 1、理解電能和電功率的概念。 2、理解電路中的功率平衡。 二、教學重點、難點分析 電能、電功率的計算。 三、教具 電化教學設(shè)備。 四、教學方法 講授法，多媒體課件。 五、教學過程 Ⅰ.導(dǎo)入 （1）.通過前面的學習，可知導(dǎo)體內(nèi)自由電荷在電場力作用下發(fā)生定向移動，電場力對定向移動的電荷做功嗎？（做功，而且做正功） （2）電場力做功將引起能量的轉(zhuǎn)化，電能轉(zhuǎn)化為其他形式能，舉出一些大家熟悉的例子。 電能→機械能，如電動機。 電能→內(nèi)能，如電熱器。 電能→化學能，如電解槽。 本節(jié)課將重點研究電路中的能量問題。 II.新課 （一）電能 在電場力作用下，電荷定向運動形成的電流所做的功叫做電能。電流做功的過程就是將電能轉(zhuǎn)換成其它形式的能的過程。 電能可用以下公式計算 （式1-11） 式中 U——加在導(dǎo)體兩端的電壓，單位是伏[特]，符號為V； I——導(dǎo)體中的電流，單位是安[培]，符號為A； t——通電時間，單位是秒，符號為s； W——電能，單位是焦[耳]，符號為J。 上式表明，電流在一段電路上所做的功，與這段電路兩端的電壓、電路中的電流和通電時間成正比。 對于純電阻電路，歐姆定律成立，電能也可由下式計算。 二、電功率 電流在單位時間內(nèi)所做的功叫做電功率。它是描述電流做功快慢的物理量。 電功率的計算公式為 （電功率定義式） （式1-12） 式中 W——電流所做的功（即電能），單位是焦[耳]，符號為J； t——完成這些功所用的時間，單位是秒，符號為s； P——電功率，單位是瓦[特]，符號為W. 在直流情況下，且電流與電壓為關(guān)聯(lián)參考方向是，電功率有如下表示形式： （式1-13） 如果電流、電壓為非關(guān)聯(lián)參考方向，式1-13前面應(yīng)加“-”。 在這個規(guī)定下，P＞0說明電路元件在消耗（吸收）電能；反之P＜0則為發(fā)出（供出）電能。 對于線性電阻元件而言，電功率公式還可以寫成 三、電路中的功率平衡 在一個閉合回路中，根據(jù)能量守恒和轉(zhuǎn)化定律，電源電動勢發(fā)出的功率，等于負載電阻和電源內(nèi)阻消耗的功率。即 III.例題講解，鞏固練習 略。（見教材§1-8 例題1、例題2、例題3） IV.小結(jié) （1）電能與電功率實質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)化與守恒定律在電路中的體現(xiàn)。 （2）可以熟練應(yīng)用公式計算電能與電功率。 V. 作業(yè) 教學后記： 2.1 電動勢 閉合電路歐姆定律 一、教學目標 1、了解電源的概念及電源種類。 2、了解電動勢的概念。 3、理解電動勢內(nèi)部的電流方向。 二、教學重點、難點分析 重點： 電源電動勢的定義，數(shù)值計算與方向判斷。 難點： 電源電動勢與電壓的關(guān)系。 三、教具 略。 四、教學方法 講授法，多媒體課件。 五、教學過程 Ⅰ.導(dǎo)入 復(fù)習舊課：電流、電壓。 提問：同學們想一想，我們生活中所使用的“電”是從哪里來的？我們在實驗室里作實驗所用的“電”是從哪里來的？ 答：略。 II.新課 一、電源 定義：電源是把其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。 種類：干電池或蓄電池把化學能轉(zhuǎn)換成電能；光電池把太陽的光能轉(zhuǎn)化成電能；發(fā)電機把機械能轉(zhuǎn)化成個電能等等。 提問：同學們想一想，你們都知道哪些方式可以產(chǎn)生電??？ 答：略。 二、電源電動勢 A．電源力 電源力是存在于電源內(nèi)部的，能使正電荷從負極源源不斷地流向正極的一種非靜電性質(zhì)的力。它的存在保證了正負極之間的電壓不變，這樣電路中才能有持續(xù)不變的電流。 B．電動勢 在電源內(nèi)部，電源力不斷地把正電荷從低電位點移動到高電位點。在這個過程中，電源力要克服電場力做功，這個做功過程就是電源將其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能的過程。對于不同的電源，電源力做功的性質(zhì)和大小不同，為此引入電動勢這個概念。 電動勢是用來表征電源生產(chǎn)電能本領(lǐng)大小的物理量。 電動勢定義： 在電源內(nèi)部，電源力把正電荷從低電位點（負極板）移動到高電位點（正極板）反抗電場力所做的功與被移動電荷的電荷量之比，叫做電源的電動勢。用公式表示為： （電源電動勢定義式） （式1-6） 式中 W——電源力移動正電荷所做的功，單位為焦[耳]，符號為J； Q——電源力移動的電荷量，單位是庫[侖]，符號為C； E——電源電動勢，單位是伏[特]，符號為V。 電源電動勢的方向： 電源電動勢的方向規(guī)定為由電源的負極（低電位點）指向正極（高電位電）。 在電源內(nèi)部的電路中，電源力移動正電荷形成電流，電流的方向是從負極指向正極；在電源外部電路中，電場力移動正電荷形成電流，電流方向是從電源正極流向電源負極。 III.例題講解，鞏固練習 略。（見教材§1.5例題） IV.小結(jié) （1）電源是把其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。 現(xiàn)代工業(yè)中，人們能夠普遍利用多種能源用于生產(chǎn)電能，例如：太陽能發(fā)電、風力發(fā)電、潮汐發(fā)電、水力發(fā)電、火力發(fā)電等等，這些都是電源。還有我們常見的干電池、蓄電池等等。 （2）電源電動勢與電壓的區(qū)別與聯(lián)系。 電動勢與電壓是兩個物理意義不同的物理量。 I．電動勢存在于電源內(nèi)部，是衡量電源力做功本領(lǐng)的物理量； 電壓存在于電源的內(nèi)、外部，是衡量電場力做功本領(lǐng)的物理量。 II．電動勢的方向從負極指向正極，即電位升高的方向；電壓的方向是從這個正極指向負極，即電位降低的方向。 V. 作業(yè) 教學后記： 2.2 電阻串聯(lián)電路& 2.3 電阻并聯(lián)電路 一、授課章節(jié) 2.1 電阻串聯(lián)電路 & 2.2 電阻并聯(lián)電路 二、學時安排：2學時 三、教學目標 1、 掌握電阻串、并聯(lián)電路的特點。 2、 掌握并會應(yīng)用串聯(lián)電路分壓公式、并聯(lián)電路分流公式。 3、 了解電壓表、電流表擴大量程的原理。 四、教學重點、難點分析 重點： 1、 串聯(lián)、并聯(lián)電路各自的特點。 2、 分壓、分流公式。 難點：串聯(lián)電路分壓公式、并聯(lián)電路分流公式得理解與應(yīng)用。 五、教具：電化教學設(shè)備。 六、教學方法：講授法，多媒體課件。 七、教學過程 Ⅰ.導(dǎo)入 復(fù)習舊課：相關(guān)電路的基礎(chǔ)知識，基本定律。本次課的學習要介紹的是電路中最基本的連接方式——串聯(lián)電路、并聯(lián)電路。 II.新課 一、串聯(lián)電路 圖1 電阻串聯(lián)電路 () 把幾個電阻一次連接起來，組成中間無分支的電路，叫做電阻串聯(lián)電路。如下圖1所示為兩個電阻組成的串聯(lián)電路。 串聯(lián)電路的特點： 1． 串聯(lián)電路中電流處處相等。 當n個電阻串聯(lián)時，則 （式2-1） 2.電路兩端的總電壓等于串聯(lián)電阻上分電壓之和。 （式2-2） 3.電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和。 R叫做R1，R2串聯(lián)的等效電阻，其意義是用R代替R1，R2后，不影響電路的電流和電壓。 在圖1中，（b）圖是（a）圖的等效電路。 當n個電阻串聯(lián)時，則 （式2-3） 4.串聯(lián)電路中的電壓分配和功率分配關(guān)系。 由于串聯(lián)電路中的電流處處相等，所以 上述兩式表明，串聯(lián)電路中各個電阻兩端的電壓與各個電阻的阻值成正比；各個電阻所消耗的功率也和各個電阻阻值成正比。推廣開來，當串聯(lián)電路有n個電阻構(gòu)成時，可得串聯(lián)電路分壓公式 （式2-5） … … 提示：在實際應(yīng)用中，常利用電阻串聯(lián)的方法，擴大電壓表的量程。 二、電阻并聯(lián)電路 把兩個或兩個以上的電阻接到電路中的兩點之間，電阻兩端承受同一個電壓的電路，叫做電阻并聯(lián)電路。 圖2 電阻并聯(lián)電路 并聯(lián)電路的特點： 1、 電路中各個電阻兩端的電壓相同，即 （式2-6） 2、電阻并聯(lián)電路總電流等于各支路電流之和，即 （式2-7） 3、并聯(lián)電路的總阻值的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)的和 即 （式2-8） 4、電阻并聯(lián)電路的電流分配和功率分配關(guān)系，在并聯(lián)電路中，并聯(lián)電阻兩端電壓相同，所以 上式表明，并聯(lián)電路中各支路電流與電阻成反比；各支路電阻消耗的功率和電阻成反比。 當兩個電阻并聯(lián)時，通過每個電阻的電流可以用分流公式計算，如圖2-8所示，分流公式為： （式2-9） （式2-9）說明，在電阻并聯(lián)電路中，電阻小的支路通過的電流大；電阻大的支路通過的電流小。 注意：電阻并聯(lián)電路在日常生活中應(yīng)用十分廣泛，例如：照明電路中的用電器通常都是并聯(lián)供電的。只有將用電器并聯(lián)使用，才能在斷開、閉合某個用電器時，或者某個用電器出現(xiàn)斷路故障時，保障其他用電器能夠正常工作。 III.例題講解，鞏固練習 串聯(lián)電路例題講解：見§2.1例題1，例題2。 并聯(lián)電路例題講解：見§2.2例題1，例題2。 IV.小結(jié) 表1. 電阻串、并聯(lián)電路的特點 串聯(lián) 并聯(lián) 電流 兩個電阻并聯(lián)時的分流公式為 ， 電壓 兩個電阻并聯(lián)時的分壓公式為 ， 電阻 當n個阻值為R0的電阻串聯(lián)時 當n個阻值為R0的電阻并聯(lián)時 電功率 功率分配與電阻成正比 功率分配與電阻成反比 V. 作業(yè) 教學后記： 2.4 電阻混聯(lián)電路 一、教學目標 1、 理解混聯(lián)電路的概念。 2、 掌握混聯(lián)電路的一般分析方法。 3、 能計算簡單混聯(lián)電路。 二、教學重點、難點分析 重點：混聯(lián)電路的一般分析方法：等電位分析法。 難點：同重點。 三、教具：電化教學設(shè)備。 四、教學方法：講授法，多媒體課件。 五、教學過程 Ⅰ.導(dǎo)入 復(fù)習2.1 電阻串聯(lián)電路與2.2電阻并聯(lián)電路 提問：電阻串聯(lián)電路與電阻并聯(lián)電路的特點是什么？ 提問：分壓公式和分流公式分別應(yīng)用于什么樣的電路？ II.新課 實際工作和生活中，單純的串聯(lián)或并聯(lián)電路是很少見的。而最為常見的是混聯(lián)電路。 也就是，既有電阻串聯(lián)，又有電阻并聯(lián)的電路，稱為電阻混聯(lián)電路。本次課我們來學習混聯(lián)電路的一種常用分析方法： 一、等電位分析法 關(guān)鍵：將串、并聯(lián)關(guān)系復(fù)雜的電路通過一步步地等效變換，按電阻串聯(lián)、并聯(lián)關(guān)系，逐一將電路化簡。 等電位分析法步驟： 1、確定等電位點、標出相應(yīng)的符號。 導(dǎo)線的電阻和理想電流表的電阻可以忽略不計，可以認為導(dǎo)線和電流表連接的兩點是等電位點。對等電位點標出相應(yīng)的符號。 2、畫出串聯(lián)、并聯(lián)關(guān)系清晰的等效電路圖。 由等電位點先確定電阻的連接關(guān)系，再畫電路圖。根據(jù)支路多少，由簡至繁，從電路的一端畫到另一端。 3、求解 根據(jù)歐姆定律，電阻串聯(lián)、并聯(lián)的特點和電功率計算公式列出方程求解。 III.例題講解，鞏固練習 見教材§2.3例題1，例題2。 分析： （1） 求解混聯(lián)電路要求同學們可以熟悉電阻串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點，能夠熟練應(yīng)用分流、分壓公式。 （2） 將復(fù)雜的混聯(lián)電路等效轉(zhuǎn)換為易于求解的串聯(lián)、并聯(lián)電路時求解混聯(lián)電路的關(guān)鍵。 （3） 在某些復(fù)雜電路中，等電位點的判斷，需要同學們發(fā)揮空間想象力，不要將電路看成一個平面的東西。 IV.小結(jié) 等電位分析法是分析混聯(lián)電路最為常用的方法，也是最基本的方法之一。共有四步： 1、確定等電位點、標出相應(yīng)的符號。 2、畫出串聯(lián)、并聯(lián)關(guān)系清晰的等效電路圖。 3、求解。 其關(guān)鍵思想是將復(fù)雜的混聯(lián)電路通過電路的等效轉(zhuǎn)換，一步步化簡為串并聯(lián)關(guān)系比較直觀、易于分析的電路再求解。 V. 作業(yè) 教學后記： 2.5 萬用表 教學目標： 一、智能目標： 1、了解萬用表種類。 2、掌握萬用表表面各旋鈕和插孔作用。 二、情感目標： 1、逐步培養(yǎng)學生實驗觀察能力。 2、培養(yǎng)學生善于發(fā)現(xiàn)、勤于動腦的良好實驗素質(zhì)，培養(yǎng)學生仔細觀察、認真分析的科學態(tài)度。 三、技能目標： 通過實驗、觀察、歸納、總結(jié)，掌握萬用表各量程識讀的默會能力。 重點：萬用表表面各旋鈕和插孔的作用與選用。 難點：萬用表表盤標度尺的正確讀數(shù)。 突破：使用“任務(wù)驅(qū)動”的學習方式，讓學生在實踐中掌握正確讀數(shù)的方法；利用演示實驗與多媒體課件，幫助學生克服理解過程中的思維障礙，從而突破教學中的重點和難點。 教學過程： 教 學 內(nèi) 容 教法與學法 一、引課（提問） 1、例舉本專業(yè)有哪些物理量需要測量？ 參考：交流電流、交流電壓、直流電流、直流電壓、電阻、電容量、電感量、音頻電平、晶體管的共發(fā)射極直流放大系數(shù)hFE等 2、這些物理量用何種儀器設(shè)備進行測量？ 萬用表、示波器、電流表、電壓表、頻譜儀等 3、萬用表有哪幾種？ 數(shù)字式萬用表，模擬式萬用表 二、新課 1、MF47型萬用表表面布置及旋鈕 （學生通過觀察，引出表面布置，三大模塊：表盤、插孔、旋鈕） a、5個插孔： “－”插孔：插黑標棒； “+”插孔：插紅表棒； “5A”插孔：測量0.5～5A直流電流時，專用紅表棒插孔； “2500V”插孔：測量1000～2500交直流電壓時，專用紅表棒插孔； “測量三極管放大倍數(shù)”插孔：測量三極管直流放大倍數(shù)專用 b、3個旋鈕： 提問：表面哪幾個旋鈕組成，試講出他們的各自作用？ “機械調(diào)零旋鈕”：校正零位 “電阻調(diào)零旋鈕”：電阻調(diào)零是選用 “轉(zhuǎn)換開關(guān)”旋鈕：量程選擇 開關(guān)擋位顯示 作用 ～V 測量交流電壓 —V 測量直流電壓 Ω 測量電阻值 mA 測量直流電流 hFE 測量三極管放大倍數(shù) ★進行擋位選擇練習（如560歐姆電阻測量擋位大致選擇等） C、表盤： 測量時，指示測量值 2、表盤刻度標尺(六條刻度線) 歐姆標度尺：指示電阻值，用Ω表示， 特點（左∞右0，刻度不均勻，左密右疏） ～ － 交、直流公用標度尺：指示交直流電壓、直流電流， 用V表示（刻度均勻）, hFE標度尺：指示晶體三極管直流放大倍數(shù)，用hFE表示（刻度均勻） C標度尺：指示電容器容量值，用C(μF)50Hz表示。 L標度尺：指示電感器電感量，用L(H)50Hz表示。 電平標度尺：指示音頻電平分貝值，用“dB”表示。 3、表盤刻度識讀 測量項目 量程 讀數(shù) 電阻 ×1 ×10 ×100 ×1k ×10k 14Ω 140Ω 1.4kΩ 14kΩ 140kΩ 直流電壓 2.5V 10V 50V 250V 1kV 1.35V 5.4V 27V 135V 540V 直流電流 0.5mA 5mA 50mA 500mA 0.27 mA 2.7 mA 27 mA 270 mA ～10V 10V 5.4 V 交流電壓 50V 250V 500V 27V 135V 270V 給出下圖，引導(dǎo)學生識讀不同擋位刻度 識讀注意事項： （1）根據(jù)量程選擇刻度線與刻度 （2）注意識讀非均勻刻度的讀數(shù) 三、小結(jié) 例舉萬用表的表面布置及旋鈕作用 通過提問，讓學生了解電專業(yè)需要測量物理量和測量的儀器設(shè)備，為新課教學做必要的知識準備，順利引出新課。 實物投影顯示結(jié)合多媒體課件，引導(dǎo)學生觀察，提高學生學習興趣。（通過實物投影“萬用表外形”觀察，要求學生例舉表面結(jié)構(gòu)，并試圖猜測各結(jié)構(gòu)的作用，激勵學生的學習興趣，進入課題） 引導(dǎo)學生練習表棒插入正確插孔 集體討論，教師引導(dǎo)學生歸納總結(jié)，并完成表格。 通過操作練習，逐步提高學生正確選擇擋位的能力。 學生協(xié)作完成 學生仔細觀察，通過刻度線的標識猜測刻度線名稱，并尋找刻度線特點，教師幫組其進行歸納總結(jié) 學生通過分組觀察，完成讀書，以組為單位，推舉代表小組交流 ，培養(yǎng)學生自主學習和協(xié)作學習能力 教師引導(dǎo)進行集體討論得出正確識讀值，同時引導(dǎo)學生歸納刻度識讀的注意事項，逐步培養(yǎng)學生歸納能力和團隊精神 學生歸納，及師生集體評價 必做與選做相結(jié)合，分層作業(yè)，逐步培養(yǎng)學生作業(yè)興趣。 教學后記： 2.6 電阻測量 教學目標： 一、智能目標： 1、了解萬用表種類。 2、掌握萬用表歐姆擋的使用方法，及電阻擋刻度的識讀。 二、情感目標： 1、培養(yǎng)學生實驗觀察能力，注重實驗和為追求真理鍥而不舍的精神。 2、培養(yǎng)學生善于發(fā)現(xiàn)、勤于動腦的良好實驗素質(zhì)，培養(yǎng)學生仔細觀察認真分析的科學態(tài)度。 三、技能目標： 正確使用萬用表進行電阻器的測量，逐步培養(yǎng)學生正確使用萬用表的技能。 重點：萬用表測量電阻器擋位的選擇與正確操作，以及正確識讀電阻值。 難點：萬用表電阻擋表盤標度尺的正確讀數(shù)。 突破：使用“任務(wù)驅(qū)動”的學習方式，讓學生在實踐中掌握正確使用萬用表測量電阻器的操作技能；利用演示實驗與多媒體課件，幫助學生克服理解過程中的思維障礙，從而突破教學中的重點和難點。 教學過程： 教 學 內(nèi) 容 教法與學法 一、復(fù)習引課（提問） 1、 簡要概括MF47型萬用表表面布置及旋鈕組成。 2、怎么使用萬用表進行電阻的測量呢？ 二、新課 ★請學生代表通過實物投影儀進行電阻器測量操作演示，教師進行指導(dǎo)指導(dǎo)。 指導(dǎo)測量步驟： 1、檢查萬用表指針是否指在零位，若不在零位，則調(diào)整機械調(diào)零旋鈕進行機械調(diào)零，將指針調(diào)整到零位。 2、將紅黑表棒分別插入“+”、“-”插孔中。 3．估計測量電阻值，選擇量程如R×1k量程。 4、電阻調(diào)零，即紅、黑表棒短接，看見指針右偏后，調(diào)整電阻調(diào)零旋鈕，直至指針指準歐姆標度尺“0”Ω位置。 注意：每更換量程需要重新電阻調(diào)零 5、進行電阻測量。 6、指針如果沒有落在全量程的20％～80％，則重新選擇量程，最終使指針落在20％～80％范圍內(nèi)。 （指針偏轉(zhuǎn)過大或過小會帶來很大的誤差） 7、進行讀數(shù) 電阻值＝指示值×倍率數(shù) 提問： 同一個色環(huán)（棕黑黑棕棕）電阻測量，有些同學差得很多，怎么回事？ 關(guān)鍵是不允許手同時接觸電阻的兩個引腳，即并入人體電阻。 （使用多媒體課件動畫，揭示錯誤測量操作引起誤差的實質(zhì)） 三、實踐測量操作 每個同學測量4個電阻，并填寫記錄。 1、電阻色環(huán)顏色 測量值 2、電阻色環(huán)顏色 測量值 3、電阻色環(huán)顏色 測量值 4、電阻色環(huán)顏色 測量值 四、小結(jié) 簡要概括萬用表測量電阻器步驟 通過提問，為新課教學做必要的知識準備 設(shè)置任務(wù)，進行任務(wù)驅(qū)動，同時引出新課 請學生代表通過實物投影儀進行操作演示，其余同學跟著操作，教師及時進行指導(dǎo)。 更換“量程”需要重新調(diào)零做重點強調(diào) 設(shè)疑，通過學生實際操作，引出本課重點，正確測量的方法。 使用多媒體課件輔助教學，激發(fā)學生學習動力，增加學生的理解力 通過電阻測量實踐操作，進一步提高學生電阻測量能力 實踐過程中教師進行觀察，對個別操作有誤的學生進行單獨輔導(dǎo) 學生歸納，集體討論，教師點睛 教學后記：教學后記： 2.7 電路中各點電位的計算 一、教學目標 1、 掌握電路中各點電位的計算方法和步驟。 2、 理解電阻上電壓及電源電動勢的正、負，以及他們的參考方向和流過電阻中電流方向的關(guān)系。 二、教學重點、難點分析 重點：電路中各點電位的計算方法和步驟。 難點：同重點。 三、教具：電化教學設(shè)備。 四、教學方法：講授法，精選例題講解，多媒體課件。 五、教學過程 I.新課 電路中各點電位的計算方法和步驟。 圖2-26 電路中的每一點均有一定的電位，檢測電路中各點的電位是分析電路與維修電器的重要手段。下面通過對例題的分析、歸納，總結(jié)出電路總各點電位的計算根方法和步驟。 例題：在圖2-26所示電路中，VD=0，電路中E1，E2，R1，R2，R3及I1、I2和I3均為已知量，試求：A、B、C三點的電位。 解：由于VD=0，UAD=E1，UAD=VA-VD 所以 A點電位 B點電位 C點電位 以上求A、B、C三點的電位是分別通過三條最簡單的路徑得到的。 解法二：取定電位時，路徑的選擇可以是隨意的。下面以B點為例進行分析。 當沿路徑BAD時， 當沿路徑BCD時， 注意：三個路徑雖然表達式不同，但其結(jié)果是相等的。有興趣的同學可以在課下進行驗證。 通過以上分析，可以歸納出電路中各點電位的計算方法和步驟： （1） 確定電路中的零電位點（參考點）。通常規(guī)定大地電位為零。一般選擇機殼或許多元件匯集的公共點為參考點。 （2） 計算電路中某點A的電位，就是計算A點與參考點D之間的電壓UAD，在A點和D點之間，選擇一條捷徑（元件最少的簡捷路徑），A點電位即為此路徑上全部電壓之和。 （3） 列出選定路徑上全部電壓代數(shù)和的方程，確定該點電位。 提示： （1）當選定的電壓參考方向與電阻中的電流方向一致時，電阻上的電壓為正，反之為負； （2）當選定的電壓參考方向是從電源正極到負極，電源電壓取正值，反之取負值。 II.例題講解，鞏固練習 略。（見教材§