比赛教案复杂直流电路

教 案 首 页 课题序号 6 授课时间 ××年××月××日 授课课时 4 授课班级 ××班 单元名称 复杂直流电路 任务名称 基尔霍夫定律及支路电流法 教材名称、出版单位及主编 电工技术基础与技能 高等教育出版社 周绍敏主编

教学目标 知识目标：1.理解常用电路名词的含义。 2.掌握基尔霍夫定律。 能力目标：1.能使用万用表测量电路中各支路电流值及各段电路的电压值。 2.能运用基尔霍夫定律列（支路电流法）分析计算复杂直流电路。 情感目标：1.激发学生学习复杂直流电路的兴趣。 2.在实训操作过程中体验动手的乐趣，成功的喜悦。

教学重点 基尔霍夫定律 支路电流法

教学难点 基尔霍夫定律

内容安排 第一节 基尔霍夫定律 3课时 第二节 支路电流法 1课时

教学策略 理实一体，任务驱动，小组讨论

教学资源 万用表、面包板、电池、电阻若干、导线若干、电脑、投影仪、课外教材 布置作业 （一）P56-58是非题：1～4；选择题：1～6；填空题：1～6；问答与计算题：1～2。 （二）补充题：2题

教学反思 优点：课堂内容安排紧凑，学生参与度高，电路搭接、元器件的识读、万用表的使用的能力得到了提高。 不足：有部分学生人云亦云，依赖组内其他同学，动手不积极。 针对不足再设计：任务细化，具体明确每位同学的工作任务。 授课主要内容或板书设计 第三章 复杂直流电路 第一节 基尔霍夫定律 一、常用电路名词 1.支路：由一个或几个元件首尾相接构成的无分支电路。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联接汇聚的点。 3.回路：电路中任一闭合的路径。 4.网孔：不含有分支的闭合回路。 5.网络：在电路分析范围内网络是指包含较多元件的电路。 二、基尔霍夫节点电流定律 1.节点电流定律(KCL)内容 （1）电流定律的第一种表述：在任何时刻，电路中流入任一节点中的电流之和，恒等于从该节点流出

的电流之和，即流出流入II。

（2）电流定律的第二种表述：在任何时刻，电路中任一节点上的各支路电流代数和恒等于零，即0I。 2.KCL的应用举例 三、基夫尔霍电压定律(回路电压定律) 1.电压定律(KVL)内容 （1）电压定律的第一种表述：在任何时刻，沿着电路中的任一回路绕行方向，回路中各段电压的代数和

恒等于零，即0U。 （2）电压定律的第二种表述：对于电阻电路来说，任何时刻，在任一闭合回路中，各段电阻上的电压降代数和等于各电源电动势的代数和，即ERI 2.利用RI = E 列回路电压方程的原则 ① ①标出各支路电流的参考方向并选择回路绕行方向(既可沿着顺时针方向绕行，也可沿着逆时针方向绕行)； ②电阻元件的端电压为±RI，当电流I的参考方向与回路绕行方向一致时，选取“+”号；反之，选取“”号； ③电源电动势为 E，当电源电动势的标定方向与回路绕行方向一致时，选取“+”号，反之应选取“”号。 第二节 支路电流法

一、支路电流法： 以各支路电流为未知量，应用基尔霍夫定律列出节点电流方程和回路电压方程，解出各支路电流，从而可确定各支路(或各元件)的电压及功率，这种解决电路问题的方法叫做支路电流法。 二、支路电流法的解题步骤： 1.假定各支路电流的方向和回路方向。 2.用基尔霍夫节点电流定律列出节点电流方程式。 3.用基尔霍夫电压定律列出回路电压方程式。 4.代入已知数据，解方程，求出各支路的电流。 5.确定各支路电流的实际方向。 课 堂 教 学 安 排 教学过程 主 要 教 学 内 容 学生活动 教师活动 导入新课 讲授新课 观察以下两张电路,比较其本质的区别。 结论：a图通过电阻等效后可以直接用欧姆定律来求解，是简单直流电路；而b图不能直接用欧姆定律来求解，是复杂直流电路。 第一节 基尔霍夫定律 一、常用电路名词 以图3-1所示电路为例说明常用电路名词。 图3-1 常用电路名词的说明 1.支路：由一个或几个元件首尾相接构成的无分支电路。在同一支路内，流过所有元件的电流相等。 如图3-1电路中的ED、AB、FC均为支路，该电路的支路数目为b = 3。 2.节点：三条或三条以上支路的联接汇聚的点。 如图3-1电路的节点为A、B两点，该电路的节点数目为n = 2。 3.回路：电路中任一闭合的路径。 如图3-1电路中的CDEFC、AFCBA、EABDE路径均为回路，该电路的回路数目为l = 3。 4.网孔：不含有分支的闭合回路。 如图3-1电路中的AFCBA、EABDE回路均为网孔，该电路的网孔数目为m = 2。 二、基尔霍夫节点电流定律 观察电路，分组讨论。 对照电路，理解支路、节点、回路等名词的意义。 按左图所示，连接电路，分别测量3条支路中的电流值，并记录在表格中，求出a节点上电流的代数和。根据实验结果得出正确的结论。 提出问题，导入复杂直流电路。

通过电路，解释各名词的含义，尤其要强调“节点”，同电位点是同一节点（可以通过两个不同电路来比较说明）。

巡回指导学生完成电路的连接和数据的测量，并引导学生得出基尔霍夫节点电流定律。

a b 教学过程 主 要 教 学 内 容 学生活动 教师活动 I1 I2 I3 节点a上的电流代数和

1.节点电流定律(KCL)内容 （1）电流定律的第一种表述：在任何时刻，电路中流入任一节点中的电流之和，恒等于从该节点流出的电流之和，即 流出流入II

（根据节点电流定律所列出的方程即为节点电流方程） 例：图3-2中，在节点A上： I1  I3 = I2  I4  I5

图3-2 （2）电流定律的第二种表述：在任何时刻，电

路中任一节点上的各支路电流代数和恒等于零，即

0I 一般可在流入节点的电流前面取“+”号，在流出节点的电流前面取“”号，反之亦可。 图3-2中，在节点A上： I1  I2 + I3  I4  I5 = 0。 注意：在使用电流定律时的注意事项。 ①对于含有n个节点的电路，只能列出(n  1)个独立的电流方程。 ②列节点电流方程时，只需考虑电流的参考方向，然后再代入电流的数值。 为分析电路的方便，通常需要在所研究的一段电路中事先选定(即假定)电流流动的方向，叫做电流的参考方向，通常用“→”号表示。 电流的实际方向可根据数值的正、负来判断，当I > 0时，表明电流的实际方向与所标定的参考方向一致；当I < 0时，则表明电流的实际方向与所标定的参考方向相反。 2.KCL的应用举例 (1)对于电路中任意假设的封闭面来说，电流定律仍然成立。如图3-3中，对于封闭面S来说，有I1 + I2 = I3。

分析图3-2中A节点上各电流之间的关系，依据KCL列出节点电流方程。 将I1  I3 = I2  I4  I5式中等式右边的量移到左边。得出节点电流定律的第二种表述方式。 分组讨论。 “温故知新”电流值前的正负号表示电流的方向，若流入为“+”流出即为“-”。

参与小组讨论，给予指导。 教学过程 主 要 教 学 内 容 学生活动 教师活动 图3-3 (2)对于网络 (电路)之间的电流关系，仍然可由电流定律判定。如图3-4中，流入电路B中的电流必等于从该电路中流出的电流。 图3-4 (3)若两个网络之间只有一根导线相连，那么这根导线中一定没有电流通过。 (4)若一个网络只有一根导线与地相连，那么这根导线中一定没有电流通过。 例1：如图3-5所示电桥电路，已知I1 = 25 mA，I3 = 16 mA，I4 = 12 A，试求其余电阻中的电流I2、I5、I6。 图3-5 解：在节点a上： I1 = I2 + I3，则I2 = I1 I3 = 25  16 = 9 mA 在节点d上： I1 = I4 + I5，则I5 = I1  I4 = 25  12 = 13 mA 在节点b上： I2 = I6 + I5，则I6 = I2  I5 = 9  13 = 4 mA 电流I2与I5均为正数，表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相同，I6为负数，表明它的实际方向与图中所标定的参考方向相反。 三、基夫尔霍电压定律(回路电压定律) 发散思维。 学生独立完成该题。 按左图所示，连接电路，分别测量各段电路的电压值，并记录在表格，求出两个回路中的电压代数和，根据实验结果得出正确的结论。

引导。 巡回指导。

巡回指导学生完成电路的连接和数据的测量，并引导学生得出基尔霍夫回路电压定律。 教学过程 主 要 教 学 内 容 学生活动 教师活动 Uab Ubd Udc Uca Uad U1 U2

1.电压定律(KVL)内容 （1）电压定律的第一种表述：在任何时刻，沿着电路中的任一回路绕行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零，即 0U。 （根据回路电压定律所列出的方程即为回路电压方程） 例：以图3-6电路说明基夫尔霍电压定律。

图3-6 沿着回路abcdea绕行方向，有： Uac = Uab + Ubc = R1I1 + E1， Uce = Ucd + Ude = R2I2  E2， Uea = R3I3 则 Uac + Uce + Uea = 0 即 R1I1 + E1  R2I2  E2 + R3I3 = 0 上式也可写成 R1I1  R2I2 + R3I3 =  E1 + E2 （2）电压定律的第二种表述：对于电阻电路来说，任何时刻，在任一闭合回路中，各段电阻上的电压降代数和等于各电源电动势的代数和，即 ERI

2.利用RI = E 列回路电压方程的原则 ② ①标出各支路电流的参考方向并选择回路绕行方向(既可沿着顺时针方向绕行，也可沿着逆时针方向绕行)； ②电阻元件的端电压为±RI，当电流I的参考方向与回路绕行方向一致时，选取“+”号；反之，选取“”号； ③电源电动势为 E，当电源电动势的标定方向与回路绕行方向一致时，选取“+”号，反之应选取“”号。

分析图3-6中A节点上各电流各段电压之间的关系，依据KVL列出回路电压方程。 将电阻压降和电动势压降分别列写到等式的两边。 强调电流方向、电压方向、电动势方向和路径方向之间的关系。

引导学生得出电压定律的第二种表述方式。