叠加定理1.docx

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叠加定理1

江苏省职业学校

理论课程教师教案本

（2010-----2011学年第一学期）

授课班级09单电

课程名称电工基础

授课教师姬蕾

邳州市职教中心

授课教师

姬蕾

授课名称

电工基础

授课班级

09单电

授课地点

多媒体室

授课时数

1课时

课　　型

新授课

授课时间

2011-9-13第5周

章节名称

3.3叠加定理

教学目的

知识目标：

（1）掌握叠加定理的具体内容。

（2）掌握叠加定理的解题方法。

能力目标：

（1）培养学生对实际问题的解决能力。

（2）培养学生应用叠加和分解的思想，把复杂变简单，把多元变单元解决复杂问题的能力。

情感目标：

逐步培养学生善于发现、勤于动脑的良好素质，培养学生认真观察分析的科学态度

教学重点

（1）掌握运用叠加定理求解复杂直流电路的五大步骤。

教学难点

叠加过程中，代数和的正负确定。

教材分析

《叠加定理》是分析和计算复杂直流电路的支路电流或电压的一种重要方法，是本章节的一个重点内容之一，掌握了它有利于帮助学生简洁快速的求出某一支路的电流或电压；同时这节课的内容的教学过程对培养学生的探索精神、逻辑思维能力和分析问题、解决问题的能力都具有重要的意义。

学生分析

学生在本节之前已经学习过基尔霍夫定律和支路电流法，在此基础上继续探究复杂直流电路的求解方法。

但是多数学生没有养成良好的学习习惯，分析问题解决问题的能力较弱，学习的学习兴趣还是不高。

针对职中学生的特点，需要教师在讲解过程中，注意培养学生分析问题解决问题的思路和方法，提高他们的学习兴趣，培养他们探索的精神和科学的态度。

教学思路

根据以上对教材和学生的分析，决定实施以“任务”为线索，以“学生”为主体，以“教师”为主导的任务驱动法：

1、复习提问，巩固上节课所学知识。

2、提出任务。

设置三个任务。

在任务中穿插如下环节。

3、提出设想，实验验证，对比计算，得出定理内容。

4、演示例题，总结解题步骤。

5、课堂练习，巩固定理。

学习方法

小组合作讨论，通过动手操作实验，通过教师引导，应用方法求解电路并总结归纳，得出最后的结论。

课堂教学安排

教学

过程

教学内容

教师

活动

学生

活动

教学说明

组织

教学

复习

（3分钟）

导入

（1分钟）

新授

任务一

（12分钟）

任务二

（15分钟）

任务三

（10分钟）

总结

（3分钟）

布置

作业

（1分钟）

问题1：

简单直流电路中电阻的串联分压公式和并联时的分流公式？

问题2：

应用支路电流法的解题步骤？

在以上几节课，我们学习了基尔霍夫定律和支路电流法及回路电流法，这些方法都可以求解复杂的直流电路。

但是我们看到，每种方法都有它的适用范围。

如果题目中电源数量不多，但是支路数和回路数较多的话，我们还有没有其他较为简便的方法来求解呢？

如果我们能把复杂直流电路拆分成多个单独电源作用的简单直流电路，求解后再把各个结果合成，是不是达到求解的目的呢？

第三节 叠加定理

[任务一]通过实验，验证在导入部分的设想。

1.提出设想，设计实验：

将一个复杂的电路分为几个比较简单的电路，然后对这些比较简单的电路进行分析计算，再把结果合成，就可以求出原有电路中的电压、电流，避免了对联立方程的求解。

2.请同学们根据如下的实验连接图，按照实验的要求，测出实验数据，并填写在下面的表格中。

E1＝E2＝17V，R1＝1，R2＝5，R3＝2

3.学生根据下面的电路图进行实验。

I3

I2

I1

实验要求：

根据实验电路图1，变换开关S1、S2，形成三个电路：

电源E1单独工作，测R1、R2、R3支路电流，用I1’、I2’、I3’表示；电源E2单独工作，测R1、R2、R3支路电流，用I1’’、I2’’、I3’’表示；两电源E1、E2共同工作，测R1、R2、R3支路电流，用I1、I2、I3表示。

学生将最终的实验结果填写在表格中。

E1=17V单独作用

E2=17V单独作用

E1、E2共同作用

I1’

7A

I1”

-2A

I1

5A

I2’

-2A

I2”

3A

I2

1A

I3’

5A

I3”

1A

I3

6A

4.现在给出实验中用到的电路图，请大家运用支路电流法求解I1、I2、I3.

如图，E1＝E2＝17V，R1＝1，R2＝5，R3＝2,用支路电流法求I1、I2、I3。

学生应用之前学过的支路电流法求解，得出结果。

解：

I1＝5A，I2＝1A，I3＝6A。

[教师提问]请大家比较，用实验得出的三条支路电流的数据与用支路电流法计算得出的数据有什么关系？

[学生答]是一样的。

[教师提问]两组数据相同，说明了什么问题？

请思考。

（给出时间，让学生思考回答）

[学生答]说明所提出的设想是可行的。

[教师总结]设想所提出的，正是叠加定量。

叠加定理的内容：

在线性电路中，如果有多个线性独立电源同时作用时，任何一个元件中的电流（或电压）等于各电源单独作用时，在此元件中产生的电流（或电压）的代数和。

[任务二]用叠加定理求解复杂直流电路，概括出用叠加定理解题的步骤。

1.如图，已知E1＝12V，E2＝6V，R1＝2，R2＝1，R3＝2，用叠加定理求I3。

[分析]电路中含有两个电源。

我们依据叠加定理的内容可知，我们要把两个电源分成一个一个单独的电源，每个电源作一个分图，共两个分图。

每个分电路中，只含有一个电源，电路变成了简单的直流电路。

所以可以运用简单直流电路求解的方法来求解每个分电路

解：

E1单独作用时：

R2与R3并联，再与R1串联，应用电阻串并联的知识，可以求得，I1’=7A,I2’=－2A,I3’=5A

E2单独作用时：

R1与R3并联，再与R2串联，应用电阻串并联的知识，可以求得，I1”=－2A,I2”=3A,I3”=1A

将E1与E2两个电源单独作用时，在各个支路上产生的电流叠加，得出I1＝5A，I2＝1A，I3＝6A。

[教师提问]请同学们比较运用叠加定理求出的结果与实验得出的结果，并总结应用叠加定理解题的步骤。

[学生答]结果相同。

2.应用叠加定理的解题步骤：

（1）分别作出由一个电源单独作用的分图，其余电源只保留其内阻。

（对恒压源，该处用短路替代，对恒流源，该处用开路替代）。

（2）按电阻串、并联的计算方法，分别计算出分图中每一支路电流（或电压）的大小和方向。

（3）求出各电动势在各个支路中产生的电流（或电压）的代数和，这些电流（或电压）就是各电源共同作用时，在各支路中产生的电流（或电压）。

3，应用叠加定理的条件：

（1）叠加定理只适用于线性电路，对非线性电路则不适用。

（2）做分图时，电压源做短路处理，电流源做断路处理。

[任务三]课堂练习，巩固叠加定理，反馈学生掌握情况。

1.请同学们应用叠加定理求解如下图所示电路。

已知，US=10V,IS=2A,R1=2,R2=2.R3=3,R4=1.求电流I1和I4.

解：

电压源单独作用时的分图如下：

电流源单独作用时的分图如下：

电流源单独作用时的等效电路分图如下：

1.叠加定理的内容

2.应用叠加定理的解题步骤。

习题（《电工基础》第2版周绍敏主编）

4．问答与计算题（3）

教师提问

教师提问，引出本课

教师讲授，提出实验设计目的与依据。

教师提出实验要求，准备实验器材。

教师指导实验

教师总结实验过程与结果，并评价

教师提出解题要求

教师提问，引导学生

教师总结讲授，给出叠加定理的内容。

教师给出题目，要求学生应用叠加定理解题

教师给出解题分析

教师分步引导学生解题

教师提问

教师提出要求，让学生总结应用叠加定理解题的步骤。

教师评价并做最后的总结。

教师提出解题要求，给出题目

教师分析指导

教师提问

教师点评并总结

教师布置作业

问

学生回答

学生听讲并思考

学生听讲思考

学生分成小组讨论完成操作实验，并将实验结果填写在下面表格中。

学生记录并思考。

学生运用支路电流法解题

学生思考回答

学生记录并思考

学生记录题目，并思考解题。

学生听讲

学生分步做题

学生分析并回答

学生讨论总结并发言

学生记录并思考

学生根据要求和指导做题

学生思考讨论并回答

学生记录

问题1、2的提出，让学生总结之前学过的内容，达到复习的目的，并为本堂课的学习做铺垫。

在导入部分提出设想，放置疑问，引出叠加定理的内容，并激发学生的求知欲望。

通过实验，让学生验证导入部分的设想。

为叠加定理的学习提供实验依据

学生运用之前学过的支路电流法求解，小组代表起来发言，教师给出最后的答案。

由教师提问，引发学生思考。

教师总结，得出叠加定理的内容。

一环扣一环，集中了学生的注意力，提高了学习兴趣。

从叠加定理的内容中得知，我们需要把多个电源的总图分成每个电源单独作用时的分图，所以第一步一定是做分图。

分图是简单直流电路，所以应用简单直流电路的求解方法求解。

最后一定是合成结果。

一步步引导整理得出整个解题过程。

由上面的解题过程，教师引导，让学生总结应用叠加定理解题的步骤，学生分小组总结，小组代表发言，教师做总结评价。

发挥学生的主体作用，调动学生学习的积极性。

通过练习，让学生实际运用叠加定理解题的步骤和方法求解复杂直流电路，达到掌握的目的。

学生自主思考解答，教师巡回指导。

小组之间讨论，提高学生应用知识的能力。

解答完毕，学生代表小组起来回答解题过程与结果。

教师给出解题指导，并评价每个小组的表现。

充分调动学生的主动性和积极性。

学生个体总结发言，教师补充。

通过课堂小结，让学生归纳一节课的所学，提高他们概括知识的能力，并帮助学生形成本节课知识点的系统框架，有利于知识的掌握与巩固。

适当难度作业的布置，既可以让学生巩固本节课所学，更是培养学生养成良好学习习惯的有效手段。

总结本节课的主要内容。

起到巩固的目的。

作业有利于学生课后继续巩固学过的内容

（一）

课程序号

3－3

授课章节

名称

叠加定理

教时计划

2课时

第2教时

授课形式

讲授

使用教具

粉笔

教学目的

1．掌握叠加定理的内容。

2．正确应用叠加定理计算两个网孔的电路。

教学重点

应用叠加定理解题及几个注意点。

教学难点

不能应用叠加定理计算功率。

学情分析

学生已经学习了简单直流电路的解题方法

课外作业

教学后记

（二）授课主要内容或板书设计

第三节 叠加定理

一、叠加定理

1.叠加定理的内容

2.推导应用叠加定理的解题步骤

3.应用叠加定理的解题步骤

4.应用叠加定理的条件

5.应用叠加定理的注意事项

6.叠加定理的应用范围

（三）课堂教学安排

教学过程

教学内容

教学说明

组织教学

复习

导入

新授

讲授内容

讲解例题

巩固练习

讲解例题

讲授内容

课堂作业

总结

布置作业

问题1：

叠加定理的内容是什么？

问题2：

应用叠加定理的解题步骤是什么？

我们学习了叠加定理的内容，学会了用叠加定理去求解复杂直流电路，那么是不是电路中的电流、电压和功率的求解都可以应用叠加定理呢？

第三节 叠加定理

一、叠加原理

6．应用叠加定理的注意事项：

（1）在合并各个分电路的电流和电压时，注意各个电流电压数值的正负。

分析上节课的例题，得出各个分图的电流与电压在叠加时正负值的确定。

如图，已知E1＝E2＝17V，R1＝1，R2＝5，R3＝2，用支路电流法求I3。

由分析得出结论：

电流和电压分量的正方向与原图的正方向相同时取正，相反时取负。

用叠加定理求如下图所示电路中通过6Ω电阻的电流I。

（2）叠加定理只适用电压、电流的叠加计算，但不适用于功率的叠加。

7.应用叠加定理的范围：

应用叠加定理进行分析计算的过程比较繁琐，所以通常不用它来直接计算，只是在某一电路已计算完毕，各支路已求出，需算出增加一个新电动势后各支路的电流或电压时，应用叠加定理是很方便的。

这时，只需要计算新电源单独作用时所产生的电流或电压，叠加到原有的结果上就行了。

《相约在高校－电工》P44，三、选择题

（2）

3.叠加定理的注意事项。

4.叠加定理的适用范围。

习题（《电工基础》第2版周绍敏主编）

4．问答与计算题（4）

问题1、2的提出，让学生总结之前学过的内容，达到复习的目的，并为本堂课的学习做铺垫。

在导入部分提出疑问，引出本节课内容。

此例题是上节课课堂做的例题。

再次分析此例题的解题过程，得出在合并电流与电压分量时，正负值的确定方法。

通过练习，让学生巩固运用叠加定理解题的步骤和方法求解复杂直流电路，实现真正掌握。

学生分小组做题，教师巡回指导。

解答完毕，学生代表小组起来回答解题过程与结果，教师总结。

充分调动学生的主动性和积极性。

通过此例题，让学生们真正理解叠加定理只能用来叠加电压和电流，而不能叠加功率。

作业有利于学生课后继续巩固学过的内容

此课外作业的目的是让学生们体验叠加定理适用范围。

总结本节课的主要内容。

起到巩固的目的。

作业有利于学生课后继续巩固学过的内容