《电工技术》理实一体化教案.docx

1、电工技术理实一体化教案早下课题基尔霍夫定律课型工田中Hr/iz 、田” / 教具学具 pc机；multisim软件；凌波多媒g一体化 课时4电教设施体；任务书（供学生用）；课件教 学 目 标知识 教学点理解支路、节点、回路、网TL的基本概念掌握基尔霍夫定律的内容了解基尔霍夫定律的适用场合能力 培疗点能够通过简单电路和复杂电路的对比，提高观察和分析能力能够通过仿真数据分析，认识到基尔霍夫定律，培养逻辑思维能力 能够运用基尔霍夫定律对电路进行计算，提高分析和解决问题的能力德育 渗透点能够透过实验现象归纳事物本质培养学生对本专业的职业认同感培养学生科学探索的兴趣、严谨扎实的工作作风和团结协作精神教

2、学 重 难 点重点基尔霍夫定律的内容 基尔霍夫定律表达式难点通过实验现象总结出定律内容熟练列出基尔霍夫回路电压方程学法引导实验探究教学内容 更新、补 充、删节增加了简单电路和复杂电路的概念 增加了 一些具有针对性的小练习参考资料实例讲解MultisimIO电路仿真，程勇，人民邮电出版社 电工技术基础与技能，刖艳，人民邮电出版社课后体会学生在任务的驱动下，利用仿真电路自主探究电路规律，结合教师对 相关知识点的讲授，达到对所学知识的掌握。这个思路带来了很好的教学 效果，但增加的实验部分会使得教学时数稍显紧张， 这一点还需日后改进。(a) (b)简单电路和复杂电路思考讨论回答问题思考肃答问题提问：利

3、用什么方法可以求出(a)图中流过电阻 R3的电流？请大家讨论学生根据已有的知识基础可能给出的方法 ：利用欧姆定律和电阻串并联特点可以求解。教师给以肯定和鼓励教师提问：利用欧姆定律和电阻串并联特点可以求出( b)图中流过电阻 R3 的电流吗？学生无法求解，教师引出简单电路和复杂电路的概念：前面我们学习了运用欧姆定律及电阻串并联能进行化简和计算的直流电 路，这种电路成为 简单电路；但有些电路是不能单纯运用欧姆定律及电阻串并 联进行求解的，这种电路就称为 复杂电路。新课讲授基尔霍夫定律任务描述：本次课需要学生完成两个任务任务一：探究基尔霍夫电流定律并应用定律分析电路任务二：探究基尔霍夫电压定律并应用

4、定律分析电路介绍基尔霍夫定律的发现背景和重大意义：19世纪40年代， 电气技术发展十分迅速，电路变得愈来愈复杂。这种复杂电路不是串、并联电路的公式所能解决的，刚从德国哥尼斯堡大学毕业，年仅21岁的基尔霍夫在他的第 1篇论文中提出了适用于这种复杂电路计算的两个定律，即著名的基尔霍夫定律。该定律能够迅速地 求解任何复杂电路，从而成功地解决了这个阻碍电气技术发展的难题。、任务1:探究基尔霍夫电流定律并应用定律分析电路 1任务描述探究基尔霍夫电流定律，并利用定律求解支路电流 2任务分析(1)利用“multisim”软件构建仿真电路，测量支路电流数据，并对数据 进行分析，导出结论，探究基尔霍夫电流定律；

5、(2)利用基尔霍夫电流定律列表达式，求解支路电流。3相关知识3.1支路、节点、回路和网孔1001RSWv独立思考完成任 务书上相应问题 的回答支路、节点、回路、网孔的演示要求学生在任务书上写下上图中的支路、节点、回路和网孔。(2)学生练习教师多媒体显示下图，并设疑：支路、节点、回路、网孔有哪些?教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间 (3)思考讨论教师提问：回路和网孔是一回事吗？它俩有着怎样的关系？答：每两个相邻的网孔就可以构成一个回路； 回路的个数一定是多于网孔3.2观察电路教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间判断节点电流流入和流出的方法3.34、任务实施步骤1:构建电路和测量电流

6、I2R1 2n4_V2 17 V基尔霍夫电流定律探究电路步骤2:数据分析和结论导出步骤3:讲授基尔霍夫电流定律的内容及推广应用听讲而面外五条支路的电流关系如图对虚线所包围的闭合面可视为一个结点, 可应用KCL得：i2=10+7+(-12)-4 =1A(3)练习：如图所小电路，已知Ia =1 mA , Ib =10 mA , Ic =2 mA ,求电流I d?教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间【解】根据基尔霍夫电流定律的推广应用， 流入图示的闭合回路的电流代数和为零，即Id =-(I a+I b+Ic尸(1+10+2) = 13 mA步骤4:应用基尔霍夫电流定律分析电路要求学生应用定律求

7、解支路电流大小 (1)计算电路中I的大小学生回答：表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相同提问：I6为负数，说明什么？学生回答：表明它的实际方向与图中所标定的参考方向相反教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间二、任务2:探究基尔霍夫电压定律并应用定律分析电路 1任务描述探究基尔霍夫电压定律，并利用定律求解支路电压或电流 2任务分析(1)利用“multisim”软件构建仿真电路，测量支路电压数据，并对数据 进行分析，导出结论，探究基尔霍夫电压定律；(2)利用基尔霍夫电压定律列表达式，求解支路电压或电流，并利用仿 真软件验证理论分析结果。3任务实施 步骤1:构建电路和测量电压要求学生根据任

8、务书引导构建电路， 测量各元件端电压，并将数据填入数 据表基尔霍夫电压定律探究电路步骤2:数据分析要求学生根据任务书引导分析数据，得到各回路的电压方程步骤3:结论导出步骤4:思考与讨论在任一瞬间沿任一回路绕彳L周，回路中所有支路电压的代数和恒等于零完成任务二步骤52教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间步骤5:讲授基尔霍夫电压定律的内容步骤6:练习列回路电压方程(2)仿真验证仿真验证电路完成任务二步骤8步骤8:总结基尔霍夫电压定律解题步骤教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间6选择一个回路的绕行方向(顺时针方向或逆时针方向均可)作参考电阻元件的端电压为 +RI,当电流I的参考方向与回路

9、绕行方向一致时， 选取“ +”号；反之，选取“ -”号；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。列2U = 0表达式。三、任务展不教师通过凌波每组选一名学生展示自己构建的三个仿真电路并运行程序, 多媒体进行屏幕发布四、任务评价完成自评互评表学生完成自评互评表【四】课堂小结师：同学们，本次课中你学到了什么 ？解决了哪些问题？学生发言时，教师实时的进行引导和总结师：你认为最难以解决的问题是什么？学生发言时，教师提醒解决问题的“关键”在哪儿师：你比较佩服谁？你与他差距在哪儿？学生发言时，教师鼓励学生继续在相互协作中取长补短师：你想对老师说点什么？

10、有什么意见？学生发言时，教师及时记录，以便改进师：你有哪些收获？有哪些进步？学生发言时，教师结合学生专业给予学生赞赏讨论并发言讨论并发言发百讨论并发言发百【五】布置作业多媒体布置作业:1、试用基尔霍夫定律, 电压方程式。列出下图所示电路中的各结点和回路的电流方程式、O：E12、如图所示电路中，Q , US2=117V、R=0.6Us1=130V、R=1 为直流发电机的模型,电阻负载 R=24Q为蓄电池组的模型。 试求各支路电流。%。3、预习下次课内容任务书本次课需要完成的任务任务一：探究基尔霍夫电流定律并应用定律分析电路任务二：探究基尔霍夫电压定律并应用定律分析电路任务一：探究基尔霍夫电流定律

11、并应用定律分析电路1、相关知识(1)支路、节点、回路和网孔分别指出上图所示两个电路的支路、节点、回路和网孔左图支路： 节点： 回路： 网孔： 右图支路： 节点： 回路： I拓展讨论：回路和网孔是一回事吗？它俩有着怎样的关系？请讨论并写下你们的想法：(2)节点电流的流入和流出RI R3R2 R4电阻R1、R2、R3、R4的串并联关系？答： 根据已掌握的电阻串并联电路的特点讨论分析电流 ”12、I3、I4有什么关系？答： Ii、I2对于A点来讲有什么相似之处吗？答： 13、I4对于A点来讲有什么相似之处吗？答： 总结结论：对于 A点来讲 你们是怎样判断电流的流入和流出的？答： 练习：下图所示两个电

12、路，请指出对于节点 A、节点a和节点b,流入电路和流出电流分别是哪几个:节点a：(1)流入： (2)流出： 节点b ：(1)流入： (2)流出： 2、任务实施= Ei=17V =E2=17V I311 12 3 *Zl R1=2 Q , R2=1 Q U R3=5 Q步骤1:构建电路，测量数据构建上图所示电路的仿真模型，调用虚拟电流表测量三个电流的大小，填入数据表参数设置E1=17V , E2=17V , R1=2 Q , R2=1 Q , R3=5 QI1 (A)I2 (A)I3 (A)节点a电流方程节点b电流方程U1 (V)U2 (V)U3 (V)回路1电压方程回路2电压方程回路3电压方程

13、步骤2:数据分析和结论导出请同学们分别针对节点 a和b,看看流入电流数据和流出电流数据间有没有某种联系？请讨论并写下 你们的结论：步骤3:基尔霍夫电流定律的推广应用练习：如图所小电路，已知 Ia=1 mA , Ib =10 mA, Ic =2 mA,求电流Id?步骤4:应用基尔霍夫电流定律分析电路(1)计算电路中I的大小(2)如图所示电桥电路，已知 律进行理论分析计算。求解过程:I i = 25 mA, I3 = 16 mA, 14 = 12 A,针对I? I5、利用基尔霍夫电流定/|解题过程:请同学们观察三个支路电流的计算结果是大于零还是小于零？这能够说明什么问题呢？请讨论并写 下你们的想法

14、：I2 0,说明 I5 0I6 0,说明 任务2：探究基尔霍夫电压定律并应用定律分析电路步骤1：构建电路和测量电压请同学们调用虚拟电压表测量三个电阻的端电压，将支路电压数据 U1, U2, U3填入数据表格步骤2:数据分析请大家分别对三个回路中各个元件的端电压数据进行加减运算，使其结果为零，填入表格，即为各回 路的电压方程。步骤3:导出结论同学们，请你们用自己的语言概括实验现象，总结实验结论：步骤4:思考与讨论请大家思考并讨论：(1)为什么各段支路电压有加有减？根据你们已经掌握的知识，大胆的猜想一下，这会与什么因素有关 系呢，请写下你们的想法：(2)如果给回路设定一个绕行方向作为参考方向，请大

15、家分析各元件端电压与绕行方向的关系，请写下 你们的结论：步骤5:写下基尔霍夫电压定律的内容步骤6:练习列回路电压方程左回路: 右回路: 步骤7:应用基尔霍夫电压定律求解支路电流并利用软件验证计算结果如图所示电路，已知i2=2A,针对支路电流i1和13分别进行理论计算和仿真验证(1)理论分析计算解题过程（ 2）仿真验证请构建上图所示电路的仿真模型，调用电流表测量电流，测量结果与你们的计算结果一样吗？请注意电流表极性，请将程序保存在桌面以你名字命名的文件夹里。步骤 8：总结基尔霍夫电压定律解题步骤经过这个环节的实践和学习，你觉得应用基尔霍夫电压定律解题时，应该怎么做呢？请讨论、归纳、总结并写下你们的结论：