电工基础教案2

2-11课题2－1闭合电路的欧姆定律课型新课授课班级授课时数4教学目标1．理解电动势、端电压的概念。2．熟练掌握闭合电路的欧姆定律。3．掌握电源输出功率与外电阻的关系。教学重点1．闭合电路的欧姆定律。2．电源输出功率与外电阻的关系。教学难点闭合电路的欧姆定律。学情分析教学效果教后记2-12新课第一节闭合电路的欧姆定律一、电动势1．电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。用符号E表示。2．单位：伏特（V）注意点：(1)电动势由电源本身决定，与外电路无关。(2）电动势的规定方向：自负极通过电源内部到正极的方向。二、闭合电路的欧姆定律1．复习部分电路的欧姆定律IRU2．闭合电路欧姆定律的推导(1)电路(2)推导设t时间内有电荷量q通过闭合电路的横截面。电源内部，非静电力把q从负极移到正极所做的功WEqEIt，电流通过R和R0时电能转化为热能QI2RtI2R0t因为WQ所以EItI2RtI2R0tEIRIR0或I0RRE(3）闭合电路欧姆定律闭合电路内的电流，与电源电动势成正比，与整个电路的电阻成反比。其中，外电路上的电压降（端电压）UIREIR0内电路上的电压降UIR0电动势等于内、外电路压降之和EIRIR0UU例1：如上图，若电动势E24V，内阻R04，负载电阻R20，试求：（1）电路中的电流；（2）电源的端电压；（3）负载上的电压降；（4）电源内阻上的电压降。例2：电源电动势为1.5V，内电阻为0.12，外电路电阻为1.38，求电路中的电流和端电压。2-13例3：电动势为3.6V的电源，与8的电阻接成闭合电路，电源两极间的电压为3.2V，求电源的内电阻。三、端电压1．电动势与外电路电阻的变化无关，但电源端电压随负载变化，随着外电阻的增加端电压增加，随着外电阻的减少端电压减小。证明：I0RRE当R增加时，（RR0）增加，电流I减小，UEIR0增加；同理可证，当R减小时，U也减小。2．两种特例：（1）当外电路断开时，R趋向于无穷大。I0UEIR0E即UE应用：可用电压表粗略地测定电源的电动势（2）当外电路短路时，R趋近于零，I0RRE趋向于无穷大，U趋近于零。短路时电流很大，会烧坏电源，引起火灾，决不允许将导线或电流表直接接到电源上，防止短路。应用：测量电动势和电源内阻。例4：例1（《电工基础》第2版周绍敏主编）。例5：有一简单闭合电路，当外电阻加倍时，通过的电流减为原来的2/3，求内阻与外阻的比值。四、电源向负载输出的功率1．P电源IE；P负载IU；P内阻I2R0；UER0同乘以I，得UIIEI2R0IEIUI2R0P电源P负载P内阻在何时电源的输出功率最大？设负载为纯电阻当RR0时，Pmax024RE这时称负载与电源匹配。2．电源输出功率P与负载电阻R的变化关系曲线2-143．注意：当RRO时，电源输出功率最大，但此时电源的效率仅为50%。练习习题（《电工基础》第2版周绍敏主编）1．是非题(1)、(2)。2．选择题(1)、(2)。小结1．电源电动势的大小和方向。2．闭合电路的欧姆定律的内容和表达式。3．端电压的概念；外电阻增大和减小时，端电压的变化。4．电源输出功率最大的条件，这时的输出效率。布置作业习题（《电工基础》第2版周绍敏主编）3．填充题（1）、（2）。4．问答与计算题（1）、（2）。2-15课题2－2电池组课型新课授课班级授课时数1教学目标掌握串、并联电池组的特点。教学重点串、并联电池组电动势、内阻的计算。教学难点混联电池组的计算。学情分析教学效果教后记2-16新课课前复习：1．闭合电路欧姆定律的内容和表达式。2．端电压随外电阻的变化规律。3．电源输出最大功率的条件。第二节电池组一个电池所能提供的电压不会超过它的电动势，输出的电流有一个最大限度，超出这个极限，电源就要损坏。对于要求较高电压或较大电流的场合，就要用到多个电池的串联和并联及混联。一、电池的串联1．当负载需要较高电压时，可使用串联电池组供电。设串联电池组n个电动势为E，内阻为R0的电池组成，则：E串nEr串nR02．特点：(1)电动势等于单个电池电动势之和。(2)内阻等于单个电池内电阻之和。3．注：用电器的额定电流必须小于单个电池允许通过的最大电流。二、电池的并联1．当负载需要较大电流时，可使用并联电池组供电。设并联电池组n个电动势为E，内阻为R0的电池组成，则E并E；R0并nR02．特点：(1)电动势等于单个电池的电动势。(2)内阻等于单个电池内阻的n1。3．注：用电器的额定电压必须低于单个电池的电动势。三、电池的混联1．当单个电池的电动势和允许通过的最大电流都小于用电器额定电压和额定电流时，可采用混联电池组供电。例1：有3个电池串联，若每个电池的电动势E1.5V，内阻R00.2，求串联电池组的电动势和内阻。例2：有5个相同的电池，每个电池的E1.5V，R00.02，将它们串联后,外接电阻为2.4，求电路的电流及每个电池两端的电压。2-17练习小结1．串并联电池组的电动势和内电阻。2．在什么情况下使用串联电池组？在什么情况下使用并联电池组？布置作业习题（《电工基础》第2版周绍敏主编）3．填充题（3）、（4）。4．问答与计算题（3）、（4）。2-18课题2－3电阻的串联课型新课授课班级授课时数2教学目标1．熟练掌握电阻串联的性质和作用。2．理解串联分压和功率分配的原理。3．掌握电压表扩大量程的方法和计算。教学重点1．电阻串联的性质和作用。2．电压表扩大量程的方法和计算。教学难点多量程电压表分压电阻的计算。学情分析学生在物理中已学过电阻的串联。教学效果教后记2-19新课课前复习1．串、并联电池组的电动势和内电阻的计算。2．串、并联电池组的应用场合。第三节电阻的串联一、定义（1）电阻的串联——把两个或两个以上的电阻依次连接起来，使电流只有一条通路。（2）特点①电路中电流处处相等。②电路总电压等于各部分电路两端的电压之和。二、重要性质1．总电阻UIR；U1IR1；U2IR2；；UnIRnUU1U2U3UnIRIR1IR2IR3+RnRR1R2R3++Rn结论：串联电路的总电阻等于各个电阻之和。2．电压分配I11RU；I22RU；I33RU；；InnRU11RU22RU33RUnnRUI结论：串联电路中各电阻两端的电压与它的阻值成正比。若两个电阻串联，则U1IR1；U2IR2；I21RRUU1211RRRU；U2212RRRU3．功率分配PIUI2RP1=I2R1；P2I2R2；P3I2R3；；PnI2Rn11RP22RP33RPnnRP结论：串联电路中各电阻消耗的功率与它的阻值成正比。例1：有４个电阻串联，其中R120，R215，R310，R410，接在110V的电压上。求（1）电路的总电阻及电流；（2）R1电阻上的电压。2-20例2：例1（《电工基础》第2版周绍敏主编）。例3：R1、R2为两个串联电阻，已知R14R2，若R1上消耗的功率为1W，求R2上消耗的功率。三、电压表（1）常用的电压表是用微安表或毫安表改装成的。（2）毫安表或微安表的重要参数：Ig——满偏电流Rg——表头内阻（3）电流越大，毫安表或微安表指针的偏角就越大。由于UIR，则毫安表或微安表两端的电压越大，指针偏角也越大。（4）如果在刻度盘上直接标出电压值，就可用来测电压，但这时能测的电压值很小。为了能测较大的电压，可串联一电阻，分担部分电压，就完成了电压表的改装。（5）测量时要与被测电路并联。（6）关键：会计算串联的电阻R的大小。设电流表的满偏电流为Ig，内阻为Rg，要改装成量程为U的电压表，求串入的RRgIURgggIRIU例4：例2（《电工基础》第2版周绍敏主编）。练习1．有一表头，它的满刻度电流Ig50µA，内阻为Rg3k，若改装成量程为15V的电压表，应串联多大的电阻？2．习题（《电工基础》第2版周绍敏主编）1．是非题（3）、（4），2．选择题（3）。小结1．串联的定义及特点。2．串联的重要性质。3．电压表量程的扩大。布置作业习题（《电工基础》第2版周绍敏主编）3．填充题（5），4．问答与计算题（5）。2-21课题2－4电阻的并联课型新课授课班级授课时数2教学目标1．熟练掌握电阻并联的性质和作用。2．理解并联分压和功率分配的原理。3．掌握电流表扩大量程的方法和计算。教学重点1．电阻并联的性质和作用。2．电流表扩大量程的方法和计算。教学难点电阻并联的重要性质。学情分析学生在物理中已学过电阻的并联。教学效果教后记2-22新课课前复习：1．串联电路中电流、电压的基本特点。2．串联电路的总电阻、电流分配和功率分配。3．串联电阻的分压作用。第四节电阻的并联一、定义1．电阻的并联：把若干个电阻一端连在一起，另一端连接在一起。2．特点：①电路中各支路两端的电压相等；②电路中总电流等于各支路的电流之和。二、重要性质1．总电阻设电压为U，根据欧姆定律，则I=RU；I11RU；I22RU；；InnRU因为II1I2I3In所以R111R21R31RnR1结论：并联电路总电阻的倒数等于各个电阻的倒数之和。2．电流分配UI1R1；UI2R2；UI3R3；；UInRnI1R1I2R2I3R3IRnU结论：并联电路中通过各个电阻的电流与它的阻值成反比。当只有两只电阻并联时I1212RRRI；I2211RRRI3．功率分配PKUIKKRU2P1R1P2R2P3R3PnRn结论：并联电路中各个电阻消耗的功率与它的阻值成反比。例1：R124，R2=8，U12V，求总电阻及各电阻上的电流。例2：5个25的电阻并联，总电阻为多少？例3：两只电阻并联，其中R1为100，通过R1的电流I1为0.4A，通过整个并2-23联电路的电流I为1A，求R2和通过R2的电流I2。例4：在240V的线路上并接15、30、40电热器各一个，求（1）各电热器上的电流；（2）总电流及总电阻；（3）总功率及各电热器消耗的电功率。例5：例1（《电工基础》第2版周绍敏主编）。三、电流表利用并联电路的分流原理，在微安表或毫安表上并联一分流电阻，按比例分流一部分电流，则可以利用微安表和毫安表测量大的电流（扩大量程）。RRRIUgggIIRI其中：Ig为电流表的满偏电流；Rg为电流表内阻；I为电流表的量程；R为分流电阻。例5：P26例2。练习习题（《电工基础》第2版周绍敏主编）2．选择题（5）～（7）；3．填充题（6）。小结并联电路的特点和重要性质；分压电阻的计算。布置作业习题4．（《电工基础》第2版周绍敏主编）问答与计算题（7）。2-24课题2－5电阻的混联课型新课授课班级授课时数2教学目标掌握简单混联电路的分析和计算。教学重点混联电路的计算