02《电工与电子技术基础》教案

清远市技师学院（高级技工学校）教案用纸第02周(A–8)学科电工与电子技术基础第1章第1.4~1.8节授课日期课题：直流电路的基本概念课时6班级授课方式课室讲授或电教室演示教学教学目的1.电阻与电导2.欧姆定律3.电功与电功率4.电路的三种状态重点、难点欧姆定律电功与电功率电路的三种状态教具准备板书、电脑、多媒体设备说明结合实例进行讲解教学内容课程引入、教学过程、布置作业一、新课介绍（15分钟）二、教师讲解或演示（55分钟）三、学生提问或操作（10分钟）四、小节及布置作业（5分钟）（详细内容见附页及课件）教案用纸附页1/6【教学过程】第1章直流电路的基本概念(1.4~1.8)环节教师活动学生活动备注课前回顾(5’)提问：简单的电路组成有那些？电流的五大效应？提问学生电源、负载、开关和导线便可组成一个最简单的电路。1热效应2磁效应3光效应4声效应5化学效应课题引入(5’)情景导入：提问1：在不同导体中的电流是否都是一样的。学生讨论板书：（写出学生描述的内容）。第1章直流电路的基本概念(35’)一、电阻。(P8)学生讨论或互动板书：第1章直流电路的基本概念1.4电阻与电导电阻的英文名称为resistance，通常缩写为R，它是导体的一种基本性质，与导体的尺寸、材料、温度有关。电阻的基本单位是欧姆，用希腊字母“Ω”来表示。电阻的单位欧姆有这样的定义：导体上加上一伏特电压时，产生一安培电流所对应的阻值。电阻的主要职能就是阻碍电流流过。事实上，“电阻”说的是一种性质，而通常在电子产品中所指的电阻，是指电阻器这样一种元件。二、电阻与温度的关系。(P9)学生讨论或互动板书：二、电阻与温度的关系导体的电阻与温度有关。纯金属的电阻随温度的升高电阻增大，温度升高1℃电阻值要增大千分之几。碳和绝缘体的电阻随温度的升高阻值减小。半导体电阻值与温度的关系很大，温度稍有增加电阻值减小很大。有的合金如康铜和锰铜的电阻与温度变化的关系不大。电阻随温度变化的这几种情况都很有用处。利用电阻与温度变化的关系可制造电阻温度计，铂电阻温度计能测量—263℃到1000℃的温度，半导体锗温度计可测量很低的温度。康铜和锰铜是制造标准电阻的好材料。例如：电灯泡的灯丝用钨丝制造，灯丝正常发光时的电阻要比常温下的电阻大多少？钨的电阻随温度升高而增大，温度升高1℃电阻约增大千分之五。灯丝发光时温度约2000℃，所以，电阻值约增大10倍。灯丝发光时的电阻比不发光时大得多，刚接通电路时灯丝电阻小电流很大，用电设备容易在这瞬间损坏。教案用纸附页2/6环节教师活动学生活动备注三、电阻器(P9)学生讨论或互动板书：三、电阻器电阻器是电气、电子设备中用得最多的基本元件之一。主要用于控制和调节电路中的电流和电压，或用作消耗电能的负载。电阻器的种类有很多，通常分为三大类：固定电阻，可变电阻，特种电阻。在电子产品中，以固定电阻应用最多。而固定电阻以其制造材料又可分为好多类，但常用、常见的有RT型碳膜电阻、RJ型金属膜电阻、RX型线绕电阻，还有近年来开始广泛应用的片状电阻。电阻器当然也有功率之分。常见的是1/8瓦的“色环碳膜电阻”，它是电子产品和电子制作中用的最多的。当然在一些微型产品中，会用到1/16瓦的电阻，它的个头小多了。再者就是微型片状电阻，它是贴片元件家族的一员，以前多见于进口微型产品中，现在电子爱好者也可以买到了国产产品用来制作小型电子装置。电阻值的标识例如：按部颁标准规定，电阻值的标称值应为表B302所列数字的10n倍，其中，n为正整数、负整数或零。颜色有效数字第一位数有效数字第二位数倍乘数允许误差棕11101±1红22102±2橙33103—黄44104—绿55105±0.5蓝66106±0.2紫77107±0.1灰88108—白99109—黑00100—金——10-1±5银——10-2±10无色———±20例如：红红棕金表示220Ω±5%黄紫橙银表示47kΩ±10%棕紫绿金棕表示17.5Ω±1%教案用纸附页3/6环节教师活动学生活动备注第1章直流电路的基本概念(35’)三、电导(P11)学生讨论或互动板书：三、电导电阻的倒数叫电导。导电能力;对于某一种导体允许电流通过它的容易性的量度:电阻的倒数,姆欧是测量电阻的单位,它就是欧姆的倒数表述导体导电性能的物理量。符号是G。导体的电阻越小，电导就越大，数值上等于电阻的倒数。单位是西门子，简称西，符号s。G=1/R一、部分电路欧姆定律。(P12)学生讨论或互动板书：1.5欧姆定律一、部分电路欧姆定律标准形式：I＝U/R或U＝/IR电路中通过的电流与它两端的电压成正比，与它的电阻成反比。欧姆定律得变形公式有如下：部分电路欧姆定律：U＝IR；三、全电路欧姆定律。(P13)学生讨论或互动板书：三、全电路欧姆定律全电路欧姆定律：E＝I（R+r）。第1章直流电路的基本概念(35’)一、电功。(P14)学生讨论或互动板书：1.6电功与电功率一、电功。（1）电功：电流所做的功叫电功，用W表示．电流做功的过程，就是电能转化为其他形式能的过程。电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能量。（2）电功的公式：W=UIt，即电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。必须明确电功公式中各物理量之间的对应关系，即公式中的电功W、电压U、电流强度I、时间t都是指同一段电路或同一用电器而言。教案用纸附页4/6环节教师活动学生活动备注（3）能综合运用学过的知识解决简单的电功问题。由于初中阶段研究的都是纯电阻电路，所以结合欧姆定律，电功公式还可写为，。（4）电功的单位：电功的国际单位是J，常用单位kW·h（俗称度），IkW·h=3.6×106J。（5）电能表（又叫电度表）是测量电功的仪表。把电能表接在电路中，电能表的计数器上先后两次读数的数差，就是这段时间内用电的度数。二、电功率(P15)学生讨论或互动板书：二、电功率。电功率：单位时间内电流所做的功．是表示电流做功快慢的物理量．定义：电流在单位时间内所作的功，用符号P表示单位：瓦(W)，伏安(VA)，换算关系说明：①表达式的物理意义：一段电路上的电功率等于这段电路两端的电压和电路中电流的乘积。第1章直流电路的基本概念(35’)一、焦耳-楞次定律(P16)学生讨论或互动板书：1.7焦耳-楞次定律一、焦耳-楞次定律又称“焦耳定律”。定量确定电流热效应的定律。电流通过导体时产生的热量q，跟电流强度i的平方、电阻r以及通电时间t成正比，即q＝i2rt。式中i、r、t的单位分别为安培、欧姆、秒，则热量q的单位为焦耳。在任何电路中电阻上产生的热量称焦耳热。二、负载的额定值(P16)学生讨论或互动板书：二、负载的额定值电流的热效应应用广泛，根据这一原理可以制作电炉、电烙铁、电吹风、电热容器等电热器。还可以制作对电路的保护作用元件，如熔断器。为了保证电气元件和电气设备的长期安全工作，应规定一个最高工作温度。教案用纸附页5/6环节教师活动学生活动备注工作温度取决于发热量，而发热量又由电流、电压和功率决定。因此，对上述参数值就应有规定。电气元件和电气设备所充许的最大电流、电压和功率分别叫做额定电流、额定电压和额定功率。如：灯泡上标的“220V40W”即是额定值。一、通路状态(P16)学生讨论或互动板书：1.8电路的三态状态一、通路状态通路状态就是有载工作状态，即电路中的开关闭合，负载中有电流流过。负载的大小可分为：满载、轻载、过载三种状态。满载：负载在额定功率下的工作状态。轻载：低于额定功率下的工作状态。过载（超载）：高于额定功率下的工作状态。过载易烧坏电器，所以一般情况下不允许出现过载。二、短路状态(P17)学生讨论或互动板书：二、短路状态短路又可分为电源短路和用电器短路两种情况。用一根导线将电源的两极直接连接起来，叫做电源短路。此时电路中的电流很大，会把电源烧坏，因此必须避免电源短路的情况发生。用导线把用电器的两端直接连接起来，叫做用电器短路。常把连在用电器两端的这条导线叫做短路导线。用电器短路时，电流不通过用电器而直接从短路导线中通过。用电器短路的情况，有的时候可以被利用。为了与电源短路相区别，用电器短路也常常被称为短接。短路状态下,短路电流很大,电源电压会因为短路而降低。三、开路状态(P17)学生讨论或互动板书：三、开路状态开路就是电源两端或电路某处断开，电路中没有电流通过，电源不向负载输送电能。对电源来说，这种状态叫空载。开路状态下，开路电流为零，电源端电压不变。教案用纸附页6/6环节教师活动学生活动备注电路的有载、空载、短路三种状态及其特征（1）有载状态：对机电安装工程而言，电路有载是处于正常工作状态。电路有载状态最明显的特征是：电路中既有电压，又有电流，发生电能与其他能的正常转换。（2）空载状态：对机电安装工程而言，电路空载是处于备用状态，备用状态可分为热备用和冷备用状态。其供电侧有电压，但无电流流通为热备用；若供电侧既无电压，又无电流流通则为冷备用。电路空载状态最明显的特征是：电路可能存在电压，但决无电流流通，不发生电能与其他能的转换。（3）短路状态：对机电安装工程而言，电路短路是处于故障状态。这时电路中各项电量参数，非电量参数出现异常，电源电压大幅下降，电流剧增，短路电流流经的开关设备、线路温度骤升，电动应力增大，局部噪声增强。最明显的特征是：供电电源电压下降、电流剧增、发生非预期的能量转换。作业（5’）：提问P18第1~6题【预期效果】1、通过这节课，使学生了解什么欧姆定律、电功与电功率及电路的三种状态。2、希望通过这节课，使学生能够以图片讲解及互动的方式，认真地完成本章节。【后记】