3.基爾霍夫定律及其應(yīng)用

1、 教學(xué)環(huán)節(jié) 課前環(huán)節(jié) 授課環(huán)節(jié)教學(xué)環(huán)節(jié) 教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)環(huán)節(jié) 教學(xué)環(huán)節(jié) 課后環(huán)節(jié) 授 課 內(nèi) 容一、課前準(zhǔn)備1.清點(diǎn)人數(shù)，填寫教室日志和教師日志.2.復(fù)習(xí)舊課內(nèi)容.引入新課內(nèi)容.二、課前導(dǎo)入 元件約束關(guān)系是電路分析方法的一個(gè)重點(diǎn)。如果將這些電路的基本元件按一定的連接起來(lái)，就組成一個(gè)完整的電路?；鶢柣舴蚨删褪请娐匪袷氐幕炯s束關(guān)系，也成為結(jié)構(gòu)約束關(guān)系。3、 正式授課 第三節(jié) 基爾霍夫定律及其應(yīng)用 下面以給出兩個(gè)電路圖為例，請(qǐng)學(xué)生分析兩電路的不同之處，從而導(dǎo)入新課：圖（1） 圖（2）結(jié)論：圖（1）有且僅有一條有源支路，可以用電阻的串并聯(lián)關(guān)系進(jìn)行化簡(jiǎn)，是簡(jiǎn)單電路；解答簡(jiǎn)單電路的方法是歐姆定

2、律。圖（2）有兩條有源支路，不能用電阻的串并聯(lián)關(guān)系進(jìn)行化簡(jiǎn)，是復(fù)雜電路；解答復(fù)雜電路的方法是基爾霍夫定律。 支路：由一個(gè)或幾個(gè)元件首尾相接組成的無(wú)分支電路。 (問(wèn)：請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察，流過(guò)同一支路的電流有何特點(diǎn)？) 師：圖中共有5條支路，支路電流分別標(biāo)于圖中。 節(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的連接點(diǎn)。 師：圖中共有a、b、c三個(gè)節(jié)點(diǎn)。 回路：電路中任何一個(gè)閉合路徑。 師：圖中共有6個(gè)回路。 網(wǎng)孔：中間無(wú)任何支路穿過(guò)的回路。網(wǎng)孔是最簡(jiǎn)單的回路，或是不可再分的回路。（請(qǐng)問(wèn)上圖電路中共有幾個(gè)網(wǎng)孔？）動(dòng)動(dòng)腦筋請(qǐng)問(wèn)下列電路有幾條支路、幾個(gè)節(jié)點(diǎn)、幾個(gè)回路、幾個(gè)網(wǎng)孔？6條支路 4個(gè)節(jié)點(diǎn) 7個(gè)回路 3個(gè)網(wǎng)孔（一）基爾

3、霍夫電流定律 內(nèi)容：在任一瞬間，對(duì)電路中的任一節(jié)點(diǎn)，流進(jìn)某一節(jié)點(diǎn)的電流之和恒等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和。 公式： 定律討論的對(duì)象：節(jié)點(diǎn)電流（故基爾霍夫第一定律又稱為節(jié)點(diǎn)電流定律）例1請(qǐng)指出左圖電路中有幾條支路，并用基爾霍夫第一定律列出下節(jié)點(diǎn)電流方程。（老師在肯定學(xué)生回答后，將式子移項(xiàng)，并板書為：I1 +I3 -I2 -I4 -I5 =0 上式表明：若規(guī)定流入節(jié)點(diǎn)的電流以為“”，流出節(jié)點(diǎn)的電流為“”，則節(jié)點(diǎn)電流定律又可敘述為：在任一瞬間通過(guò)電路中任一節(jié)點(diǎn)，流入（或流出）該節(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和恒等于零。即可得節(jié)點(diǎn)電流定律的第二種表述： 即：基爾霍夫第一定律的應(yīng)用： 1. 如圖所示電路，已知I1 = 1A

4、，I2 = 2A，I3 = 5A，I4= 3A試求I5。 解：根據(jù)圖中各電流方向，列出節(jié)點(diǎn)電流方程為：1+32+4+5則：51+3-4-21+5+3-2=7A結(jié)果得出I5的值是正的，表示I5的實(shí)際方向與標(biāo)定的參考方向相同，是由節(jié)點(diǎn)A流出的。參考方向：任意假定的方向。若計(jì)算結(jié)果為正值，表明該矢量的實(shí)際方向與參考方向相同；計(jì)算結(jié)果為負(fù)值，表明該矢量的實(shí)際方向與參考方向相反?；鶢柣舴虻谝欢傻耐茝V：節(jié)點(diǎn)電流不僅適用于節(jié)點(diǎn)，還可推廣于任意假設(shè)的封閉面來(lái)說(shuō),它仍然成立。下圖電路中閉合面所包圍的是一個(gè)三角形電路，有三個(gè)節(jié)點(diǎn)。電流定律的推廣應(yīng)用應(yīng)用基爾霍夫第一定律可以列出： IA= IAB - ICAIB=

5、 IBC- IABIC= ICA - IBC上面三式相加可得： IA +IB +IC=0 或 即：流入此閉合曲面的電流恒等于流出該曲面的電流。（2） 基爾霍夫第二定律 內(nèi)容：在任一時(shí)刻，沿電路中的任何一個(gè)回路繞行一周，所有支路的電壓代數(shù)和恒等于零。 公式：U=0 定律討論的對(duì)象：回路電壓（故基爾霍夫第二定律又稱為回路電壓定律）例題1-5支路電流法以各支路電流為未知量，應(yīng)用基爾霍夫定律列出節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程，解出各支路電流，從而可確定各支路(或各元件)的電壓及功率，這種解決電路問(wèn)題的方法叫做支路電流法。對(duì)于具有b條支路、n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路，可列出(n - 1)個(gè)獨(dú)立的電流方程和b - (n

6、- 1)個(gè)獨(dú)立的電壓方程。 如圖所示電路，已知E1 = 42 V，E2 = 21 V，R1 = 12 W，R2 = 3 W，R3 = 6 W，試求：各支路電流I1、I2、I3 。解：該電路支路數(shù)b = 3、節(jié)點(diǎn)數(shù)n = 2，所以應(yīng)列出1 個(gè)節(jié)點(diǎn)電流方程和2個(gè)回路電壓方程，列回路電壓方程的方法：(1) I1 = I2 + I3 (任一節(jié)點(diǎn)) (2) R1I1 + R2I2 = E1 + E2 (網(wǎng)孔1)(3) R3I3 -R2I2 = -E2 (網(wǎng)孔2)代入已知數(shù)據(jù)，解得：I1 = 4 A，I2 = 5 A，I3 = -1 A。電流I1與I2均為正數(shù)，表明它們的實(shí)際方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相同，I3為負(fù)數(shù)，表明它們的實(shí)際方向與圖中所標(biāo)定的參考方向相反。四、課堂小結(jié)1.基本的電路名詞