《基爾霍夫定律》教學設(shè)計

1、基爾霍夫定律教學設(shè)計電子組潘順中10 計算機 12 課時設(shè)計思想：根據(jù)課改要求：體現(xiàn)“以能力為本位”、 “以學生為中心”、 “理論實踐一體化” 、 “以實踐為主線”等先進理念展開設(shè)計。教材分析：復雜直流電路分析方法的依據(jù)是基爾霍夫定律、歐姆定律、疊加定理、戴維寧定理以及等效變換的概念。分析方法一般有兩條途徑，一是利用電路圖等效化簡，是計算簡化，這類方法有：疊加定理、電源的等效變換和戴維寧定理；二是選取未知量并列出方程求解，如支路電流法等。支路電流法的實質(zhì)就是基爾霍夫定律。學情分析：學生已經(jīng)對簡單直流電路有了基本的了解和能簡單運用歐姆定理簡答基本題目。但對于復雜直流電路的概念及其計算，還是一無所

2、知，所以幫助學生建立復雜直流電路的概念是第一步，第二步就是運用各種方法進行計算簡答。四、教學目標：知識目標：1、理解支路、節(jié)點、回路、網(wǎng)孔等基本概念；2、掌握基爾霍夫兩定律所闡述的內(nèi)容；3、應(yīng)用基爾霍夫兩定律進行計算。情感目標：培養(yǎng)學生通過實驗現(xiàn)象歸納事物本質(zhì)、將感性認識提升為理論知識的能力。技能目標：1、培養(yǎng)實際操作能力及獨立思考、鉆研、探究新知識的能力；2、培養(yǎng)創(chuàng)新意識，提高分析問題與解決問題的能力，舉一反三。重點難點：基爾霍夫定律的內(nèi)容及表達式；運用基爾霍夫定律的解題步驟及例題講解教學策略與手段：本次課采用實驗演示教學法，導出基爾霍夫定律的具體內(nèi)容及數(shù)學表達式，并詳細講解在列節(jié)點電流方程

3、和回路電壓方程的方程式中，電流、電壓、電動勢字母前正負號的確定，通過例題講解，使學生能較好的掌握課程的重點，引導學生釋疑解難、突破難點，學好課程內(nèi)容。觀察演示法、講授法、啟發(fā)討論法、媒體應(yīng)用法課前準備：1、完整的基爾霍夫定律實驗板一塊；2、萬用表三支；3、多媒體課件； 4、電化教學設(shè)備；5、連接導線若干；6、電阻若干；7、參考書：電工基礎(chǔ) （第 2 版）教學過程：教學過程教學 內(nèi) 容教學方法與教學手段IV【組織教學】（1分鐘）1、師生相互問候；2、清點人數(shù)，填寫教學日志。【復習提問】（2分鐘）1、電阻串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點？2、電壓降與電動勢正方向的規(guī)定？3、歐姆定律的內(nèi)容及表達式？對課前預習內(nèi)

4、容的提問，幫助學生復習電阻串、 并聯(lián)電路的特點及電壓降與電動勢正方向的規(guī)定。 為 本課題教學做好鋪墊?！拘抡n導入】（5分鐘）前面我們學習了運用歐姆定律及電阻串、 并聯(lián)能 進行化簡、計算的直流電路。這種電路稱為簡單電路； 但有些電路是不能單純用歐姆定律和電阻的串、 并聯(lián) 關(guān)系求解的，這些電路稱為 復雜電路。下面以給出兩個電路圖為例，請學生分析兩電路 的不同之處，從而導入新課：一ELT I 1Rl R3 R2結(jié)論:GHI圖（1）有且僅有一條有源支路，可以用電阻的串 并聯(lián)關(guān)系進行化簡，是簡單電路；解答簡單電路的方 法是歐姆定律。 圖（2）.宥兩條有源支路，不能用電阻的串并聯(lián)關(guān) 系進行化簡，是復雜電路

5、；解答復雜電路的方法是 基 冬穹寺,彳串。 .一【新課講授】（75分鐘）1、進入多媒體課件，以下圖為例講解幾個基本概念， 并通EW昉真模型演示加以理解：通過相關(guān) 知識的復習， 將問題引入 到本教學課 題中。注：在復習 已有知識的基 礎(chǔ)上，引出簡單 電路和復雜電 路的概念，提出 解決復雜電路 的依據(jù)，從而激 發(fā)學生學習基 爾霍夫定律的 欲望。板書課題：基爾霍夫定律11a . R3. I3 l> R5 is得出:出示EWBB 真模型演示， 了解電路組 成，以此集中 學生注意力。得出結(jié)論： 同一支路中 電流處處相 等。注：名詞 解釋采用問答 形式，以增強 學生學習的主 動性，促使教 學效果在教

6、師 與學生互動中 得到較好的體 現(xiàn)。 支路：由一個或幾個元件 首尾相接組成的無分 支電路。（問：請同學們仔細觀察，流過同一支路的電流有 何特點？）答：圖中共有5條支路，支路電流分別標于圖中。節(jié)點：三條或三條以上支路的連接點。答：圖中共有a、b、c三個節(jié)點?；芈罚弘娐分腥魏我粋€閉合路徑。答：圖中共有6個回路。網(wǎng)孔：中間無任何支路穿過的回路。網(wǎng)孔是 最簡單的回路，或是不可再分的回路。（請問上圖電 路中共有幾個網(wǎng)孔呢？）答：對，圖中最簡單的回路aRRa,aR2Rba,bR4Rb三個是網(wǎng)孔。K動動腦筋R請問下列電路有幾條支路、幾個節(jié)點、 幾個回路、幾個網(wǎng)孔？答：6條支路；4個節(jié)點；7個回路；3個網(wǎng)孔。

7、d明:2、請學生觀察實驗現(xiàn)象，從 實驗中得出基爾霍夫第一定律的系列知識：老師按照左圖接通電源，請 同學們仔細觀察各電流表的讀數(shù)，I =1A,I2 = 2A, I 3= 3 A測量結(jié)果表I i+ I 2= I 3,對節(jié)點a而言，I i和I 2為流入節(jié)點 的電流，I 3為流出節(jié)點的電流，由此可得： 內(nèi)容：在任一瞬間，對電路中的任一節(jié)點， 流進某一節(jié)點的電流之和恒等于流出該節(jié)點的電流之和公式：I進 I出 定律討論的對象：節(jié)點電流（故基爾霍夫第一定律又稱為節(jié)點電流定律）K例僅請指出左圖電路中 有幾條支路，并用基爾霍夫第一 定律列出下節(jié)點電流方程。（老師在肯定學生回答后，將I 1 +I 3 I 2 I

8、4 I 5 =0上式表明：若規(guī)定流入節(jié)點的電流以為“+ I”， 流出節(jié)點的電流為“一I"，則節(jié)點電流定律又可敘 述為：在任一瞬間通過電路中任一節(jié)點，流入（或流 出）該節(jié)點電流的代數(shù)和恒等于零。即可得節(jié)點電流定律的第二種表述： 即：I 03、基爾霍夫第一定律的應(yīng)用：例2】如圖所示電路，已知Ii =1A, I2 = 2A, 13 = 5A , I 4= 3A 試求I 5。解：根據(jù)圖中各電流方向， 列出節(jié)點電流方程為：I l + I 3= I 2+ I 4+ I 5則：I 5= I l+ I 3 I 4 I 2實驗中 強調(diào)電流表 連接的正確 性和對各支 路電流的觀 察實驗分析（討 論）.注

9、：由實 驗導出基爾 霍夫第一定 律的內(nèi)容，說 服力強板書內(nèi)容及公式結(jié)果得由I 5的值是正的，表示I 5的實際方向與標定的參考萬向 相同，是由節(jié)點A流生的。參考方向：任意假定的方向。若計算結(jié)果為正值, 表明該矢量的實際方向與參考方向 相同；計算結(jié)果為 負值，表明該矢量的實際方向與參考方向 相反。4、基爾霍夫第一定律的推廣：節(jié)點電流不僅適用于節(jié)點，還可推廣于任意假設(shè) 的封閉面來說，它仍然成立。下圖電路中閉合面所包 圍的是一個三角形電路，有三個節(jié)點。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= IABIIB= IBCIIC= ICAI上面三式相加可得:CAABBCI A +I B +I

10、C=0 或通過實驗 揭示了任意 回路中各路 電壓的相互 關(guān)系板書公式即：流入此閉合曲面的電流恒等于流出該曲面的電流5、基爾霍夫第二定律（回路電壓定律）E:K 3 n定律討論的對象:進入實驗環(huán)節(jié)，探討基爾 霍夫第二定律的有關(guān)知識：內(nèi)容：在任一瞬間，對任 一閉合回路，沿回路繞行方向上 各段電壓代數(shù)和恒等于零。公式：U 0回路上的電壓（故基爾霍夫第二通過對 問題的討 論，活躍課 堂氣氛，調(diào) 動主觀能動 性，擴展思 維，得出答 案定律又稱為回路電壓定律）通過對下列同期的飾解，歸納出利用U = 0列回路電壓方程的方法【討論】請用基爾霍夫第二定律列出下圖回路電壓方 程。GDI t /GD2假定沿cadbc

11、繞行b列回路電壓方程的方法：注：各電阻上電 壓和各電動勢 前正負號確定 是教學的重點 和難點，這里專 門進行強調(diào)。以 幫助學生理解。(a)任意選定未知電流的參考方向(如上圖所示)；(b)任意選定回路的繞行方向；(c)確定電阻電壓正負(若繞行方向與電流參考方向相同，電阻電壓取正值；反之取負值)；(d)確定電源電動勢正負(若繞行方向與電動勢方 向相反，電動勢取正值；反之取負值)。綜上所述，按標注方向循環(huán)一周，根據(jù)電壓與電 流的參考方向可得：Ua + Ud + Ub+Ubc=0即： GBi I1R+I2R GB =0或：GB GB=I iR 12R由此，得出基爾霍夫第二定律的另一種表達形式：GB I

12、R亦即： E IR上式表明：在任一回路循環(huán)方向中，回路中各 電動勢的代數(shù)和恒等于各電阻上電壓降的代數(shù)和 6、基爾霍夫第二定律的推廣應(yīng)用：基爾霍夫第二定律也可以推廣應(yīng)用于不完全由實際元件構(gòu)成的假想回路。如下圖所示：著重要 求學生掌握 解題步驟， 為解答習題 作好準由上圖可得：U = Ua Ub Uab = 0或：Uab = Ua U b7、利用回路電壓定律解題的步驟：、先標定各支路電流的參考方向和回路的繞行 方向，原則上可任意標定：一般取電動勢或較大的 電動勢的方向作為支路電流的參考方向和回路的繞 行方向。、根據(jù)回路電壓定律列出回路電壓方程式。、求解方程，并根據(jù)計算結(jié)果確定電壓和電流 的實際方向

13、【例3】如圖所示是兩個電源并聯(lián)對負載供電的 電路。I i = 4A , 13 = -1 A , R = 12, R = 3R3 = 6。求各支路電流I 2和電源電動勢Ei、曰注：通過例題 講解強調(diào)解題 步驟，使學生掌 握用基爾霍夫 第二定律解題 的步驟和方法。解：據(jù)節(jié)點電流定律可得I 3 = I 1 + I 2可求出 I 2 = I 3 - I 1 = -5A在回路E2- R 3- R 2- E 2中，據(jù)回路電壓定律可得E = 12R+ 13R可求出 E = 12R2+ LR先讓學生參 與總結(jié)，然后采 用啟發(fā)式幫助 學生參與總結(jié)課堂小結(jié)的內(nèi)容是本節(jié)課的重點內(nèi)容，應(yīng)進一步鞏 固強化，使學 生牢固

14、掌握。=5X3 + (-1) X6=9V在回路Ei- R i- R 3- E i中，據(jù)回路電壓定律可得E= IiR + 出可求出Ei = I iR + I2R=4 X3+ (-5) x 3=-3V【提問】（2分鐘）1、敘述基爾霍夫第一定律的內(nèi)容，并寫出表達 式？2、敘述基爾霍夫第二定律的內(nèi)容，并寫出表達 式？歸納總結(jié)（4分鐘）VI（一）本課題學習，重點掌握以下內(nèi)容：1、理解支路、節(jié)點、回路和網(wǎng)孔的定義2、掌握基爾霍夫定律的內(nèi)容及數(shù)學表達式3、理解基爾霍夫定律的推廣應(yīng)用4、掌握利用基爾霍夫定律列方程時，電流參考正 方向的理解及電阻電壓、電源電動勢正負的確定（二）用基爾霍夫定律的解題步驟：、先標定

15、各支路電流的參考方向和回路的繞行 方向，原則上可任意標定：一般取電動勢或較大的電 動勢的方向作為支路電流的參考方向和回路的繞行 方向。、根據(jù)回路電壓定律列出回路電壓方程式。、求解方程，并根據(jù)計算結(jié)果確定電壓和電流的實際 方向。（三）通過本節(jié)課的學習，我們必須掌握基爾vn霍夫電流定律的內(nèi)容及應(yīng)用，同時要特別注意在列 電流、電壓方程時，必須先確定參考方向，否則討 論電流正負是毫無意義的。在下一節(jié)課我們將學習基 爾霍夫定律的應(yīng)用支路電流法?！静贾米鳂I(yè)】（1分鐘）教材 P52 - P53教學評價設(shè)計：通過練習冊的習題，對學生的掌握情況進行評價。教學反思：1、由于本教案在教學過程中，利用實驗的方式導入新課，使本來抽 象的知識變得直觀、簡單形象，對這部分知識難點的突破起到了很好的幫助