電路的特性參數(shù)與測(cè)量

1、i學(xué)習(xí)任務(wù)二電路的特性參數(shù)與測(cè)量知識(shí)目標(biāo)（1）理解電流、電壓、電阻等電路特征參數(shù)。（2）掌握電路歐姆定律原理。（3）掌握電流、電壓、電阻和電功率的測(cè)量原理。技能目標(biāo)掌握使用電流表、電壓表測(cè)量電路的電流、電壓。初步掌握使用萬(wàn)用表測(cè)量電阻、電壓、電流。掌握歐姆定律解決電路相關(guān)問題。理解電功率的計(jì)算方法。（1掌握使用電流表、電壓表測(cè)量電路的電流、電壓。初步掌握使用萬(wàn)用表測(cè)量電阻、電壓、電流。掌握歐姆定律解決電路相關(guān)問題。理解電功率的計(jì)算方法。（2）（3）（4）素質(zhì)目標(biāo)（1）規(guī)范課堂6S管理。（2）養(yǎng)成團(tuán)隊(duì)協(xié)作的好習(xí)慣。建議完成本學(xué)習(xí)任務(wù)的時(shí)間為8課時(shí)。、令學(xué)習(xí)任務(wù)導(dǎo)入電流是看不見摸不著的，需要通過儀

2、器測(cè)量相關(guān)的量才能分析。一輛卡羅拉轎車起動(dòng)電 路不工作，經(jīng)檢驗(yàn)點(diǎn)火開關(guān)、起動(dòng)馬達(dá)等器件都是好的，到底是什么問題你能檢測(cè)出來嗎？J 獲取信息I引導(dǎo)問題電路中的基本物理量有哪些？電路的特性是由電流、電壓和電功率等物理量來描述的。電路分析的基本任務(wù)是計(jì)算電 路中的電流、電壓和電功率。引導(dǎo)問題什么是電路的電流？圖2-4水流與電流的產(chǎn)生我們知道，水能在管中流動(dòng)，我們管它叫水流；同樣，電子也能在導(dǎo)線中流動(dòng)，這種電 子的流動(dòng)就叫做電流。如圖2-4示，當(dāng)我們合上電源開關(guān)的時(shí)候，電燈就會(huì)發(fā)光，這是因?yàn)?在電路中有電流通過的緣故。電流雖然用肉眼看不見，但是可以通過它的各種表現(xiàn)而被人們 所覺察。那么什么叫做電流呢？

3、電流是電荷（帶電粒子）有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)而形成的。引導(dǎo)問題電流的大小和單位是怎樣的？表征電流強(qiáng)弱的物理量叫做電流強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱電流，用字母“I”表示。電流強(qiáng)度在國(guó)際 上定義為是指單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線某一截面的電荷量，數(shù)學(xué)表達(dá)式為I=Q/t。在國(guó)際單位制中，電流的單位名稱是安培，簡(jiǎn)稱安，用符號(hào)A表示。并規(guī)定每秒鐘通 過導(dǎo)線截面的電量為1庫(kù)時(shí)的電流為1安。電流的單位也可用千安（kA）、毫安（mA）、微 安（uA）表示，它們之間的換算關(guān)系是：1kA= 1OOOA 1A=1000mA1mA=1000 nAni引導(dǎo)問題電流的方向是如何規(guī)定的？實(shí)際上，導(dǎo)體中的電流是由負(fù)電荷在導(dǎo)體中流動(dòng)形成的，而我們習(xí)慣上規(guī)定正電

4、荷運(yùn)動(dòng) 的方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的相反方向作為電流的方向（實(shí)際方向）。所以，導(dǎo)體中的電流不僅具 有大小，而且具有方向性。大小和方向都不隨時(shí)間而變化的電流為恒定直流，簡(jiǎn)稱直流，如圖2-5示。方向始終不變，大小隨時(shí)間而變化的電流稱為脈動(dòng)直流電流，如圖2-6示。大小和方向均隨時(shí)間變化的電流稱為交流電流，通常其大小和方向隨時(shí)間作周期性變 化，簡(jiǎn)稱交流。我國(guó)電力系統(tǒng)使用的正弦交流電。如圖2-7示。U-h匕nnr1圖2-5圖2-6圖2-7在實(shí)際測(cè)量中，使用電流表或萬(wàn)用表電流檔串聯(lián)入被測(cè)電路中，且要注意極性，嚴(yán)禁將 電流表并聯(lián)在被測(cè)電路兩端。tn引導(dǎo)問題電流產(chǎn)生的條件有哪些？1、必須具有能夠自由移動(dòng)的電荷（金屬中

5、只有負(fù)電荷移動(dòng)，電解液中為正負(fù)離子同時(shí)移動(dòng)）;2、導(dǎo)體兩端存在電壓差（要使閉合回路中得到持續(xù)電流，必須要有電源）；3、電路必須為通路。引導(dǎo)問題電流有哪些效應(yīng)？1、熱效應(yīng)導(dǎo)體通電時(shí)會(huì)發(fā)熱,把這種現(xiàn)象叫做電流熱效應(yīng)，例如電阻通電后會(huì)發(fā)熱。2、磁效應(yīng)電流的磁效應(yīng)（動(dòng)電會(huì)產(chǎn)生磁）：奧斯特發(fā)現(xiàn)：任何通有電流的導(dǎo)線，都可以在其周圍 產(chǎn)生磁場(chǎng)的現(xiàn)象，稱為電流的磁效應(yīng)，例如繼電器線圈通電后會(huì)產(chǎn)生磁吸力。3、化學(xué)效應(yīng)電的化學(xué)效應(yīng)主要是電流中的帶電粒子（電子或離子）參與而使得物質(zhì)發(fā)生了化學(xué)變化， 例如蓄電池的充電過程。qi引導(dǎo)問題7、）什么是電路的電壓與電動(dòng)勢(shì)？抽水機(jī)電源抽水機(jī)電源圖2-8水壓與電壓的產(chǎn)生如圖2-

6、8示，高度不同產(chǎn)生壓力的不同，產(chǎn)生了勢(shì)能，導(dǎo)致水的流動(dòng)。電壓也是一樣， 因?yàn)閮牲c(diǎn)間存在電勢(shì)差，導(dǎo)致了正的帶電離子從高電勢(shì)向低電勢(shì)流動(dòng)，從而形成電流。電流 形成的根本原因是因?yàn)閷?dǎo)體兩端存在電勢(shì)差，我們常見的干電池，鋰電池和鉛酸電池，兩個(gè) 接線端子都存在電壓。電壓是用來表示電場(chǎng)力移動(dòng)電荷做功本領(lǐng)的物理量。在物理上定義為a、b兩點(diǎn)之間的 電壓Uab，在數(shù)值上就等于電場(chǎng)力將單位正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)所做的功。數(shù)學(xué)表達(dá)式為 Uab =Wab/q。電動(dòng)勢(shì)是用來表示電源移動(dòng)電荷做功本領(lǐng)的物理量，用字母“E”表示。電源的電動(dòng)勢(shì)， 在數(shù)值上等于電源把單位正電荷從負(fù)極b （低電位）經(jīng)由電源內(nèi)部移到電源的正極a （高

7、電 位）所做的功。|引導(dǎo)問題8電壓的單位和大小是怎樣的?在國(guó)際單位制中，電壓和電動(dòng)勢(shì)的單位都是伏特（焦耳/庫(kù)侖），簡(jiǎn)稱“伏”，用大寫字 母“V”表示。1伏特等于對(duì)每1庫(kù)侖的電荷做了 1焦耳的功，即1 V = 1 J/C。另外還有千伏 （kV）、毫伏（mV）和微伏（時(shí)），它們的換算關(guān)系如下。1kV=1000V1V=1000mV1mV=1000 nV引導(dǎo)問題9電壓的方向是如何規(guī)定的?電壓的實(shí)際方向規(guī)定為由高電位（“+”極性）端指向低電位“-”極性）端，即為電位 降低的方向。電源電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向規(guī)定為在電池內(nèi)部由低電位（“-”極性）端指向高電位 （“+”極性）端，即為電位升高的方向。實(shí)際測(cè)量中，可以

8、使用電壓表或萬(wàn)用表電壓檔直接并聯(lián)在被測(cè)電路的兩端，且要注意極 性。引導(dǎo)問題1。什么是電位?在電路中選定一個(gè)參考點(diǎn)（即零電位點(diǎn)），則電路中某一點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓即是該 點(diǎn)的電位，單位也是伏特。參考點(diǎn)（零電位）的選擇，在電力電路中常以大地作為參考點(diǎn)；電子電路中常以多條支 路匯集的公共點(diǎn)或金屬底板、機(jī)殼等作為參考點(diǎn)；在汽車電路中常以車身金屬作為參考點(diǎn)， 連接的是蓄電池的負(fù)極，通常稱作“搭鐵”。ni引導(dǎo)問題11什么是電阻？電阻的大小和單位是怎樣的?永輪機(jī)永輪機(jī)圖2-9水流與電流的阻礙管路大小對(duì)水流有阻礙作用，同樣，物質(zhì)也能對(duì)電流產(chǎn)生阻礙作用，我們稱其是該作用 下的電阻物質(zhì)。電阻將會(huì)導(dǎo)致電子流通量的變

9、化，電阻越小，電子流通量越大，反之亦然。 沒有電阻或電阻很小的物質(zhì)稱其為電導(dǎo)體，簡(jiǎn)稱導(dǎo)體，如金、銀、銅、鐵等。不能形成電流 傳輸?shù)奈镔|(zhì)稱為電絕緣體，簡(jiǎn)稱絕緣體，如玻璃、橡膠等。電阻具有阻礙電流流動(dòng)的本性，表征導(dǎo)體對(duì)電流呈現(xiàn)阻礙作用的電路參數(shù)叫做電阻，用 符號(hào)R表示。電源內(nèi)部的電阻稱為內(nèi)阻，電源以外導(dǎo)線及負(fù)載的電阻稱為外電阻，電阻是 導(dǎo)體本身的一種特性。電阻元件是對(duì)電流呈現(xiàn)阻礙作用的耗能元件。在國(guó)際單位制中，電阻 的單位名稱是歐姆，簡(jiǎn)稱歐，用希臘字母Q表示。也可以用千歐（KQ）、或兆歐（MQ）表 示。它們之間的關(guān)系是：1TQ=1000GQ 1GQ=1000MQ 1MQ=1000KQ 1KQ=10

10、00Q在實(shí)際測(cè)量中，在斷開電源的情況下可以使用萬(wàn)用表歐姆檔直接并聯(lián)在被測(cè)電路的兩 端。引導(dǎo)問題12 電阻的種類有哪些?金屬膜電阻水泥電阻o woa電阻分為線性電阻和非線性電阻兩種。電阻值R只與導(dǎo)體本身的材料和幾何尺寸有關(guān)， 而不隨電壓或電流的變化而變化，電阻值是一個(gè)常量，具有這種特性的電阻元件稱為線性電 阻，它的電壓和電流之間的關(guān)系，即伏安特性是一直線。電阻值R隨電壓或電流的變化而 變化的電阻元件，稱非線性電阻。下圖2-10幾種常見的電阻。金屬膜電阻水泥電阻o woa貼片電阻圖2-10幾種常見電阻引導(dǎo)問題13什么是色環(huán)電阻表示法?一般碳膜和金屬膜電阻的阻值標(biāo)識(shí)都是用色環(huán)法表示的，有四環(huán)和五環(huán)，

11、識(shí)讀方法如下 圖所示。敖值的讀取方法i疆邑密一段篥二段毓三皿果包0001博邑1iidi &F紅色212iOOI MG.se.;3JIK:黃色44149QK凍色3S5i 0 3%口66IMt 0.25%c歌色?710M* O.lflfWL-88S OJQjMA.白它9990.1S 5*4Jom*皿EC無* 20%M圖2-11色環(huán)電阻識(shí)讀方法圖2-12電能表DQ圖2-12電能表DQqi引導(dǎo)問題私 什么是電路的電功、電功率？如何計(jì)算電路的電功、電功率?電功就是電流通過導(dǎo)體時(shí)所做的功，電流做功的過 程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程，它是一段導(dǎo)體中電 壓，電流和時(shí)間的乘積，數(shù)學(xué)表達(dá)式W=U It，單位是焦

12、 耳（J）。電功的測(cè)量一般用電能表，圖2-12家用的電能 表，也稱電度表。電功率是表示電流做功快慢的物理量，即電流在單 位時(shí)間內(nèi)完成的功，數(shù)學(xué)表達(dá)式是P=W/t=UI，單位是 瓦特（W）,簡(jiǎn)稱“瓦”。比如說一燈泡標(biāo)示“12V10W”， 表示的是該燈泡工作在12V電壓下消耗的功率為10W。 功率常用的單位還有kW、mW，它們的換算單位是：我們學(xué)習(xí)了電壓、電流和電阻，那么這三者在同一電路中互相之間有什么關(guān)系呢？了解 這種關(guān)系并能夠?qū)⑵鋺?yīng)用到實(shí)際電路中是非常重要的，因?yàn)檫@種關(guān)系是電路的基本定律，是 分析和解決電路問題的基礎(chǔ)。十九世紀(jì)的一位科學(xué)家，喬治歐姆發(fā)現(xiàn)：在同一電路中，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電

13、 壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻阻值成反比，這就是歐姆定律，基本公式是I=U/R。其中，電流的 單位是安培（A），電壓的單位是伏特（V），電阻的單位是歐姆（Q）。引導(dǎo)問題16才 如何利用歐姆定律環(huán)圖解決問題?圖2-13歐姆定律環(huán)圖利用如圖2-13圖2-13歐姆定律環(huán)圖如果已知一個(gè)給定電路的其中兩個(gè)數(shù)值，你可以求得另一 個(gè)未知數(shù)值。只需簡(jiǎn)單地代入公式中的電流、電壓和電阻的數(shù) 值，就可以求得未知數(shù)值。例如，要確定：電阻，遮住R，所得到的公式為：U/I （電壓除以電流=電阻）;電壓，遮住U，所得到的公式為：I x R （電流乘以電阻=電壓）;電流，遮住I，所得到的公式為：U/R （電壓除以電阻=電流）。制定

14、計(jì)劃各小組成員制定實(shí)施本次實(shí)訓(xùn)任務(wù)的具體步驟、操作方法，預(yù)期效果。步驟內(nèi)容12345教師根據(jù)學(xué)生提交的計(jì)劃進(jìn)行審核評(píng)價(jià)，如果不通過則由教師提出整改意見，通過之后 每小組根據(jù)本小組制定的計(jì)劃實(shí)施任務(wù)。小組評(píng)價(jià)12345實(shí)施計(jì)劃一、任務(wù)準(zhǔn)備引導(dǎo)問題17完成本次學(xué)習(xí)任務(wù)需要準(zhǔn)備哪些積木、器材?積木連線實(shí)訓(xùn)板萬(wàn)用表可調(diào)鋰電池模塊歐姆定律特性板連接導(dǎo)線a開美熔絲板負(fù)載積木板電流表電壓表積木板引導(dǎo)問題17完成本次學(xué)習(xí)任務(wù)需要準(zhǔn)備哪些積木、器材?積木連線實(shí)訓(xùn)板萬(wàn)用表可調(diào)鋰電池模塊歐姆定律特性板連接導(dǎo)線a開美熔絲板負(fù)載積木板電流表電壓表積木板二、任務(wù)要求教學(xué)組織分組實(shí)訓(xùn):全班 人，每人一組，分為組，套實(shí)訓(xùn)器材

15、，每組小組長(zhǎng)一名。職責(zé)分工教師職責(zé)：課堂紀(jì)律與安全管理、實(shí)訓(xùn)器材管理、指導(dǎo)與巡查。學(xué)生職責(zé)：班長(zhǎng)協(xié)助教師對(duì)班級(jí)全面管理與監(jiān)控、學(xué)習(xí)委員負(fù)責(zé)器材管理和檢查、團(tuán)委 書記負(fù)責(zé)安全與紀(jì)律及素質(zhì)評(píng)價(jià)、副班長(zhǎng)負(fù)責(zé)收集和反饋學(xué)生意見，實(shí)訓(xùn)小組長(zhǎng)負(fù)責(zé)指導(dǎo)組 內(nèi)學(xué)習(xí)和交流。6S要求：安全整理整頓清潔清掃素養(yǎng)三、任務(wù)步驟步驟一實(shí)訓(xùn)積木板的認(rèn)識(shí)與檢查步驟一實(shí)訓(xùn)積木板的認(rèn)識(shí)與檢查: 宥占觀察面板標(biāo)示，按下電源開關(guān)， 檢查液晶顯示是否正常。是否口步驟二電路電壓、電流的測(cè)量工作頁(yè)工作頁(yè)讀識(shí)電路原理圖，說明每個(gè)元器件的作用。電源：熔斷絲：開關(guān)：燈泡：電壓表：電流表：用連接導(dǎo)線按照積木連接示意圖連接成完 整電路，注意連接前先

16、關(guān)閉電源開關(guān)。此時(shí)電 壓表是在燈泡兩端，在流表是 在電 路中的。連接時(shí)注意電壓表和電流表都是有極 性分的。檢查無誤后打開在源、電壓表、在流表開 關(guān)，仔細(xì)觀察實(shí)訓(xùn)現(xiàn)象，并做好相關(guān)記錄。閉合電路控制開關(guān)，電源電壓為 伏特時(shí)，電壓表的讀數(shù)是，單位_;電 流表的讀數(shù)是_，單位_；接可調(diào)電壓輸 出端，調(diào)節(jié)電源電壓為10V時(shí)，電壓表的讀數(shù) 是；電流表的讀數(shù)是。若對(duì)調(diào)電壓表、電流表極性，顯示會(huì)出現(xiàn)什么變化？ 為什么？步驟步驟步驟三歐姆定律特性實(shí)訓(xùn)工作頁(yè)用萬(wàn)用表歐姆檔測(cè)量出燈泡的電阻值為，單彳_ （注意：燈泡的電阻值隨溫度 變化波動(dòng)大）讀識(shí)電路原理圖，說明元器件的作用。電源：燈泡：電位器：電壓表：電流表：用連

17、接導(dǎo)線按照積木連接示意圖連接成完 整電路，注意連接前先關(guān)閉電源開關(guān)。電流表 測(cè)量的是電流，電壓表測(cè)量的是的電壓，仔細(xì)觀察實(shí)訓(xùn)現(xiàn)象，并做好相關(guān)記錄。檢查無誤后打開電源、電壓表、電流表開 關(guān)，從左至右調(diào)節(jié)歐姆特性積木板上的電位器， 觀察各電表的變化，選取測(cè)量數(shù)值，填寫下表:燈泡電阻R=電壓（V）電流（A）從測(cè)量數(shù)據(jù)驗(yàn)證是否有I=U/R，我們可以得出當(dāng)燈泡電阻不變時(shí)，電路電流跟電 壓成 （正比或反比）。計(jì)算過程:步驟四電功率和電阻的測(cè)量工作頁(yè)步驟四電功率和電阻的測(cè)量工作頁(yè)讀識(shí)電路原理圖，說明元器件的作用。電源：燈泡：熔斷絲：開關(guān)：電壓表:電流表：用連接導(dǎo)線按照積木連接示意圖連接成 完整電路，注意連接

18、前先關(guān)閉電源開關(guān)。連接好實(shí)際積木電路，打開電源、電流 表、電壓表開關(guān)，電流表測(cè)量的 電流，電壓表測(cè)量的是 的電壓，仔細(xì)觀察 實(shí)訓(xùn)現(xiàn)象，并做好相關(guān)記錄。閉合控制開關(guān)，電壓表讀數(shù)，電 流表讀數(shù)為。我們可以直接用萬(wàn)用表測(cè) 量出燈泡的電阻值外，還可用伏安法測(cè)量燈 泡的電阻值，使用公式R=U/I計(jì)算出燈泡的 電阻值為。燈泡底座標(biāo)示1W12V，表 明燈泡的額定功率為，單位；根據(jù) 公式P=UI計(jì)算出燈泡實(shí)際消耗的功率為 ，單位；用電動(dòng)機(jī)代替燈泡，用同樣方法計(jì)算電 動(dòng)機(jī)的實(shí)際消耗功率為，單位。檢查控制檢查項(xiàng)目結(jié)果或數(shù)據(jù)檢查項(xiàng)目結(jié)果或數(shù)據(jù)檢查項(xiàng)目結(jié)果或數(shù)據(jù)連線是否規(guī) 范是否認(rèn)真觀察實(shí)訓(xùn)現(xiàn)象是否單獨(dú)完成工作頁(yè)是否出現(xiàn)異 ?，F(xiàn)象測(cè)量數(shù)據(jù)是 否準(zhǔn)確是否嚴(yán)格執(zhí)行6S管理評(píng)價(jià)反饋評(píng)價(jià)反饋、自我評(píng)價(jià)自評(píng)項(xiàng)目在知識(shí)與技能方面的收獲：掌握的程度牢固掌握基本掌握模糊不清能夠說明什么是電流并能用儀表進(jìn)行測(cè)量能夠說明什么是電壓并能用儀表進(jìn)行測(cè)量能夠說明什么是電阻并能用萬(wàn)用表測(cè)量能夠使用歐姆定律計(jì)算電流、電壓