第一篇:基爾霍夫定律 論文
摘要
基爾霍夫定律(Kirchhoff laws)闡明集總參數(shù)電路中流入和流出結(jié)點(diǎn)的各電流間以及沿回路的各段電壓間的約束關(guān)系的定律,是 1845 年由德國(guó)物理學(xué)家 G·R·基爾霍夫提出。本文對(duì)基爾霍定律及其應(yīng)用進(jìn)行了一定的探索?;鶢柣舴蚨墒请娐返幕径桑欠治鲇?jì)算電路的重要工具。本文闡述如何正確利用基爾霍夫定律對(duì)電路進(jìn)行分析計(jì)算。
關(guān)鍵詞: 結(jié)點(diǎn); 支路; 回路; 網(wǎng)孔
目錄
引言 ……………………………………………………………………………… 3
一、基爾霍夫定律的解釋……………………………………………………… 4
二、基爾霍夫中的幾個(gè)概念…………………………………………………… 4
三、基爾霍夫定律的內(nèi)容…………………………………………………………4
1、基爾霍夫電流定律…………………………………………………………… 5
2、基爾霍夫電壓定律…………………………………………………………… 5
四、基爾霍夫定律的應(yīng)用 ……………………………………………………… 6 總結(jié) ……………………………………………………………………………… 10 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………… 11
引言
在電路專業(yè)課學(xué)習(xí)中,心里非常明白基爾霍夫定律這門(mén)個(gè)知識(shí)點(diǎn)的重要性,學(xué)生反應(yīng)學(xué)起來(lái)難度比較大,即使一時(shí)學(xué)懂記住了也無(wú)法做到靈活運(yùn)用。在學(xué)習(xí)過(guò)程中,我對(duì)基爾霍夫定律的內(nèi)容進(jìn)行了探討和分析,經(jīng)過(guò)總結(jié)及多次的學(xué)習(xí)實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)只要掌握貫穿于基爾霍夫定律中的基爾霍夫兩個(gè)定律及應(yīng)用方法,就可以思維清晰、線索明確的學(xué)好這門(mén)課,做到熟練掌握和運(yùn)用有關(guān)理論來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。
一、基爾霍夫定律Kirchoff's law
1、基爾霍夫定律是闡明集總參數(shù)電路中流入和流出節(jié)點(diǎn)的各電流間以及沿回路的各段電壓間的約束關(guān)系的定律。1845年由德國(guó)物理學(xué)家G.R.基爾霍夫提出。集總參數(shù)電路指電路本身的最大線性尺寸遠(yuǎn)小于電路中電流或電壓的波長(zhǎng)的電路,反之則為分布參數(shù)電路?;鶢柣舴蚨砂娏鞫珊碗妷憾伞?/p>
2、基爾霍夫定律的內(nèi)容:一個(gè)輻射體向周?chē)l(fā)射輻射能時(shí),同時(shí)也吸收周?chē)椛潴w所發(fā)射的能量。在平衡輻射狀態(tài)下,該物體的發(fā)射總能量等于它的吸收總能量。輻射體在溫度T、波長(zhǎng)為λ的總能量與吸收本領(lǐng)的比值等于處在平衡輻射態(tài)時(shí)吸收總能量,它與物體的性質(zhì)無(wú)關(guān),而是波長(zhǎng)和溫度的普適函數(shù)。
3、基爾霍夫定律的結(jié)論:一個(gè)發(fā)射本領(lǐng)大的輻射體,它的吸收本領(lǐng)也一定大。當(dāng)吸收系數(shù)為1時(shí),表示物體吸收了全部發(fā)射到它上面輻射能量,是一個(gè)理想的輻射體。只有黑體才能夠在任何溫度下及在任何波長(zhǎng)上吸收本領(lǐng)恒為1。一般輻射體的吸收本領(lǐng)總是小于黑體的,即吸收系數(shù)小于1。
二、在基爾霍夫定律中的幾個(gè)概念:
1、支路:一個(gè)二端元件視為一條支路,其電流和電壓分別稱為支路電流和支路電壓。下圖所示電路共有6條支路
2、結(jié)點(diǎn):電路元件的連接點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。
圖示電路中,a、b、c點(diǎn)是結(jié)點(diǎn),d點(diǎn)和e點(diǎn)間由理想導(dǎo)線相連,應(yīng)視為一個(gè)結(jié)點(diǎn)。該
電路共有4個(gè)結(jié)點(diǎn)。
3、回路:由支路組成的閉合路徑稱為回路
4、網(wǎng)孔:將電路畫(huà)在平面上內(nèi)部不含有支路的回路,稱為網(wǎng)孔。
圖示電路中的{1,2}、{2,3,4}和{4,5,6}回路都是網(wǎng)孔
三、基爾霍夫定律的內(nèi)容:
1、基爾霍夫電流定律(KCL)
基爾霍夫電流定律又稱節(jié)點(diǎn)電流定律(KCL)任一集總參數(shù)電路中的任一節(jié)點(diǎn),在任一瞬間流出(流入)該節(jié)點(diǎn)的所有電流的代數(shù)和恒為零,即就參考方向而言,流出節(jié)點(diǎn)的電流在式中取正號(hào),流入節(jié)點(diǎn)的電流取負(fù)號(hào)?;鶢柣舴螂娏鞫墒请娏鬟B續(xù)性和電荷守恒定律在電路中的體現(xiàn)。它可以推廣應(yīng)用于電路的任一假想閉合面。
即對(duì)任一節(jié)點(diǎn)有:∑i =0。
2、基爾霍夫電壓定律(KVL)
基爾霍夫電壓定律(KVL)任一集總參數(shù)電路中的任一回路,在任一瞬間沿此回路的各段電壓的代數(shù)和恒為零,即電壓的參考方向與回路的繞行方向相同時(shí),該電壓在式中取正號(hào),否則取負(fù)號(hào)?;鶢柣舴螂妷憾墒请娢粏沃敌院湍芰渴睾愣稍陔娐分械捏w現(xiàn)。它可推廣應(yīng)用于假想的回路中。
即對(duì)任一閉合回路有:∑u =0。
四、基爾霍夫定律的應(yīng)用:
KVL可以從由支路組成的回路,推廣到任一閉合的結(jié)點(diǎn)序列,即在任一時(shí)刻,沿任一閉合結(jié)點(diǎn)序列的各段電壓(不一定是支路電壓)的代數(shù)和等于零。對(duì)圖l-11電路中閉合結(jié)點(diǎn)序列abca和 abda列出的 KVL方程分別為:
uab?ubc?uca?0uab??uca?ubc?uac?ucb
uab?ubd?uda?0uab??uda?ubd?uad?udb從以上敘述可見(jiàn):
1、KVL定律的一個(gè)重要應(yīng)用是:根據(jù)電路中已知的某些支路電壓,求出另外一些支路電壓,即
集總參數(shù)電路中任一支路電壓等于與其處于同一回路(或閉合路徑)的其余支路電壓的代數(shù)和,即
u1??uk?2mk或集總參數(shù)電路中任兩結(jié)點(diǎn)間電壓uab等于從a點(diǎn)到b點(diǎn)的任一路徑上各段電壓的代數(shù)和,即
uab?uac?ucd?....?uij?ujb由支路組成的回路可以視為閉合結(jié)點(diǎn)序列的特殊情況。沿電路任一閉合路徑(回路或閉合結(jié)點(diǎn)序列)各段電壓代數(shù)和等于零,意味著單位正電荷沿任一閉合路徑移動(dòng)時(shí)能量不能改變,這表明KVL是能量守恒定律的體現(xiàn)。綜上所述,可以看到:
(l)KCL對(duì)電路中任一結(jié)點(diǎn)(或封閉面)的各支路電流施加了線性約束。(2)KVL對(duì)電路中任一回路(或閉合結(jié)點(diǎn)序列)的各支路電壓施加了線性約束。(3)KCL和KVL適用于任何集總參數(shù)電路、與電路元件的性質(zhì)無(wú)關(guān)。KCL不僅適用于結(jié)點(diǎn),也適用于任何假想的封閉面,即流出任一封閉面的全部支路電流的代數(shù)和等于零。例如對(duì)圖示電路中虛線表示的封閉面,寫(xiě)出的KCL方程為
?i3?i4?i6?02、KCL定律的一個(gè)重要應(yīng)用是:根據(jù)電路中已知的某些支路電流,求出另外一些支路電流,即
集總參數(shù)電路中任一支路電流等于與其連接到同一結(jié)點(diǎn)(或封閉面)的其余支路電流的代數(shù)和,即
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結(jié)點(diǎn)的 KCL方程可以視為封閉面只包圍一個(gè)結(jié)點(diǎn)的特殊情況。根據(jù)封閉面 KCL對(duì)支路電流的約束關(guān)系可以得到:流出(或流入)封閉面的某支路電流,等于流入(或流出)該封閉面的其余支路電流的代數(shù)和。由此可以斷言:當(dāng)兩個(gè)單獨(dú)的電路只用一條導(dǎo)線相連接時(shí)(圖l-10),此導(dǎo)線中的電流必定為零。
圖l-10
在任一時(shí)刻,流入任一結(jié)點(diǎn)(或封閉面)全部支路電流的代數(shù)和等于零,意味著由全部支路電流帶入結(jié)點(diǎn)(或封閉面)內(nèi)的總電荷量為零,這說(shuō)明KCL是電荷守恒定律的體現(xiàn)
3、在解題方法上的應(yīng)用
以圖1所示電路為例:來(lái)說(shuō)明基爾霍夫定律在幾種解題方法上的應(yīng)用,此電路有4個(gè)節(jié)點(diǎn),三個(gè)網(wǎng)孔,6條支路。
1.以支路電流為未知量的支路電流法:
根據(jù)電路列出方程:
I1+I(xiàn)2=I4,I3+I(xiàn)4=I5,I1+I(xiàn)6=I5(電流定律)
E1=I1×r1+I(xiàn)4R1+I(xiàn)5R2
E2-E3=I2×r2+I(xiàn)4R1-I3×r3(電壓定律)
E3=I3×r3+I(xiàn)5R2+I(xiàn)6R3
以上為6個(gè)方程,聯(lián)立求解,得出6個(gè)未知電流。
2.回路電流法: 根據(jù)電路列出方程: E1=IⅠ(r1+R1+R2)+I(xiàn)ⅡR1+I(xiàn)ⅢR2
E2–E3=I1R1+I(xiàn)Ⅱ(r2+ r3+R1)-IⅡ×r3(電壓定律)
E3=IⅠR2- IⅡ×r3+ IⅢ(r3+R2+R3)
以上為3個(gè)方程,聯(lián)立求解,得出三個(gè)電流IⅠ、IⅡ、IⅢ,這三個(gè)電流分別為IⅠ= I1,IⅡ= I2,IⅢ= I6,然后應(yīng)用電流定律可求出另外三個(gè)電流。
3.節(jié)點(diǎn)電壓定律:
根據(jù)電路設(shè)a點(diǎn)為參考節(jié)點(diǎn),列出方程: Uao(1/r1+1/r2+1/R1)-Ubo1/R1-Uco1/r1=E2/r2+E1/r1 -Uao1/R1+Ubo(1/R1+1/R2+1/r3)-Uco1/R2=E3/r3(電流定律)
-Uao1/r1-Ubo1/R2+Uco(1/r1+1/R2+1/R3)=-E1/r1
聯(lián)立求解方程得節(jié)點(diǎn)電壓Uao、Ubo、Uco,然后根據(jù)電壓定律求出各知路電流。
總結(jié)
闡明集總參數(shù)電路中流入和流出節(jié)點(diǎn)的各電流間以及沿回路的各段電壓間的約束關(guān)系的定律。1845年由德國(guó)物理學(xué)家G.R.基爾霍夫提出。集總參數(shù)電路指電路本身的最大線性尺寸遠(yuǎn)小于電路中電流或電壓的波長(zhǎng)的電路,反之則為分布參數(shù)電路?;鶢柣舴蚨砂娏鞫珊碗妷憾?。
基爾霍夫電流定律(KCL)任一集總參數(shù)電路中的任一節(jié)點(diǎn),在任一瞬間流出該節(jié)點(diǎn)的所有電流的代數(shù)和恒為零,即就參考方向而言,流出節(jié)點(diǎn)的電流在式中取正號(hào),流入節(jié)點(diǎn)的電流取負(fù)號(hào)?;鶢柣舴螂娏鞫墒请姾墒睾愣稍陔娐分械捏w現(xiàn)。
基爾霍夫電壓定律(KVL)任一集總參數(shù)電路中的任一回路,在任一瞬間沿此回路的各段電壓的代數(shù)和恒為零,即電壓的參考方向與回路的繞行方向相同時(shí),該電壓在式中取正號(hào),否則取負(fù)號(hào)?;鶢柣舴螂妷憾墒悄芰渴睾愣稍陔娐分械捏w現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]李翰蓀.電路分析基礎(chǔ)[M].北京高等教育出版社,2002.7 [2]蔣和乾.電工學(xué)[M].北京高等教育出版社,1986.10 [3]秦曾煌.電工學(xué)[M].北京高等教育出版社,1999.06 [4]郭碩鴻.電動(dòng)力學(xué).人民教育出版社,1978.10 [5]趙凱華,陳熙謀.電磁學(xué)004km.cn/czwl/czwljszx/czwlbwg/czwl 11
上冊(cè),1979.02 6]·[
第二篇:基爾霍夫定律_論文 2
基爾霍夫定律概述
班級(jí):11級(jí)粉體一班 姓名:施學(xué)富 學(xué)號(hào):1103011002 摘要:基爾霍夫定律(Kirchhoff laws)闡明集總參數(shù)電路中流入和流出結(jié)點(diǎn)的各電流間以及沿回路的各段電壓間的約束關(guān)系的定律,是 1845 年由德國(guó)物理學(xué)家 G·R·基爾霍夫提出。本文對(duì)基爾霍定律及其應(yīng)用進(jìn)行了一定的探索?;鶢柣舴蚨墒请娐返幕径桑欠治鲇?jì)算電路的重要工具。本文闡述如何正確利用基爾霍夫定律對(duì)電路進(jìn)行分析計(jì)算?;鶢柣舴蚨墒请娐返幕径?,是分析計(jì)算電路的重要工具?;鶢柣舴蚨煞从车氖请娐分懈髦冯娏髦g的約束關(guān)系或各部分電壓之間的約束的關(guān)系,與電路中連接的是什么元件(元件小性質(zhì))無(wú)關(guān)分析復(fù)雜電路分析復(fù)雜電路可見(jiàn)在電路理論中基爾霍夫定律占有重要地位,可以說(shuō)它是分析求解電路的萬(wàn)能鑰匙,所以我們必須深刻的理解和熟練的應(yīng)用
關(guān)鍵詞:結(jié)點(diǎn);支路;回路;網(wǎng)孔;理解;應(yīng)用。基爾霍夫定律
1.1 基爾霍夫定律是闡明集總參數(shù)電路中流入和流出節(jié)點(diǎn)的各電流間以及沿回路的各段電壓間的約束關(guān)系的定律。1845年由德國(guó)物理學(xué)家G.R.基爾霍夫提出。集總參數(shù)電路指電路本身的最大線性尺寸遠(yuǎn)小于電路中電流或電壓的波長(zhǎng)的電路,反之則為分布參數(shù)電路。基爾霍夫定律包括電流定律和電壓定律。1.2 基爾霍夫定律的內(nèi)容:一個(gè)輻射體向周?chē)l(fā)射輻射能時(shí),同時(shí)也吸收周?chē)椛潴w所發(fā)射的能量。在平衡輻射狀態(tài)下,該物體的發(fā)射總能量等于它的吸收總能量。輻射體在溫度T、波長(zhǎng)為λ的總能量與吸收本領(lǐng)的比值等于處在平衡輻射態(tài)時(shí)吸收總能量,它與物體的性質(zhì)無(wú)關(guān),而是波長(zhǎng)和溫度的普適函數(shù)。
1.3 基爾霍夫定律的結(jié)論:一個(gè)發(fā)射本領(lǐng)大的輻射體,它的吸收本領(lǐng)也一定大。當(dāng)吸收系數(shù)為1時(shí),表示物體吸收了全部發(fā)射到它上面輻射能量,是一個(gè)理想的輻射體。只有黑體才能夠在任何溫度下及在任何波長(zhǎng)上吸收本領(lǐng)恒為1。一般輻射體的吸收本領(lǐng)總是小于黑體的,即吸收系數(shù)小于1。2 在基爾霍夫定律中的幾個(gè)概念:
1.1 支路:一個(gè)二端元件視為一條支路,其電流和電壓分別稱為支路電流和支路電壓。下圖所示電路共有6條支路
基爾霍夫定律
1.2 結(jié)點(diǎn):電路元件的連接點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。
圖示電路中,a、b、c點(diǎn)是結(jié)點(diǎn),d點(diǎn)和e點(diǎn)間由理想導(dǎo)線相連,應(yīng)視為一個(gè)結(jié)點(diǎn)。該電路共有4個(gè)結(jié)點(diǎn)。
1.3 回路:由支路組成的閉合路徑稱為回路
1.4 網(wǎng)孔:將電路畫(huà)在平面上內(nèi)部不含有支路的回路,稱為網(wǎng)孔。圖示電路中的{1,2}、{2,3,4}和{4,5,6}回路都是網(wǎng)孔 基爾霍夫定律的內(nèi)容: 1.1 基爾霍夫電流定律(KCL)
基爾霍夫電流定律又稱節(jié)點(diǎn)電流定律(KCL)任一集總參數(shù)電路中的任一節(jié)點(diǎn),在任一瞬間流出(流入)該節(jié)點(diǎn)的所有電流的代數(shù)和恒為零,即就參考方向而言,流出節(jié)點(diǎn)的電流在式中取正號(hào),流入節(jié)點(diǎn)的電流取負(fù)號(hào)。基爾霍夫電流定律是電流連續(xù)性和電荷守恒定律在電路中的體現(xiàn)。它可以推廣應(yīng)用于電路的任一假想閉合面。
即對(duì)任一節(jié)點(diǎn)有:∑i =0。1.2 基爾霍夫電壓定律(KVL)
基爾霍夫電壓定律(KVL)任一集總參數(shù)電路中的任一回路,在任一瞬間沿此回路的各段電壓的代數(shù)和恒為零,即電壓的參考方向與回路的繞行方向相同時(shí),該電壓在式中取正號(hào),否則取負(fù)號(hào)?;鶢柣舴螂妷憾墒请娢粏沃敌院湍芰渴睾愣稍陔娐分械捏w現(xiàn)。它可推廣應(yīng)用于假想的回路中。
即對(duì)任一閉合回路有:∑u =0。4 基爾霍夫定律基本內(nèi)容的論述
基爾霍夫電流定律是電荷守恒法則運(yùn)用于集總電路的結(jié)果。電荷守恒的意思是:電荷既不能創(chuàng)生也不能消滅。對(duì)于集總電路中的任一節(jié)點(diǎn),在某一時(shí)刻,流進(jìn)該節(jié)點(diǎn)的電流代數(shù)和為Σi(t),即:dq/dt=Zi k(t)(其中q為節(jié)點(diǎn)處的電荷)。而節(jié)點(diǎn)只是理想導(dǎo)體的匯合點(diǎn),不可能積累電荷,電荷既不能創(chuàng)生,也不能消滅,因而節(jié)點(diǎn)處的dq/dt必須為零,即得: Σi(t)=0(式中i(t)為流出或流人節(jié)點(diǎn)的第K條支路的電流,K為節(jié)點(diǎn)處的支路數(shù))。KCL定律指出:任一瞬間,流入一個(gè)電路節(jié)點(diǎn)電路節(jié)點(diǎn)的 電流代數(shù)和為零,KCL定律也可以推廣應(yīng)用到電路中任意假設(shè)的電流總和等于從該電路節(jié)點(diǎn)流出的電流總和,或表述為,所有流入和流出一個(gè)封閉界面的電流相等。即如下圖中的流入和流出單元電路的各條支路的電流總和為零。
基爾霍夫定律
對(duì)節(jié)點(diǎn)①有:I1+ I2 = I4 對(duì)節(jié)點(diǎn)②有:I3 + I5= I1
對(duì)節(jié)點(diǎn)③有:I3 + I6 =–I2
對(duì)節(jié)點(diǎn)④有:I4+ I5= I6 KCL的推廣 KCL不僅對(duì)一個(gè)節(jié)點(diǎn)適用,它可推廣到任意一部分電路上。假想將一部分電路用一閉合面圍起來(lái),由于流人每一元件的電流等于流出該元件的電流,因此,每一元件存貯的凈電荷也為零,所以整個(gè)閉合面內(nèi)存貯的總凈電荷為零。于是得KCL的另一種表述:流人或流出封閉面電流的代數(shù)和為零。同時(shí)說(shuō)明,不論電路中的元件如何,只要是集總電路,KCL就總是成立的,即KCL與電路元件的性質(zhì)無(wú)關(guān)。
基爾霍夫第二定律: 沿任意回路環(huán)繞一周回到出發(fā)點(diǎn),電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和等于回路各支路電阻(包括電源的內(nèi)阻在內(nèi))和支路電流的乘積(即電壓的代數(shù)和)。用公式表示為: ∑E=∑RI 又被稱作基爾霍夫電壓定律(KVL)。KVL定律指出:任一時(shí)刻,電路中任一回路內(nèi),各段電壓的代數(shù)和等于零,即:
由此我們可以得到下圖所示的簡(jiǎn)單電路中,各元件端電壓的關(guān)系如下:
各電量的參考方向如上圖所示。
基爾霍夫第二定律的理論基礎(chǔ)是穩(wěn)恒電場(chǎng)條件下的電壓環(huán)路定理,即:沿回路環(huán)繞一周回到出發(fā)點(diǎn),電位降為零。電流及電動(dòng)勢(shì)的符號(hào)規(guī)則是:人已選定一繞行方向,電流方向與繞行方向相同時(shí)電動(dòng)勢(shì)符號(hào)為正,反之為負(fù)。由此列出的方程叫做回路電壓方程。例如在一個(gè)簡(jiǎn)單的回路ABCD上有一個(gè)電源E,內(nèi)阻為r,分別有R1,R2,R3三個(gè)電阻。選擇繞行方向?yàn)轫槙r(shí)針,在這個(gè)簡(jiǎn)單的電路中只有一個(gè)回路,所以電流都是I。那么有:r*I+R1*I+R2*I+R3*I=E 其實(shí)在更為一般的電路中一個(gè)回路的各個(gè)邊上的電流并不一定相等,但是仍然可以將各個(gè)邊上的電流設(shè)出來(lái)(如果未知的話,可以計(jì)算出來(lái)的就不要設(shè)了,表示一下就可以。),用同樣的方法進(jìn)行計(jì)算?;鶢柣舴螂娐范傻膽?yīng)用當(dāng)電路中各電動(dòng)勢(shì)及電阻給定時(shí),可任意標(biāo)定電流方向,根據(jù)基爾霍夫方程組即可唯一的解出支路的電流值。
基爾霍夫定律是電路計(jì)算的理論基礎(chǔ),根據(jù)基爾霍夫定律可以導(dǎo)出其他一些有用的定理:例如網(wǎng)孔電流定理,回路電流定理,節(jié)點(diǎn)電壓定理等等,這些定理給電路計(jì)算帶來(lái)了很大的方便,是電路分析和計(jì)算的有效工具。基爾霍夫定律在穩(wěn)恒條件下是嚴(yán)格成立的,在準(zhǔn)穩(wěn)恒條件下,即整個(gè)電路的尺度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電路工作頻率下的電磁波長(zhǎng)時(shí),基爾霍夫定律也符合得很好。
1、基爾霍夫電壓定律是能量守恒法則運(yùn)用于電路的結(jié)果能量守恒的意思是:若在某時(shí)間內(nèi)的電路中某些元件得到的能量有所增加,則它的另一些元件的能量必須有所減少,一定保持能量的收支平衡。這一情況對(duì)電壓間的關(guān)系有很大的影響。如知,沿這三個(gè)回路各支路的電壓降的代數(shù)和為零。同理,對(duì)任一集總電路,若元件有K個(gè),得:對(duì)于任一集總電路中的任一回路,在任一時(shí)刻,沿著該回路的所有支路電壓降的代數(shù)和為零,即:ΣUk=0,這就是KVL。對(duì)于 KCL 是守恒律的體現(xiàn),守恒量是電荷,電流是電荷的運(yùn)動(dòng)形成的,KCL正好體現(xiàn)了這一無(wú)法證明的守恒定律這也是集總元件的特性的體現(xiàn) 對(duì)于 KVL :
1、體現(xiàn)了電壓與路徑無(wú)關(guān);
2、也是集總元件的特性,兩點(diǎn)無(wú)論從哪一條路徑看進(jìn)去或者從不同路徑的計(jì)算,都是相同的電壓量,也就是說(shuō)兩點(diǎn)之間的電壓式單值量。5 基爾霍夫定律的應(yīng)用:
基爾霍夫定律
KVL可以從由支路組成的回路,推廣到任一閉合的結(jié)點(diǎn)序列,即在任一時(shí)刻,沿任一閉合結(jié)點(diǎn)序列的各段電壓(不一定是支路電壓)的代數(shù)和等于零。對(duì)圖l-11電路中閉合結(jié)點(diǎn)序列abca和 abda列出的 KVL方程分別為:
?0uab?ubc?uca
uab??uca?ubc?uac?ucb
uab?ubd?uda?0uab??uda?ubd?uad?udb
5.1 KVL定律的一個(gè)重要應(yīng)用是:
5.2根據(jù)電路中已知的某些支路電壓,求出另外一些支路電壓,即
集總參數(shù)電路中任一支路電壓等于與其處于同一回路(或閉合路徑)的其余支路電壓的代數(shù)和,即
u1??uk?2mk
或集總參數(shù)電路中任兩結(jié)點(diǎn)間電壓uab等于從a點(diǎn)到b點(diǎn)的任一路徑上各段電壓的代數(shù)和,即
uab?uac?ucd?....?uij?ujb由支路組成的回路可以視為閉合結(jié)點(diǎn)序列的特殊情況。沿電路任一閉合路徑(回路或閉合結(jié)點(diǎn)序列)各段電壓代數(shù)和等于零,意味著單位正電荷沿任一閉合路徑移動(dòng)時(shí)能量不能改變,這表明KVL是能量守恒定律的體現(xiàn)。綜上所述,可以看到:
5.2.1 KCL對(duì)電路中任一結(jié)點(diǎn)(或封閉面)的各支路電流施加了線性約束。
5.2.2 KVL對(duì)電路中任一回路(或閉合結(jié)點(diǎn)序列)的各支路電壓施加了線性約束。5.2.3 KCL和KVL適用于任何集總參數(shù)電路、與電路元件的性質(zhì)無(wú)關(guān)。KCL不僅適用于結(jié)點(diǎn),也適用于任何假想的封閉面,即流出任一封閉面的全部支路電流的代數(shù)和等于零。例如對(duì)圖示電路中虛線表示的封閉面,寫(xiě)出的KCL方程
?i3?i4?i6?0根據(jù)電路中已知的某些支路電流,求出另外一些支路電流,即集總參數(shù)電路中5.3 KCL定律的一個(gè)重要應(yīng)用是:
任一支路電流等于與其連接到同一結(jié)點(diǎn)(或封閉面)的其余支路電流的代數(shù)和,即
i1??ik?2mk結(jié)點(diǎn)的 KCL方程可以視為封閉面只包圍一個(gè)結(jié)點(diǎn)的特殊情況。根據(jù)封閉面 KCL對(duì)支路電流的約束關(guān)系可以得到:流出(或流入)封閉面的某支路電流,等于流入(或流出)該封閉面的其余支路電流的代數(shù)和。由此可以斷言:當(dāng)兩個(gè)單獨(dú)的電路只用一條導(dǎo)線相連接時(shí)(圖l-10),此導(dǎo)線中的電流必定為零。
圖l-10
在任一時(shí)刻,流入任一結(jié)點(diǎn)(或封閉面)全部支路電流的代數(shù)和等于零,意味著由
基爾霍夫定律
全部支路電流帶入結(jié)點(diǎn)(或封閉面)內(nèi)的總電荷量為零,這說(shuō)明KCL是電荷守恒定律的體現(xiàn) 在解題方法上的應(yīng)用
以圖1所示電路為例:來(lái)說(shuō)明基爾霍夫定律在幾種解題方法上的應(yīng)用,此電路有4個(gè)節(jié)點(diǎn),三個(gè)網(wǎng)孔,6條支路。
6.1 以支路電流為未知量的支路電流法:
根據(jù)電路列出方程:
I1+I(xiàn)2=I4,I3+I(xiàn)4=I5,I1+I(xiàn)6=I5(電流定律)
E1=I1×r1+I(xiàn)4R1+I(xiàn)5R2
E2-E3=I2×r2+I(xiàn)4R1-I3×r3(電壓定律)
E3=I3×r3+I(xiàn)5R2+I(xiàn)6R3
以上為6個(gè)方程,聯(lián)立求解,得出6個(gè)未知電流。6.2 回路電流法:
根據(jù)電路列出方程:
E1=IⅠ(r1+R1+R2)+I(xiàn)ⅡR1+I(xiàn)ⅢR2
E2–E3=I1R1+I(xiàn)Ⅱ(r2+ r3+R1)-IⅡ×r3(電壓定律)
E3=IⅠR2- IⅡ×r3+ IⅢ(r3+R2+R3)
以上為3個(gè)方程,聯(lián)立求解,得出三個(gè)電流IⅠ、IⅡ、IⅢ,這三個(gè)電流分別為IⅠ= I1,IⅡ= I2,IⅢ= I6,然后應(yīng)用電流定律可求出另外三個(gè)電流。6.3 節(jié)點(diǎn)電壓定律:
根據(jù)電路設(shè)a點(diǎn)為參考節(jié)點(diǎn),列出方程:
Uao(1/r1+1/r2+1/R1)-Ubo1/R1-Uco1/r1=E2/r2+E1/r1
-Uao1/R1+Ubo(1/R1+1/R2+1/r3)-Uco1/R2=E3/r3(電流定律)
-Uao1/r1-Ubo1/R2+Uco(1/r1+1/R2+1/R3)=-E1/r1
聯(lián)立求解方程得節(jié)點(diǎn)電壓Uao、Ubo、Uco,然后根據(jù)電壓定律求出各知路電流。7 基爾霍夫定律的應(yīng)用實(shí)例
例
1、如下圖(圖一)求各支路電流。
解:分析此電路有4個(gè)節(jié)點(diǎn)、3個(gè)網(wǎng)孔(如圖Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)、6條支路。分別設(shè)6條支路的電流為I1、I2、I3、I4、I5、I6 如上圖所示。跟據(jù)KCL定律有: I1+I(xiàn)2=I4﹒﹒﹒﹒﹒ ⑴
I3+I(xiàn)4=I5﹒﹒﹒﹒﹒⑵ I3+I(xiàn)4=I5﹒﹒﹒﹒﹒⑵
根據(jù)KVL定律有: E1=I1×r1+I(xiàn)4R1+I(xiàn)5R2﹒﹒﹒﹒﹒⑷
E2-E3=I2×r2+I(xiàn)4R1-I3×r3﹒﹒﹒﹒﹒⑸ E3=I3×r3+I(xiàn)5R2+I(xiàn)6R3﹒﹒﹒﹒﹒⑹
由以上六個(gè)式子可求得六條支路的電流。
例
2、如下圖要求推導(dǎo)出基爾霍夫電壓定律的推論:沿任一回路,各元件(無(wú)源元件)上電壓降的代數(shù)和等于該回路中各電壓源電勢(shì)的代數(shù)和。即:
基爾霍夫定律
解:分析有電路中的一個(gè)回路,由四條支路組成,各支路電壓和電流的參考方向如圖所示,選擇順時(shí)針?lè)较蜃鳛樵摶芈返睦@行方向,則有:
根據(jù)各支路的組成元件,寫(xiě)出各支路電壓的具體表達(dá)式如下:
將(1)式代入(2)式,并整理得到:
(3)式左邊是沿繞行方向回路中全部電阻元件上電壓降的代數(shù)和,當(dāng)電阻電壓的參考方向與回路繞行方向一致時(shí)取正號(hào),反之取負(fù)號(hào);右邊是沿繞行方向回路中全部電壓源電勢(shì)的代數(shù)和,當(dāng)電壓源電勢(shì)方向與回路繞行方向一致時(shí)取正號(hào),反之取負(fù)號(hào)。于是,得到基爾霍夫電壓定律的推論:沿任一回路,各元件(無(wú)源元件)上電壓降的代數(shù)和等于該回路中各
電壓源電勢(shì)的代數(shù)和。在只含有電阻元件的電路中,其表達(dá)式為:
上式中當(dāng)各元件電壓、各電壓源電勢(shì)的參考方向與回路繞行方向一致時(shí)取正號(hào),相反時(shí)取負(fù)號(hào)。
例
3、如下圖所示電路,求電壓Uab。
解:分析 自a點(diǎn)沿任何一條路徑巡行至b點(diǎn),沿途各段電路電壓的代數(shù)和即得電壓Uab。這是計(jì)算電路中兩點(diǎn)間得電壓得基本的常用方法。一般,選擇各段電路電壓容易計(jì)算,甚至不用計(jì)算的路徑巡行。
設(shè)電流I1、I2、I3,并作封閉曲面S如圖中所標(biāo)。由KCL推廣可知,I2=0,I3=5A;由KVL及歐姆定律,得電流 I1=20÷(18+2)=1A 電壓
Uab=8 I1+2 I2+2-3 I3=-5V 8 基爾霍夫定律理解及應(yīng)用小結(jié)
在學(xué)習(xí)中,我們始終抓住基爾霍夫定律這一主線來(lái)學(xué)習(xí)電路基礎(chǔ)它起著“鑰匙”的作用讓我們學(xué)會(huì)將所學(xué)知識(shí)歸納、整理形成一定的知識(shí)框架和結(jié)構(gòu),就能 在以后的學(xué)習(xí)中分清主次,抓住重點(diǎn)幫助我們從整體和相互聯(lián)系上融會(huì)貫通地理 解掌握和靈活運(yùn)用基爾霍夫定律為學(xué)習(xí)電路打好基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)
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[6]陳海洪《要讓學(xué)生成為課堂的主人》廣東教學(xué)研究,2000年第一期 [7]MATLAB運(yùn)用基爾霍夫定律進(jìn)行電路分析中的應(yīng)用--《廣西物理》2005 03期
第三篇:說(shuō)課稿 基爾霍夫定律
3.1基爾霍夫電流定律(說(shuō)課稿)
王
波
一、教材分析
基爾霍夫定律位于第三章復(fù)雜直流電路第一節(jié),與元件特性一起構(gòu)成了電路分析的基礎(chǔ),在知識(shí)內(nèi)容上起到承上啟下的作用。教材在前面的兩章中主要介紹簡(jiǎn)單直流電路,本節(jié)將通過(guò)基爾霍夫定律的學(xué)習(xí),為后面解決復(fù)雜的的直流和交流電路問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。
二、學(xué)情分析
本課的教學(xué)對(duì)象是汽修專業(yè)一年級(jí)學(xué)生。
1、基礎(chǔ)知識(shí),學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)習(xí)慣都不是太好。
2、分析能力和思維能力還相對(duì)較低。
3、活潑好動(dòng),思維活躍,動(dòng)手能力較強(qiáng)。
三、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)目標(biāo)
(1)了解簡(jiǎn)單電路和復(fù)雜電路的區(qū)別。
(2)理解并掌握支路、節(jié)點(diǎn)、回路、網(wǎng)孔基本概念。(3)應(yīng)用基爾霍夫電流定律列節(jié)點(diǎn)電流方程。
2.能力目標(biāo)
(1)培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)分析計(jì)算復(fù)雜電路的能力。(2)領(lǐng)會(huì)電工學(xué)中歸納、假設(shè)的研究方法。
3.情感目標(biāo)
(1)在解題過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生謹(jǐn)慎、仔細(xì)、不怕難的樂(lè)觀情緒,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)本專業(yè)課的熱愛(ài),提高他們的求知欲。
(2)通過(guò)啟發(fā)式教學(xué)過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。
四、重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):基爾霍夫電流定律。
難點(diǎn):支路、回路、網(wǎng)孔等概念的理解和區(qū)分,廣義上的基爾霍夫電流定律。
五、教學(xué)方法
1、設(shè)疑提問(wèn)法:調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,提出問(wèn)題,通過(guò)對(duì)問(wèn)題的討論、分析和思考,得出結(jié)論,引入新課。
2、講授法:配合課件,向?qū)W生講解復(fù)雜電路的幾個(gè)基本概念。
3、實(shí)驗(yàn)法:采用教師演示,學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),最后學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,完成探究性實(shí)驗(yàn)。
4、啟發(fā)式和師生互動(dòng)式:此方法在要求學(xué)生分析電流關(guān)系、講解例題和評(píng)講練習(xí)等多處用到。
六、學(xué)生學(xué)法
以教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體,教師為輔,學(xué)生為主,引導(dǎo)學(xué)生提出自已的看法,讓學(xué)生主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)中來(lái)??捎脤W(xué)生自已提的問(wèn)題作為全班的討論問(wèn)題,拉近師生之間的關(guān)系,啟發(fā)學(xué)生思考,從而解決問(wèn)題,充分體現(xiàn)師生互動(dòng)的教學(xué)模式,突出學(xué)生的主體地位。
七、教學(xué)過(guò)程
為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo),真正讓學(xué)生學(xué)得懂、愿意學(xué),讓課堂氣氛活躍起來(lái),把學(xué)生的注意力吸引在課堂上,我把整個(gè)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)為下面八個(gè)環(huán)節(jié)。
1.復(fù)習(xí)引入:利用課件幫助學(xué)生復(fù)習(xí)串、并聯(lián)電路和歐姆定律的有關(guān)知識(shí),為本課題的教學(xué)做好鋪墊,展示教材圖3-1,讓學(xué)生對(duì)兩個(gè)電路進(jìn)行比較,思考老師提出的問(wèn)題,從而引入新課。
2.講授概念: 結(jié)合課件講授幾個(gè)基本概念:支路,節(jié)點(diǎn),回路,網(wǎng)孔。為了鞏固知識(shí)點(diǎn),及時(shí)進(jìn)行隨堂練習(xí),用多媒體展示教材圖3-1,讓學(xué)生判斷有幾個(gè)節(jié)點(diǎn),幾條支路,幾個(gè)回路和幾個(gè)網(wǎng)孔,學(xué)生完成后,教師進(jìn)行評(píng)講。
3.實(shí)驗(yàn)探究:學(xué)生分小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生親自動(dòng)手操作,手腦并用,觀察電流表的讀數(shù),并記錄下來(lái),通過(guò)學(xué)生自己分析總結(jié)它們的關(guān)系,從而導(dǎo)出基爾霍夫電流定律的內(nèi)容。(插入學(xué)生活動(dòng)視屏)(評(píng)價(jià))(分值)插圖報(bào)告冊(cè)
4.練習(xí)鞏固:課件展示教材圖3-5,讓學(xué)生判斷電路中有幾條支路,老師拋出求支路電流問(wèn)題,老師鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行小組討論如何利用前面總結(jié)的基爾霍夫電流定律來(lái)解決問(wèn)題。最后老師引導(dǎo)學(xué)生列出節(jié)點(diǎn)電流方程。通過(guò)這個(gè)練習(xí),老師再向?qū)W生介紹電流方向的規(guī)定并引導(dǎo)學(xué)生歸納出基爾霍夫第一定律的另一種表述及公式。5.拓展延伸:將狹義的節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展成一個(gè)封閉面,在原有知識(shí)的基礎(chǔ)上加深難度,拓展學(xué)生視野。課件給出教材圖3-4。引導(dǎo)學(xué)生得出:I進(jìn)=I出。
6.強(qiáng)化技能:結(jié)合課件講解教材例3-5。強(qiáng)化學(xué)生對(duì)基爾霍夫電流定律的應(yīng)用,加深學(xué)生對(duì)基爾霍夫電流定律的理解。在講解時(shí),特別提醒學(xué)生注意電流方向。
7.課堂小結(jié):結(jié)合課件,引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)知識(shí),自主小結(jié)本節(jié)內(nèi)容,在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上加以概括,并強(qiáng)調(diào)本節(jié)課的重難點(diǎn)。
8.課后作業(yè):熟記三個(gè)術(shù)語(yǔ)的概念和基爾霍夫定律的內(nèi)容,做課本習(xí)題。
八、教學(xué)反思
1、基本:達(dá)到了課前的設(shè)計(jì)想法,教學(xué)環(huán)節(jié)完整,教學(xué)內(nèi)容符合學(xué)生實(shí)際需要,完成教學(xué)目標(biāo)。
2、亮點(diǎn):教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生興趣,使學(xué)生能積極參與。
3、不足:課程中各個(gè)活動(dòng)環(huán)節(jié)的過(guò)渡不夠自然;由于時(shí)間關(guān)系,學(xué)生的討論不太充分,對(duì)學(xué)生的想法挖的不夠深入。
4、改進(jìn):一部分學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高,不主動(dòng),對(duì)該課程不感興趣,對(duì)于這部分學(xué)生采取多鼓勵(lì),多提一些簡(jiǎn)單的問(wèn)題,激發(fā)學(xué)生好奇心,從而使這些學(xué)生參與到教學(xué)活動(dòng)中。有個(gè)別基礎(chǔ)比較好的學(xué)生,如果能很快接受理解并掌握本節(jié)課知識(shí)點(diǎn),則可以給他們提出自主學(xué)習(xí)基爾霍夫電壓定律的要求。
總之,這節(jié)課設(shè)計(jì)的原則是體現(xiàn)學(xué)生主體地位,教師僅僅是活動(dòng)的串聯(lián)者和引導(dǎo)者,學(xué)生是主要的活動(dòng)者和體驗(yàn)者,在我們的課堂沒(méi)有旁觀者,只有參與者。
板書(shū)設(shè)計(jì):
板書(shū)設(shè)計(jì)的理由:能體現(xiàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)、突出重點(diǎn)難點(diǎn)、直觀形象、利于鞏固新知識(shí)、有審美價(jià)值。
第四篇:基爾霍夫定律說(shuō)課稿
實(shí)驗(yàn)
五、《基爾霍夫定律》說(shuō)課稿
各位老師,大家好!
今天我說(shuō)課的內(nèi)容是電工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課《基爾霍夫定律》,本次說(shuō)課從教材、教法學(xué)法、教學(xué)程序、板書(shū)、教學(xué)反思等方面進(jìn)行闡述。
【說(shuō)教材】
一、教材分析
本課內(nèi)容選自高等教育出版社、國(guó)家教委規(guī)劃教材---《電工基礎(chǔ)》學(xué)生實(shí)驗(yàn)部分的第五個(gè)實(shí)驗(yàn)《基爾霍夫定律》。
1、教材的地位和作用
本教材是中等職業(yè)學(xué)校電氣專業(yè)的主要課程之一,是學(xué)習(xí)其他專業(yè)課的基礎(chǔ)課?!痘鶢柣舴蚨伞肥潜窘滩闹薪鉀Q電路問(wèn)題的基礎(chǔ),也是在后面的復(fù)雜直流電路分析和計(jì)算中起到?jīng)Q定性的作用。大綱的基本要求是熟練掌握基爾霍夫定律,并能運(yùn)用基爾霍夫定律來(lái)分析計(jì)算不太復(fù)雜的電路。本節(jié)課是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明《基爾霍夫定律》的正確性。
2、教材處理
在本教材教學(xué)大綱基本要求的基礎(chǔ)上,本人在實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上適當(dāng)增加、刪減、修改了內(nèi)容。
設(shè)計(jì)意圖:學(xué)生按教材寫(xiě)的實(shí)驗(yàn)步驟做實(shí)驗(yàn)的話,親自動(dòng)手操作起來(lái)非常困難。因此,在實(shí)驗(yàn)步驟上增加、修改了不少操作細(xì)節(jié)方面內(nèi)容。為了避免學(xué)生操作失誤而引起設(shè)備故障的現(xiàn)象,在實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)上也增加了注意事項(xiàng)。為了鞏固基爾霍定律內(nèi)容,在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上也增加了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
二、教學(xué)目標(biāo)
根據(jù)《中等職業(yè)學(xué)校電工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱》中課程教學(xué)目標(biāo)的要求,結(jié)合學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)和操作能力,我制定了本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)如下: 知識(shí)目標(biāo):驗(yàn)證并鞏固基爾霍夫定律。
能力目標(biāo):① 看電路圖正確連接電路的能力。② 提高測(cè)量直流電流、電壓的能力。情感目標(biāo):① 在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上追求真實(shí)性,避免弄虛作假。
② 連接電路、讀出數(shù)據(jù)等環(huán)節(jié)體現(xiàn)團(tuán)隊(duì)合作精神。
三、重點(diǎn)與難點(diǎn)的確定
根據(jù)以上教學(xué)目標(biāo)我把學(xué)習(xí)DGJ-03實(shí)驗(yàn)板的使用及電流、電壓的測(cè)量方法,驗(yàn)證基爾霍夫定律作為教學(xué)重點(diǎn)。通過(guò)各種教學(xué)環(huán)節(jié)解決重點(diǎn),可培養(yǎng)學(xué)生看圖連接電路的能力,完成測(cè)量電流、電壓。列節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程求ΣI和ΣU是教學(xué)難點(diǎn)。一年級(jí)學(xué)生計(jì)算能力和判斷電流、電壓正負(fù)的能力較為薄弱,而這些能力的培養(yǎng)又是必不可少的。為了解決重點(diǎn)、突破難點(diǎn),我把電流參考方向的理解及電阻電壓、電源電動(dòng)勢(shì)正負(fù)的確定為教學(xué)關(guān)鍵。
【說(shuō)教法學(xué)法】
一、說(shuō)教法
學(xué)情分析:本節(jié)課的教學(xué)對(duì)象是2013級(jí)電氣班A、B兩組之中的B組學(xué)生,共12人。中等生及中等偏下學(xué)生是全班學(xué)生的主力軍,差生比例占全班比例的40%以上。教師如果不考慮學(xué)生情況,而是一味地進(jìn)行理論灌輸?shù)脑?,基礎(chǔ)好的學(xué)生覺(jué)得授課內(nèi)容過(guò)于簡(jiǎn)單、無(wú)聊不愿聽(tīng),基礎(chǔ)差的學(xué)生又覺(jué)得課程內(nèi)容太難,聽(tīng)不懂,而不愿意聽(tīng)。怎樣才能更好地調(diào)動(dòng)他們參與課堂教學(xué)活動(dòng),怎樣才能使每一位學(xué)生都能對(duì)學(xué)習(xí)感興趣,是本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵。因此,在實(shí)驗(yàn)中主要采取小組合作學(xué)習(xí)方式,把學(xué)生分成了4個(gè)小組,小組分配比例優(yōu)中差1:1:1。
學(xué)生1:優(yōu)等生;學(xué)生2:中等生;學(xué)生3:差生。教法設(shè)計(jì):
為充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,突出重點(diǎn),突破難點(diǎn),達(dá)到預(yù)期教學(xué)目標(biāo),我主要運(yùn)用了直觀性較強(qiáng)的理實(shí)一體化教學(xué)法、小組合作法、分層教學(xué)法、競(jìng)賽法、比較法、提問(wèn)法、演示法等多種教學(xué)方法貫穿教學(xué)過(guò)程,鼓勵(lì)學(xué)生積極動(dòng)手,大膽實(shí)踐,形成和諧民主開(kāi)放的互動(dòng)課堂。
教學(xué)手段:提高課堂效率不僅要有好的教法,還得通過(guò)有效的教學(xué)手段來(lái)進(jìn)一步提高學(xué)生接受程度。整堂課以多媒體課件演示為主流程,自制實(shí)驗(yàn)操作步驟視頻、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)表、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)展板、圖片編輯等豐富學(xué)生聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)效應(yīng),使課堂更加有競(jìng)爭(zhēng)性,提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)參與度。
二、說(shuō)學(xué)法
本節(jié)課我主要運(yùn)用了5步學(xué)法:即通過(guò)對(duì)整個(gè)課堂的聽(tīng)、看、說(shuō)、做、思來(lái)充分鍛煉學(xué)生的接受能力、觀察能力,表達(dá)能力、動(dòng)手能力和思維能力。讓學(xué)生在愉悅、交流、協(xié)作的氛圍中輕松掌握本節(jié)的重點(diǎn),突破本節(jié)的難點(diǎn),力求做到讓教師如何教轉(zhuǎn)變?yōu)樽寣W(xué)生如何學(xué)。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采取了多種學(xué)習(xí)形式,如通過(guò)動(dòng)手驗(yàn)證、觀察評(píng)價(jià)、分工合作等方式,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性,大大提高了學(xué)生的參與度。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中參加實(shí)驗(yàn)的學(xué)生可以提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。參與評(píng)價(jià)的學(xué)生通過(guò)查找問(wèn)題,提升觀察、思考、判斷的能力。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)展示過(guò)程中又體現(xiàn)了學(xué)生歸納總結(jié)能力的提高。
【說(shuō)教學(xué)程序】
教學(xué)流程
●組織教學(xué)―復(fù)習(xí)舊知―導(dǎo)入―講解―做實(shí)驗(yàn)―交流評(píng)價(jià)―布置作業(yè)
一、組織教學(xué)(1分鐘):
師生互致問(wèn)候、考察出勤 設(shè)計(jì)意圖:盡快使學(xué)生集中精神上課。
二、復(fù)習(xí)舊知(3分鐘):
1.簡(jiǎn)單電路和復(fù)雜電路的區(qū)別
2.基爾霍夫定律內(nèi)容
設(shè)計(jì)意圖:?jiǎn)拘鸦貞洠瑸樾率谡n做好鋪墊。
三、導(dǎo)入新課(1分鐘)
設(shè)疑:基爾霍夫兩個(gè)定律是否成立?
設(shè)計(jì)意圖:在導(dǎo)入部分以設(shè)疑的方式,能夠使學(xué)生明確本節(jié)主要講解內(nèi)容,能夠讓學(xué)生帶著問(wèn)題去學(xué)習(xí),使學(xué)習(xí)目標(biāo)明確化。
四、實(shí)驗(yàn)前講解(14分鐘): 事先告訴本節(jié)課講解的目錄。
設(shè)計(jì)意圖:能夠讓學(xué)生明確任務(wù),知曉下一步該做什么,做到心中有數(shù)。
1.確立目標(biāo)(1分鐘)
① 學(xué)習(xí)DGJ-03實(shí)驗(yàn)板的使用及電流、電壓的測(cè)量方法。② 驗(yàn)證基爾霍夫定律。
設(shè)計(jì)意圖:讓學(xué)生們明確本節(jié)課的目標(biāo),有目的地學(xué)習(xí)本課。2.介紹實(shí)驗(yàn)設(shè)備(2分鐘)
PPT展示自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備圖片,教師點(diǎn)兩個(gè)小組的2號(hào)學(xué)生來(lái)看圖說(shuō)實(shí)驗(yàn)設(shè)備名稱。
設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)演示操作,使學(xué)生加深認(rèn)識(shí)各設(shè)備,更快地掌握實(shí)驗(yàn)面板。選2號(hào)學(xué)生來(lái)看圖說(shuō)話的意圖是讓學(xué)生提高觀察能力。3.實(shí)驗(yàn)電路圖的說(shuō)明(5分鐘)
看實(shí)驗(yàn)電路圖,提問(wèn)學(xué)生指節(jié)點(diǎn)和回路;教師講解列方程時(shí)電流、電壓正、負(fù)的確定;挑選每組1號(hào)學(xué)生到前面列節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程。
設(shè)計(jì)意圖:看電路圖分析電路是做實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵,明確節(jié)點(diǎn)和回路是本次實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ);列節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程是本節(jié)實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn),為了解決難點(diǎn)教師先說(shuō)明了列方程時(shí)怎么確定電流和電壓正、負(fù)符號(hào)的問(wèn)題。通過(guò)說(shuō)明電路圖學(xué)生掌握重點(diǎn)、突破難點(diǎn)有所幫助。挑選1號(hào)學(xué)生列方程的意圖是讓優(yōu)等生正確寫(xiě)到黑板上,因板書(shū)的內(nèi)容是保留到學(xué)生做實(shí)驗(yàn)為止。4.實(shí)驗(yàn)步驟及內(nèi)容(3分鐘)播放操作視頻
設(shè)計(jì)意圖:教師課前自制操作視頻,目的是使學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié),減少錯(cuò)誤,養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心的習(xí)慣。5.注意事項(xiàng)(2分鐘)
PPT演示注意事項(xiàng),教師指每組的3號(hào)學(xué)生來(lái)念注意事項(xiàng),之后老師強(qiáng)調(diào)安全問(wèn)題。
設(shè)計(jì)意圖:選3號(hào)學(xué)生來(lái)念的意圖是讓差生也參加本課堂中去,也讓學(xué)生提高表達(dá)能力;培養(yǎng)學(xué)生的安全意識(shí)。6.實(shí)驗(yàn)要求(1分鐘)
① 1、3組學(xué)生做表1和2的實(shí)驗(yàn)(1、3組評(píng)委對(duì)換); 2、4組學(xué)生做表3和4的實(shí)驗(yàn)(2、4組評(píng)委對(duì)換)。② 教師自制實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)表
設(shè)計(jì)意圖:每?jī)山M做不一樣的實(shí)驗(yàn)意圖是讓學(xué)生多個(gè)角度(實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的變化)來(lái)驗(yàn)證定律的正確性;評(píng)價(jià)表是學(xué)生評(píng)委評(píng)價(jià)其他學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),有利于評(píng)價(jià)。
五、學(xué)生分組做實(shí)驗(yàn)(18分鐘):
每小組選派一名操作能力相對(duì)強(qiáng)的1號(hào)學(xué)生到對(duì)應(yīng)的組做評(píng)價(jià)(帶評(píng)價(jià)卡),評(píng)委扣對(duì)方分?jǐn)?shù)之前當(dāng)場(chǎng)說(shuō)明扣分理由,其他學(xué)生按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)。
設(shè)計(jì)意圖:被選派的學(xué)生經(jīng)過(guò)看別人的實(shí)驗(yàn)?zāi)芴岣叻治瞿芰?,因?yàn)閺膭e人身上能學(xué)到不屬于自己的東西,也能掌握更多的操作經(jīng)驗(yàn)。其他學(xué)生自己親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生按電路圖正確連接電路的能力、按要求正確測(cè)量電流和電壓。經(jīng)過(guò)連接電路、讀出數(shù)據(jù)計(jì)算等環(huán)節(jié)能體現(xiàn)團(tuán)隊(duì)合作精神。
六、交流評(píng)價(jià)(5分鐘):
每個(gè)組評(píng)位走上講臺(tái)扮演教師的角色講解實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的情況及成績(jī)(出示量化評(píng)價(jià)表),這將引起所有學(xué)生的關(guān)注。當(dāng)學(xué)生無(wú)法進(jìn)行正確評(píng)價(jià)時(shí),教師適時(shí)進(jìn)行點(diǎn)撥。最后教師歸納實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,讓學(xué)生進(jìn)一步理解和消化這一主題的關(guān)鍵。
設(shè)計(jì)意圖:交流評(píng)價(jià)不僅肯定、鼓勵(lì)學(xué)生積極動(dòng)手所得到結(jié)果,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情;還可以及時(shí)指出學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,及時(shí)糾錯(cuò),提高他們的學(xué)習(xí)能力。
七、步置作業(yè)(2分鐘):
完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū),教師簡(jiǎn)單解釋實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容。設(shè)計(jì)意圖:幫助學(xué)生更好地鞏固、深化本堂課的知識(shí)。
【說(shuō)板書(shū)設(shè)計(jì)】
實(shí)驗(yàn)五 基爾霍夫定律
(學(xué)生列節(jié)點(diǎn)電流方程和三個(gè)回路電壓方程式)
設(shè)計(jì)意圖:驗(yàn)證基爾霍夫定律時(shí)需要列節(jié)點(diǎn)電流和回路電壓方程,列電壓方程是本節(jié)課的難點(diǎn)。做板書(shū)可以保留整節(jié)課,隨時(shí)確認(rèn)自己列回路方程的正確度,避免因列方程的失誤影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤。
【教學(xué)反思】
(略)
以上是我對(duì)本節(jié)內(nèi)容的粗淺設(shè)計(jì),懇請(qǐng)各位評(píng)委教師批評(píng)指正!
第五篇:基爾霍夫定律教案
課題:基爾霍夫定律 教學(xué)目的及其目標(biāo):
一、知識(shí)目標(biāo):
1、理解支路、節(jié)點(diǎn)、回路、網(wǎng)孔等基本概念
2、掌握基爾霍夫定律內(nèi)容及表達(dá)式
3、應(yīng)用基爾霍夫定律進(jìn)行計(jì)算
二、情感目標(biāo):
在學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)會(huì)合作,形成競(jìng)爭(zhēng)意識(shí),養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度
三、能力目標(biāo):
1、培養(yǎng)實(shí)際操作能力及獨(dú)立思考、鉆研、探究新知識(shí)的能力
2、培養(yǎng)學(xué)生分析比較及總結(jié)歸納的能力 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn):
教學(xué)重點(diǎn):基爾霍夫定律內(nèi)容及表達(dá)式 教學(xué)難點(diǎn):基爾霍夫定律應(yīng)用 教學(xué)方法: 講授法、討論法 教具:
黑板、粉筆、多媒體 教學(xué)過(guò)程:
一、復(fù)習(xí)提問(wèn)
1、電阻串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點(diǎn)?
2、電壓降與電動(dòng)勢(shì)正方向的規(guī)定?
對(duì)課前預(yù)習(xí)內(nèi)容的提問(wèn),幫助學(xué)生復(fù)習(xí)電阻串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)及電壓降與電動(dòng)勢(shì)正方向的規(guī)定。為本課題教學(xué)做好鋪墊。
二、新課導(dǎo)入
前面我們學(xué)習(xí)了運(yùn)用歐姆定律及電阻串、并聯(lián)能進(jìn)行化簡(jiǎn)、計(jì)算的直流電路。這種電路稱為簡(jiǎn)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(fù)雜電路。
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。......
三、新課講授
1、進(jìn)入多媒體課件,以下圖為例講解幾個(gè)基本概念: 2、3、4、5、6、7、8、9、得出:
⑴
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。圖中共有5條支路,支路電流分別標(biāo)于圖中。⑵
節(jié)點(diǎn):三條或三條以上支路的連接點(diǎn)。圖中共有a、b、c三個(gè)節(jié)點(diǎn)。⑶
回路:電路中任何一個(gè)閉合路徑。圖中共有6個(gè)回路。⑷ 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)孔呢?)圖中最簡(jiǎn)單的回路aR1R2a,aR2R4ba,bR4R5b三個(gè)是網(wǎng)孔。
2、基爾霍夫第一定律(電流定律)
⑴ 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。
⑵ 公式:?I進(jìn)??I出
〖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,板書(shū): ⑶ 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)......
I1 +I3=I2 +I4 +I5 移項(xiàng)后得:
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“+I”,流出節(jié)點(diǎn)的電流為“-I”,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:
I?0 即:?
3、基爾霍夫第一定律的應(yīng)用:
〖例2〗已知I1 = 25 mA,I3 = 16 mA,I4
= 12 mA,試求其余電阻中的電流I2、I5、I6 解:節(jié)點(diǎn)a:I1=I2+I3
則I2=I1?I3=25 ?16=9mA 節(jié)點(diǎn)d:I1=I4+I5 則I5=I1?I4=25 ?12=13mA 節(jié)點(diǎn)b:I2=I6+I5 則I6=I2 ?I5= 9 ?13=-4mA 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。
4、基爾霍夫第一定律的推廣:
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 ? ICA
IB= IBC? IAB IC= ICA ? IBC
上面三式相加可得: IA +IB +IC=0 或?I?0 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)
(1)內(nèi)容:在任一瞬間,對(duì)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。(2)公式:?U?0
(3)定律討論的對(duì)象:回路上的電壓(故基爾霍夫第二定律又稱為回路電壓定.....律).(4)通過(guò)對(duì)下列問(wèn)題的講解,歸納出利用?U = 0 列回路電壓方程的方法 【討論】請(qǐng)用基爾霍夫第二定律列出下圖回路電壓方程。
列回路電壓方程的方法:
(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(fù)(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(fù)值);
(d)確定電源電動(dòng)勢(shì)正負(fù)(若繞行方向與電動(dòng)勢(shì)方向相反,電動(dòng)勢(shì)取正值;反之取負(fù)值)。
綜上所述,按標(biāo)注方向循環(huán)一周,根據(jù)電壓與電流的參考方向可得:
Uca+Uad+Udb+Ubc=0 即: GB1?I1R1+I2R2?GB2 =0 或: GB1?GB2=I1R1?I2R2 由此,得出基爾霍夫第二定律的另一種表達(dá)形式:
?E??IR
上式表明:在任一回路循環(huán)方向中,回路中各電動(dòng)勢(shì)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(shí)際元件構(gòu)成的假想回路。如下圖所示
由上圖可得:?U= U ? U ? U
A
B
AB
= 0 或: UAB = UA ? UB
7、利用回路電壓定律解題的步驟:
①、先標(biāo)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(biāo)定:一般取電動(dòng)勢(shì)或較大的電動(dòng)勢(shì)的方向作為支路電流的參考方向和回路的繞行方向。
②、根據(jù)回路電壓定律列出回路電壓方程式。③、求解方程,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定電壓和電流的實(shí)際方向
【例3】如圖所示是兩個(gè)電源并聯(lián)對(duì)負(fù)載供電的電路。I1 = 4A,I3 =-1 A,R1 = 12 ?,R2 = 3 ?,R3 = 6 ?。求各支路電流 I2和電源電動(dòng)勢(shì)E1、E2。
解:據(jù)節(jié)點(diǎn)電流定律可得
I3 = I1 + I2
可求出 I2 = I3 – I1 =-5A 在回路E2-R3-R2-E2中,據(jù)回路電壓定律可得
E2 = I2R2+ I3R3 可求出 E2 = I2R2+ I3R3 = 5×3 +(-1)×6 = 9V 在回路E1-R1-R3-E1中,據(jù)回路電壓定律可得
E1= I1R1 + I2R2
可求出 E1 = I1R1 + I2R2
= 4×3+(-5)×3=-3V 提問(wèn)
1、敘述基爾霍夫第一定律的內(nèi)容,并寫(xiě)出表達(dá)式? 2、敘述基爾霍夫第二定律的內(nèi)容,并寫(xiě)出表達(dá)式? 歸納總結(jié)
(一)本課題學(xué)習(xí),重點(diǎn)掌握以下內(nèi)容:
1、理解支路、節(jié)點(diǎn)、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(xué)表達(dá)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(shí),電流參考正方向的理解及電阻電壓、電源電動(dòng)勢(shì)正負(fù)的確定
(二)用基爾霍夫定律的解題步驟:
①、先標(biāo)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(biāo)定:一般取電動(dòng)勢(shì)或較大的電動(dòng)勢(shì)的方向作為支路電流的參考方向和回路的繞行方向。②、根據(jù)回路電壓定律列出回路電壓方程式。
③、求解方程,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定電壓和電流的實(shí)際方向
通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí),我們必須掌握基爾霍夫電流定律的內(nèi)容及應(yīng)用,同時(shí)要特別注意在列電流、電壓方程時(shí),必須先確定參考方向,否則討論電流正負(fù)是毫無(wú)意義的。在下一節(jié)課我們將學(xué)習(xí)基爾霍夫定律的應(yīng)用——支路電流法。
布置作業(yè)
教材P30 1-
10、1-11
公開(kāi)課教案
課程:汽車(chē)電工電子技術(shù) 課題:基爾霍夫定律 授課班級(jí):16001汽修
授課時(shí)間:2017年11月24日3、4節(jié) 授課教師: