新课
教学
(25分
钟)
图(1)图(2)
结论:
图(1)有且仅有一条有源支路,可以用电阻的串并联关系进
行化简,是简单电路
....;解答简单电路的方法是欧姆定律
....。
图(2)有两条有源支路,不能用电阻的串并联关系进行化
简,是复杂电路
....;解答复杂电路的方法是基尔霍夫定律
......。
【新课讲授】(75分钟)
1、进入多媒体课件,以下图为例讲解几个基本概念,并通过动
画效果加以理解:
得出:
⑴支路:由一个或几个元件首尾相接组成的无分支电路。
(问:请同学们仔细观察,流过同一支路的电流有何特点?)
(生答略)师:图中共有5条支路,支路电流分别标于图中。
⑵节点:三条或三条以上支路的连接点。
(生答略)师:图
中共有a、b、c三个节点。
⑶回路:电路中任何一个闭合路径。
(生答略)师:图中共
有6个回路。
⑷网孔:中间无任何支路穿过的回路。
网孔是最简单的回
路,或是不可再分的回路。
(请问上图电路中共有几个网孔呢?)
(生答略)师:对,图中最简单的回路aR1R2a,aR2R4ba,bR4R5b三
个是网孔。
〖动动脑筋〗请问下列电路有几条支路、几个节点、几个回
路、几个网孔?
出简单电路
和复杂电路
的概念,提
出解决复杂
电路的依
据,从而激
发学生学习
基尔霍夫定
律的欲望。
板书课题:
基尔霍夫定
律
出示EWB仿
真模型演
示,了解电
路组成,以
此集中学生
注意力。
得出结论:
同一支路中
电流处处相
等。
(生答略) 师答:
6条支路、4个节点、7个回路、3个网孔
2、请学生观察实验现象,从实验中得出基尔霍夫第一定律的系列知识:
老师按照左图接通电源,请同学们仔细观察各电流表的读数,I1=1A ,
I2=2A ,I3=3A 测量结果表明:
I1+I2=I3,对节点a 而言,I1和I2为流入节点的电流,I3为流出节点的电流,由此可得:
⑴ 内容:在任一瞬间,对电路中的任一节点,流进某一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和。
⑵ 公式:
∑∑=出进
I I
⑶ 定律讨论的对象:节点电流(故基尔霍夫第一定律又称为节点电流定律......
) 1〖例1〗请指出左图电路中有几条
支路,并用基尔霍夫第一定律列出下节点电流方程。
(老师在肯定学生回答后,将式子移项,并板书为:I 1 +I 3 (I 2 (I 4 (I 5 =0
上式表明:若规定流入节点的电流以为“+I”,流出节点的电流为“-I”,则节点电流定律又可叙述为:在任一瞬间通过电路中任一节点,流入
(或流出)该节点电流的代数和恒等于零。
即可得节点电流定律的第二种表述:
即:∑=0
I
3、基尔霍夫第一定律的应用:
注:名词解释采用问答形式,以增强学生学习的主动性,促使教学效果在教师与学生互动中得到较好的体现。
实验中强调电流表连接的正确性和对各支路电流的观察
实验分析.... (讨论)....
注:由实验导出基尔霍夫第一定律的内容,说服力强
课堂讲练(35分
钟)
【例2】如图所示电路,已知I
1
= 1A,I
2
= 2A,I
3
= 5A,I
4
=
3A试求I
5。
解:根据图中各电流方向,列出节点电流方程为:
I
1
+I
3
=I
2
+I
4
+I
5
则:I
5
=I
1
+I
3
(I
4
(I
2
=1+5+3(2=7A
结果得出I5的值是正的,表示I5的实际方向与标定的参考方向
相同,是由节点A流出的。
参考方向:任意假定的方向。
若计算结果为正值,表明该矢量
的实际方向与参考方向相同;计算结果为负值,表明该矢量的实际
方向与参考方向相反。
4、基尔霍夫第一定律的推广:
节点电流不仅适用于节点,还可推
广于任意假设的封闭面来说,它仍然成
立。
下图电路中闭合面所包围的是一个
三角形电路,有三个节点。
电流定律的推广应用
应用基尔霍夫第一定律可以列出:
I
A
= I
AB
( I
CA
I
B
= I
BC
( I
AB
I
C
= I
CA
( I
BC
上面三式相加可得:I A +I B +I C=0 或
∑=0
I
即:流入此闭合曲面的电流恒等于流
出该曲面的电流。
5、基尔霍夫第二定律(回路电压定律)
进入实验环节,探讨基尔霍夫第二定
律的有关知识:
⑴内容:在任一瞬间,对任一闭合回
路,沿回路绕行方向上各段电压代数和恒
等于零。
⑵公式:∑=0
U
⑶定律讨论的对象:回路上的电压(故基尔霍夫第二定律又称
为回路电压定律
......)
⑷通过对下列问题的讲解,归纳出利用(U = 0 列回路电压方
程的方法
【讨论】请用基尔霍夫第二定律列出下图回路电压方程。
列回路电压方程的方法:
(a)任意选定未知电流的参考方
向(如图所示);
(b)任意选定回路的绕行方向;
(c)确定电阻电压正负(若绕行
方向与电流参考方向相同,电阻电压
取正值;反之取负值);
(d)确定电源电动势正负(若绕
行方向与电动势方向相反,电动势取正值;反之取负值)。
板书内容及
公式
学生答:
电路中有五
条支路,节
点电流方程
为:
5
4
2
3
1
I
I
I
I
I+
+
=
+
通过实验揭
示了任意回
路中各路电
压的相互关
系。
通过对
问题的讨
论,活跃课
堂气氛,调
动主观能动
性,扩展思
维,得出答
案
课堂讲练
综上所述,按标注方向循环一周,根据电压与电流的参考方向
可得:
U
ca
+U
ad
+U
db
+U
bc
=0
即: GB
1
(I
1
R
1
+I
2
R
2
(GB
2
=0
或: GB
1
(GB
2
=I
1
R
1
(I
2
R
2
由此,得出基尔霍夫第二定律的另一种表达形式:
∑
∑=IR
GB
亦即:∑
∑=IR
E
上式表明:在任一回路循环方向中,
...........回路中各电动势的代数和
...........
恒等于各电阻上电压降的代数和。
...............
6、基尔霍夫第二定律的推广应用:
基尔霍夫第二定律也可以推广应用于不完全由实际元件构成的
假想回路。
如图所示:
由图可得:∑U= U A( U B
( U
AB
= 0
或: U
AB
= U
A
( U
B
7、利用回路电压定律解题的步
骤:
①、先标定各支路电流的参
考方向和回路的绕行方向,原则
上可任意标定:一般取电动势或
较大的电动势的方向作为支路电流的参考方向和回路的绕行方向。
②、根据回路电压定律列出回路电压方程式。
③、求解方程,并根据计算结果确定电压和电流的实际方向
【例3】如图所示是两个电源
并联对负载供电的电路。
I1=
4A,I3 = -1 A,R1 = 12 (,R2 =
3 (,R3 = 6 (。
求各支路电流
I
2
和电源电动势E1、E2。
解:据节点电流定律可得
I
3
= I1 + I2
可求出I2= I3–I1 = -5A
在回路E
2
- R
3
- R
2
- E
2
中,据回路电压定律可得E2 = I2R2+ I3R3
可求出E2 = I2R2+ I3R3
= 5×3 + (-1)×6
= 9V
在回路E
1
- R
1
- R
3
- E
1
中,据回路电压定律可得
E
1
= I1R1 + I2R2
可求出E1= I1R1 + I2R2
= 4×3+(-5)×3
= - 3V
【提问】(2分钟)
1、叙述基尔霍夫第一定律的内容,并写出表达式?
假定沿cadbc
绕行
注:各电阻
上电压和各
电动势前正
负号确定是
教学的重点
和难点,这
里专门进行
强调。
以帮
助学生理
解。
着重要求学
生掌握解题
步骤,为解
答习题作好
准备
注:通过
例题讲解强
调解题步
骤,使学生
掌握用基尔
霍夫第二定
律解题的步
骤和方法。