第 1 章认识电路考纲要求掌握电路组成的基本要素;理解电路模型,能识读简单电路图。
理解电路的基本物理量(电动势、电流、电位、电压)的概念及其单位。
熟练掌握电动势、电流、电压的参考方向(正方向)和数值正负的意义及在电路计算时的应用。
理解电功和电功率的概念,掌握焦耳定律和电功、电功率的计算。
了解电阻器及其参数,会计算导体电阻;理解电阻的概念和电阻与温度的关系,熟练掌握电阻定律。
了解超导现象。
掌握部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律.课题§1-1电路§1-2电流课型新课授课时数 1教学目标路的组成及其作用,电路的三种基本状态。
理解电流产生的条件和电流的概念,掌握电流的计算公式。
教学重点电路各部分的作用及电路的三种状态。
电流的计算公式。
教学难点对电路的三种状态的理解。
第 1 节电路一、电路的组成1.电路:由电源、用电器、导线和开关等组成的闭合回路。
2.电路的组成:电源、用电器、导线、开关(画图讲解)。
①电源:把其他形式的能转化为电能的装置。
如:干电池、蓄电池等。
②用电器:把电能转变成其他形式能量的装置,常称为电源负载。
如电灯等。
③导线:连接电源与用电器的金属线。
作用:把电源产生的电能输送到用电器。
④开关:起到把用电器与电源接通或断开的作用。
二、电路的状态(画图说明)1.通路(闭路):电路各部分连接成闭合回路,有电流通过。
2.开路(断路):电路断开,电路中无电流通过。
3.短路(捷路):电源两端或者电路中某些部分被导线直接相连,这时电源输出的电流不经过负载,只经过连接导线直接流回电源,这种状态叫做短路状态,简称短路。
注意:短路时电流很大,会损坏电源和导线,应尽量避免。
三、电路图1.电路图:用规定的图形符号表示电路连接情况的图。
2.几种常用的标准图形符号。
第 3 节 电阻一、 电阻1. 导体对电流所呈现出的阻碍作用。
不仅金属导体有电阻,其他物体也有电阻。
2. 导体电阻是由它本身的物理条件决定的。
例:金属导体,它的电阻由它的长短、粗细、材料的性质和温度决定。
3. 电阻定律:在保持温度不变的条件下,导体的电阻跟导体的长度成正比,跟导体的横截面积成反比,并与导体的材料性质有关。
R = ρSl 式中: ρ:导体的电阻率。
与导体的几何形状无关,与导体材料的性质和导体所处的条件有关(如温度)。
4. 电阻单位:R -欧姆(Ω);l -米(m );S -平方米(m2);ρ-欧⋅米(Ω⋅m )。
换算关系:103。
常见单位:μΩ、m Ω、Ω、k Ω、m Ω、5. 阅读P6表1-1,得出结论:电阻率的大小反映材料导电性能的好坏,电阻率愈大,导电性能愈差。
导 体:ρ<10-6Ω⋅m绝缘体:ρ>107Ω⋅m半导体:10-6Ω⋅m <ρ <107Ω⋅m 举例说明不同导电性能的物质用途不同。
二、 电阻与温度的关系1. 温度对导体电阻的影响:① 温度升高,自由电子移动受到的阻碍增加;② 温度升高,使物质中带电质点数目增多,更易导电。
随着温度的升高,导体的电阻是增大还是减小,看哪一种因素的作用占主要地位。
2. 一般金属导体,温度升高,其电阻增大。
少数合金电阻,几乎不受温度影响,用于制造标准电阻器。
超导现象:在极低温(接近于热力学零度)状态下,有些金属(一些合金和金属的化合物)电阻突然变为零,这种现象叫超导现象。
3. 电阻的温度系数:温度每升高1οC 时,电阻所变动的数值与原来电阻值的比。
若温度为t 1时,导体电阻为R 1,温度为t 2时,导体电阻为R 2,则α = )(12112t t R R R --即R 2 = R 1 [ 1 + α ( t 2 - t 1 ) ]例1:一漆包线(铜线)绕成的线圈,15οC 时阻值为20 Ω,问30οC 时此线圈的阻值R 为多少? 例2:习题(《电工基础》第2版周绍敏主编) 4.计算题(3)。
第 4 节 欧姆定律一、 欧姆定律1. 内容:导体中的电流与它两端的电压成正比,与它的电阻成反比。
2. 公式:I =RU,其中U -伏特(V );I -安培(A );R -欧姆(Ω)。
注意:① R 、U 、I 须属于同一段电路; ② 虽R =RU,但绝不能认为R 是由U 、I 决定的; ③ 适用条件:适用于金属或电解液。
例3:给一导体通电,当电压为20 V 时,电流为0.2 A ,问电压为30 V 时,电流为多大?电流增至1.2 A 时,导体两端的电压多大?当电压减为零时,导体的电阻多大?二、 伏安特性曲线1. 定义:以电压为横坐标,电流为纵坐标,可画出电阻的U -I 关系曲线,叫电阻元件的伏安特性曲线。
2. 线性电阻:电阻元件的伏安特性曲线是直线。
K =U I ;R = R U = K1 3. 非线性电阻:若电阻元件的伏安特性曲线不是直线,例:二极管。
练 习习题(《电工基础》第2版周绍敏主编)1.是非题(4) ~ (7)。
2.选择题(3) 、(4)。
小 结1.电阻定律的内容;电阻与温度的关系。
2.部分电路欧姆定律的内容。
3.伏安特性曲线。
布置作业 习题(《电工基础》第2版周绍敏主编)3.填充题(5) 。
4.问答与计算题(2)、 (4)、 (5) 、(6) 。
教 后 记1.一只220V/40W的白炽灯正常发光时,它的灯丝电阻是多少?当它接在110V的电路上,它的实际功率是多少?(不考虑温度对电阻的影响)2.习题(《电工基础》第2版周绍敏主编)1.是非题(8)~(10);选择题(6)~(8)。
第 2 章简单直流电路考纲要求1、熟练掌握部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律。
2、了解电路的几种工作状态(通路、开路、短路),掌握在每一种状态下电路中电流、电压和功率的计算。
3、熟练掌握电阻串、并联的特点和作用,掌握简单混联电路的分析和计算。
4、负载获得最大功率的条件5、会用等电位法求混联的等效电阻;6、了解电阻的测量方法;7、掌握电位的计算。
课 题 2-1电动势 闭合电路的欧姆定律 课 型 新课 授课时数 1教学目标★ 理解电动势、端电压的概念。
★ 熟练掌握闭合电路的欧姆定律。
★ 掌握电源输出功率与外电阻的关系。
教学重点 闭合电路的欧姆定律。
电源输出功率与外电阻的关系。
教学难点闭合电路的欧姆定律。
第 6 节 电动势 闭合电路的欧姆定律一、 电动势1. 电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。
用符号E 表示。
2. 单位:伏特(V )注意点:① 电动势由电源本身决定,与外电路无关。
② 电动势的规定方向:自负极通过电源内部到正极的方向。
二、 闭合电路的欧姆定律 1. 复习部分电路的欧姆定律I =RU 2. 闭合电路欧姆定律的推导① 电路② 推导设t 时间内有电荷量q 通过闭合电路的横截面。
电源内部,非静电力把q 从负极移到正极所做的功W = E q = E I t , 电流通过R 和R 0时电能转化为热能Q = I 2 R t + I 2 R 0 t ,因为W = Q 所以E I t = I 2 R t + I 2 R 0 t ,E = I R + I R 0或I =R R E+③ 闭合电路欧姆定律闭合电路内的电流,与电源电动势成正比,与整个电路的电阻成反比。
其中,外电路上的电压降(端电压)U = I R = E - I R 0‘ 内电路上的电压降U ' = I R 0电动势等于内、外电路压降之和E = I R + I R 0 = U + U '例1:如上图,若电动势E = 24 V ,内阻R 0 = 4 Ω,负载电阻R = 20 Ω,试求:(1)电路中的电流;(2)电源的端电压;(3)负载上的电压降;(4)电源内阻上的电压降。
例2:电源电动势为1.5 V ,内电阻为0.12 Ω,外电路电阻为1.38 Ω,求电路中的电流和端电压。
例3:电动势为3.6 V 的电源,与8 Ω 的电阻接成闭合电路,电源两极间的电压为3.2 V ,求电源的内电阻。
三、 端电压1. 电动势与外电路电阻的变化无关,但电源端电压随负载变化,随着外电阻的增加端电压增加,随着外电阻的减少端电压减小。
证明:I =R R E+当R 增加时,(R + R 0)增加,电流I 减小,U = E - I R 0 增加;同理可证,当R 减小时,U 也减小。
2. 两种特例:① 当外电路断开时,R 趋向于无穷大。
I = 0 U = E - I R 0 = E 即U = E应用:可用电压表粗略地测定电源的电动势② 当外电路短路时,R 趋近于零,I =R R E+趋向于无穷大,U 趋近于零。
短路时电流很大,会烧坏电源,引起火灾,决不允许将导线或电流表直接接到电源上,防止短路。
应用:测量电动势和电源内阻。
例4:例1(《电工基础》第2版周绍敏主编)。
例5:有一简单闭合电路,当外电阻加倍时,通过的电流减为原来的2/3,求内阻与外阻的比值。
四、 电源向负载输出的功率1. P 电源 = I E ;P 负载 = I U ;P 内阻 = I 2R 0;U = E - I R 0 ,同乘以I ,得U I = I E - I 2 R 0I E = I U + I 2 R 0 P 电源 = P 负载 + P 内阻在何时电源的输出功率最大?设负载为纯电阻当R = R 0时,这时称负载与电源匹配。
P max = 024R E2. 电源输出功率P 与负载电阻R 的变化关系曲线3. 注意:当R = R O 时,电源输出功率最大,但此时电源的效率仅为50%。
练习习题(《电工基础》第2版周绍敏主编)1.是非题(1)、(2)。
2.选择题(1)、(2)。
小结1.电源电动势的大小和方向。
2.闭合电路的欧姆定律的内容和表达式。
3.端电压的概念;外电阻增大和减小时,端电压的变化。
4.电源输出功率最大的条件,这时的输出效率。
布置作业习题(《电工基础》第2版周绍敏主编)3.填充题(1)、(2)。
4.问答与计算题(1)、(2)。
教后记课 题 2-2电池组及电池分类 课 型 新课 授课时数 1教学目标 掌握串、并联电池组的特点。
教学重点 串、并联电池组电动势、内阻的计算。
教学难点混联电池组的计算。
课前复习:闭合电路欧姆定律的内容和表达式。
端电压随外电阻的变化规律。
电源输出最大功率的条件。
第 7 节 电池组一个电池所能提供的电压不会超过它的电动势,输出的电流有一个最大限度,超出这个极限,电源就要损坏。
对于要求较高电压或较大电流的场合,就要用到多个电池的串联和并联及混联。
一、 电池的串联1. 当负载需要较高电压时,可使用串联电池组供电。
设串联电池组n 个电动势为E ,内阻为R 0的电池组成,则:E 串 = n E r 串 = n R 02. 特点:① 电动势等于单个电池电动势之和。
② 内阻等于单个电池内电阻之和。