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中等职业学校电工基础电子版教案(劳动版第四版)电子教案










教学手段及方法

准备好教案,学生开学点名,安定学生学习情绪。

第一次课不准备讲太多的专业知识,主要让学生了解本门课的重要 性,对学习这门课的总要求。 电流电压是电工学的两个最基本的电量,本次课首先介绍一些基本 的电路知识,以及电路设备。 §1-1 一、电路: 1.电路及其组成 电路:电流流通的路径 电路的组成:电源、开关、负载和导线。 2.电路图 用电气符号描述电路连接情况的图,称电路原理图,简称电路图。 3.电路的功能 进行能量的转换、传输和分配
结合图片讲解

电流和电压 强调电工的导电原因

发电机

升压 变压器

输电线

降压 变压器

用电 设备

电能的传输示意图 实现信息的传递和处理

话筒

放大器 1

放大器 2

放大器 3

扩音机电路示意图 二、电气简图的常用符号 书上 P2 表格。 三、电流 1.电流的形成 电荷的定向移动形成电流,移动的电荷又称载流子。2.电流的 方向 习惯上规定正电荷移动的方向为电流的方向,因此电流的方向实 际上与电工移动的方向相反。

在分析和计算较为复杂的直流电路时,经常会遇到某一电流的实际 方向难以确定的问题,这时可先任意假定电流的参考方向,然后根据电流 的参考方向列方程求解。 如果计算结果 I > 0,表明电流的实际方向与参考方向相同; 如果计算结果 I < 0,表明电流的实际方向与参考方向相反。 3.电流的大小 在单位时间内,通过导体横截面的电荷量越多,就表示流过该导体 的电流越强。 若在 t 时间内通过导体横截面的电荷量是 Q , 则电流 I 可用 下式表示:
Q t 式中,I、Q 、t 的单位分别为 A、C、s。 I?

用多媒体说明

4.电流的测量 (1)对交、直流电流应分别使用交流电流表和直流电流表测量。 (2) 电流表必串接到被测量的电路中。 (3) 直流电流表表壳接线柱上标明的“+”、“-”记号,应和电 路的极性相一致,不能接错,否则指针要反转,既影响正常测量,也容易 损坏电流表。 本次课主要介绍了:电流电压的基础知识,首先说明了电路的构成和 电气符号,接着具体的说明了:电流的形成,量纲,测量等内容。
重点讲解

P23

1、2

三、电压、电位和电动势 1.电压 电场力将单位正电荷从 a 点移到 b 点所做的功,称为 a、b 两点间的 电压,用 Uab 表示。电压单位的名称是伏特,简称伏,用 V 表示。 2 .电位 电路中某一点与参考点之间的电压即为该点的电位。 电路中任意两点之间的电位差就等于这两点之间的电压,即 Uab = Ua-Ub,故电压又称电位差。 电路中某点的电位与参考点的选择有关,但两点间的电位差与参考 点的选择无关。 3.电动势 电源将正电荷从电源负极经电源内部移到正极的能力用电动势表

示,电动势的符号为 E,单位为 V。 电动势的方向规定为在电源内部由负极指向正极。 对于一个电源来说,既有电动势,又有端电压。电动势只存在于电 源内部; 而端电压则是电源加在外电两端的电压, 其方向由正极指向负极。 4. 电压的测量 (1)对交、直流电压应分别采用交流电压表和直流电压表测量。 (2)电压表必须并联在被测电路的两端。 (3)直流电压表表壳接线柱上标明的“+”“-”记号,应和被测 两点的电位相一致,即“+”端接高电位,“-”端接低电位,不能接错, 否则指针要反转,并会损坏电压表。

四、举例练习 P5 (包括练习册上内容)

本次课为上次课程的承继,继续深入讲解了:电位、电压、电动势的 概念,重点强调了它们之间的区别,最后以习题的形式进行巩固。
举例说明

P8

2,3

准备好教案,学生开学点名,安定学生学习情绪。

上次课主要介绍了万用表的使用,在万用表的使用中,经常会涉及 提问学生:电阻的作用 到一种基础元件的测量,本次课就以电阻为重点,深入讲解电阻的相关内 容,为进一步学习打基础。

§1-2 一、电阻与电阻率 (1)电阻

电阻

导体的电阻是导体本身的一种性质。它的大小决定于导体的材料、 长度和横截面积,可按下式计算:

板书公式

R??

l s

式中ρ 称为材料的电阻率,电阻率的大小反映了物体的导电能力。 电阻率小、容易导电的物体称为导体,电阻率大,不容易导电的物 体称为绝缘体,导电能力介于导体和绝缘体之间的物体称为半导体 。 (2)电导率 电阻率的倒数称为电导率,单位为西门子,它表示电流通过的难易程 度,其数值越大,表示电流越容易通过。 二、电阻与温度的关系 各种材料的电阻率都随温度而变化。 利用某些材料对温度的敏感特性,可以制成热敏电阻。 电阻值随温度升高而减小的热敏电阻称为负温度系数的热敏电阻; 电阻值随温度升高而增大的热敏电阻称为正温度系数的热敏电阻。 三、用万用表测量电阻 测量时注意以下几点: 1. 准备测量电路中的电阻时应先切断电源,切不可带电测量。 2.首先估计被测电阻的大小,选择适当的倍率挡,然后调零,即将两 支表笔相触,旋动调零电位器,使指针指在零位。 3. 测量时双手不可碰到电阻引脚及表笔金属部分,以免接入人体电 阻,引起测量误差。 4.测量电路中某一电阻时,应将电阻的一端断开。
用实物讲解 简略说明

本次课的内容较少,主要介绍了:电阻和电阻率以及电阻和温度之间

的关系,最后说明了:用万用表测量电阻的若干注意点。

P15

1、2

准备好教案,安定学生学习情绪。

前几次课介绍了电路的基本知识,包括电流和电压,电阻元件等, 这些部件能够组成一个最简单的电路,在整个电路中电量按照一定的规律 分配,这就是常常提到的欧姆定律。

§1-3

欧姆定律

一、部分电路欧姆定律 只含有负载而不包含电源的一段电路称为部分电路。

结合图形讲解

内容: 导体中的电流,与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。 公式: 当电压与电流的参考方向关联时, U I? R 当电压与电流的参考方向非关联时,
I ?? U R

如果以电压为横坐标,电流为纵坐标,可画出电阻的 U/I 关系曲线, 即伏安特性曲线。 电阻元件的伏安特性曲线是直线时,称为线性电阻,其电阻值可认为 是不变的常数。 如果不是直线,则称为非线性电阻。

二、

全电路欧姆定律

全电路是含有电源的闭合电路。电源内部的电路称为内电路。电源 内部的电阻称为内电阻,简称内阻。电源外部的电路称外电路,外电路中 的电阻称为外电阻。

板书划线部分

内容: 闭合电路中的电流与电源的电动势成正比,与电路的总电阻(内电路 电阻与外电路电阻之和)成反比。 公式:
E R?r 全电路欧姆定律又可表述为: I?

电源电动势等于 U 外和 U 内之和。 三、电源的外特性 电源端电压 U 与电源电动势 E 的关系为: U = E-Ir 可见,当电源电动势 E 和内阻 r 一定时,电源端电压 U 将随负载电 流 I 的变化而变化。 电源端电压随负载电流变化的关系特性称为电源的外特性,其关系 特性曲线称为电源的外特性曲线。

本次课首先介绍了:部分电路欧姆定律包括电流电压之间的关系,接 着重点讲解了全电路欧姆定律的运用,以及电源的外特性。

P23

7

环视全体学生,稳定教学秩序。

上次课我们主要学习了欧姆定律,其内容主要包括部分电路欧姆定律

复习

和全电路欧姆定律两部分。先请同学们回顾一下相关计算公式。另外请同 引入 学们掌握电路三种状态下的特点。今天我们学习电功和电功率。

§1-4 一、电功

电功和电功率 举例讲解

电流所做的功,简称电功(即电能) ,用字母 W 表示。 电流 I 和通电时间 t 三者的乘积,即: W = UIt 式中 W、U、I、t 的单位分别用 J、V、A、s。 电能的另一个常用单位是千瓦时(kW·h),即通常所说的 1 度电,它 和焦耳的换算关系为 1 kW·h = 3.6×106 J 二、电功率 电流在单位时间内所作的功称为电功率,用字母 P 表示,单位为 W。
p? W ? UI t

提示强调

讲解

对于纯电阻电路,上式还可以写为 U2 P ? I 2 R或P ? R 三、电流的热效应 电流通过导体时使导体发热的现象叫电流的热效应。 电流与它流过导体时所产生的热量之间的关系可用下式表示: Q = I2Rt Q 的单位是 J,这种热也称焦耳热。 四、负载的额定值 电气设备安全工作时所允许的最大电流、最大电压和最大功率分别 称为它们的额定电流、额定电压和额定功率。 电气设备在额定功率下的工作状态称为额定工作状态,也称满载; 低于额定功率的工作状态称为轻载; 高于额定功率的工作状态称为过载或超载。 由于过载很容易烧坏用电器,所以一般不允许出现过载。
举例互动 提问 讲解 讲解

1. 电功和电功率的概念及其表达公式。 2. 电流的热效应。 3.负载额定功率问题。

P24 :13、14
提问 总结

准备好教案,学生点名,安定学生学习情绪。

在电路钟,电阻的连接形式是多种多样的,其中最简单和最常用的是 串联和并联。电阻的串联和并联是电阻中最基本的两种连结方式,首先我

们共同学习串联电路的特点。 §2-1 一、电阻的串联 把多个元件逐个顺次连接起来,就组成了串联电路。 电阻串联电路的特点 (1)电路中流过每个电阻的电流都相等。 (2)电路两端的总电压等于各电阻两端的分电压之和,即 U = U1 + U2 + ? + Un 电阻串联电路的特点 电路的等效电阻(即总电阻)等于各串联电阻之和,即 R = R1 + R2 + ? + Rn 实例讲解 串联电路
提问学生

电阻串联电路的特点 电路中各个电阻两端的电压与它的阻值成正比,即 U U1 U 2 ? ??? n R1 R2 Rn

图示

上式表明,在串联电路中,阻值越大的电阻分配到的电压越大;反 讲解 之电压越小。 电阻串联电路的特点 若已知 R1 和 R2 两个电阻串联, 电路总电压为 U,可得分压公式如下 图所示

二、电阻串联电路的应用 a.获得较大阻值的电阻 b.限制和调节电路中电流 c.构成分压器 d. 扩大电压表量程

讲解 图示

三、电池的串联 当用电器的额定电压高于单个电池的电动势时,可以将多个电池串 联起来使用,称串联电池组。 设串联电池组是由 n 个电动势都是 E,内阻都是 r 的电池组成,则 串联电池组的总电动势

E串 ? nE
串联电池组的总内阻

讲解 指导看书

R串 ? nr
讲解 强调

1. 串联电路的特点。 2. 特殊串联电路形式:电池的串联。 P49: 1

准备好教案,学生点名,安定学生学习情绪。

上次课介绍了电阻串联电路的结构特点及其应用,首先请同学们回顾 一下电阻串联电路的特点,请同学们举手回答。然后我们学习电阻并联电 路。

§2-2 一、并联电路

并联电路

把多个元件并列地连接起来,由同一电压供电,就组成了并联电路。 电阻并联电路的特点 (1)电路中各电阻两端的电压相等,且等于电路两端的电压。 (2)电路的总电流等于流过各电阻的电流之和,即 (3)电路的等效电阻(即总电阻)的倒数等于各并联电阻的倒数之 和,即
提问学生 引入

I ? I1 ? I 2 ? ? ? I n

1 1 1 1 ? ? ??? R R1 R2 Rn

举例讲解 启发 提问 总结

(4)电路中通过各支路的电流与支路的阻值成反比,即

IR ? I1R1 ? I 2 R2 ? ? ? I n Rn
重点讲解

上式表明,阻值越大的电阻所分配到的电流越小,反之电流越大。 电阻并联电路的特点 若已知和两个电阻并联, 并联电路的总电流为 I, 可得分流公式如下:

二、电阻并联电路的应用 (1)凡是额定工作电压相同的负载都采用并联的工作方式。这样每 个负载都是一个可独立控制的回路, 任一负载的正常启动或关断都不影响 其他负载的使用。 (2)获得较小阻值的电阻。 (3)扩大电流表的量程。 三、电池的并联 有些用电器需要电池能输出较大的电流,这时可用并联电池组 设并联电池组是由 n 个电动势都是 E,内阻都是 r 的电池组成,则 并联电池组的总电动势

讲解

图示讲解

E并 ? E
并联电池组的总内阻

板书相关公式

1. 电阻并联电路特点及运用。 2. 一种特殊的并联电路:电池并联电路。

P49:2

准备好教案,学生开学点名,安定学生学习情绪。

上次课介绍了并联电路的基本结构,电阻串联、并联都讲解过了,请 2 位同学分别说出两种基本结构电路的特点。接下来我们学习混联电路。

§2-3

混联电路

电路中元件既有串联又有并联的连接方式称为混联。 对于电阻混联电路的计算,只需根据电阻串、并联的规律逐步求解即 可,但对于某些较为复杂的电阻混联电路,比较有效的方法就是画出等效 电路图,然后计算其等效电阻。 图中 R1 = R2 = R3 = 2Ω ,R4 = R5 = 4Ω ,试求 A、B 间的等效电阻

RAB。

提问学生 引入

解: 1. 按要求在原电路中标出字母 C,如下左图所示。 2. 将 A、B、C 各点沿水平方向排列,并将 R1-R5 依次填入相应的字 母之间。R1 与 R2 串联在 A、C 间,R3 在 B、C 之间,R4 在 A、B 之间,R5 在 A、C 之间,即可画出等效电路图,如上右图所示。 3. 由等效电路可求出 AB 间的等效电阻,即: P31 除上述方法外,其他的方法还有利用电流的流向及电流的分、合, 画出等效电路图方法; 利用电路中各等电位点分析电路, 画出等效电路等。 无论哪一种方法,都是将不易看清串、并联关系的电路,等效为可 直接看出串、并联关系的电路,然后求出其等效电阻。 灯泡 A 的额定电压 U1 = 6V,额定电流 I1 = 0.5A;灯泡 B 的额定电 压 U2 = 5V,额定电流 I2 = 1A。现有的电源电压 U = 12V,如何接入电阻 使两个灯泡都能正常工作?

讲解 分析

结合图形讲解 强调变换过程

解:利用电阻串联的分压特点,将两个灯泡分别串上 R3 与 R4 再予 以并联,然后接上电源,如右图所示。

指导看书 提问 板演

下面分别求出使两个灯泡正常工作时,R3 与 R4 的额定值。 (1) R3 两端电压为: R3 的阻值为: R3 的额定功率为:
重点讲解

所以,R3 应选 12Ω /3W 的电阻。 (2)R4 两端电压为: R4 的阻值为: R4 的额定功率为:

P4 = U4I2 = 7 × 1 = 7W
所以,R4 应选 7Ω /7W 的电阻。 混联电路上功率关系是: 电路中的总功率等于各电阻上的功率之和。

本次课主要是通过两个具体的例子,说明混联电路的特点,和几种 重要的解题过程:等效电路法,和电源等效法。

P49:

3.4
简单介绍

准备好教案,安装好多媒体投影仪,安定学生学习情绪。

前几次课我们主要学习了:基本电路的结构和若干特点。 1. 串联电路的基本特点? 2. 并联电路的等效计算?

§2-4

直流电桥

一、直流电桥平衡条件 电桥是测量技术中常用的一种电路形式。本节只介绍直流电桥。

图中的四个电阻都称为桥臂,Rx 是待测电阻。B、D 间接入检流计 G。 调整 R1、R2、R 三个已知电阻,直至检流计读数为零,这时称为电 桥平衡。电桥平衡时 B、D 两点电位相等,即 UAB = UAD 因此 可得 R1I1 = RxI2 R1R = R2Rx UBC = UDC R2I1 = RI2
学生提问

电桥的平衡条件是:电桥对臂电阻的乘积相等。 利用直流电桥平衡条件可求出待测电阻 Rx 的值。 结 合 电 路 结构 说 明 二、不平衡电桥 电桥的另一种用法是:当 Rx 为某一定值时将电桥调至平衡,使检 流计指零。当 Rx 有微小变化时,电桥失去平衡,根据检流计的指示值及 其与 Rx 间的对应关系,也可间接测知 Rx 的变化情况。同时它还可将电阻 Rx 的变化换成电压的变化,这在测量和控制技术中有着广泛的应用。 1. 利用电桥测量温度 把铂(或铜)电阻置于被测点,当温度变化时,电阻值也随之改变, 用电桥测出电阻值的变化,即可间接得知温度的变化量。 2. 利用电桥测量质量 把电阻应变片紧贴在承重的部位,当受到力的作用时,电阻应变片 的电阻就会发生变化, 通过电桥电路可以把电阻的变化量转换成电压的变 化量,经过电压放大器放大和处理后,最后显示出物体的质量。 三、不平衡电桥的运用实例
板书推导公式

电桥的特点

和平衡电桥比较说明

重量变化

电阻 应变片

电阻变化

电 桥

电压变化

放大 电路

数字 显示

本次课主要介绍了基本电路中的一种特殊例型:电桥电路,重点说

明了其平衡条件,和不平衡电桥的运用,最后以称重电路为例来说明:电 桥在传感电路中的使用。

P35

1、2

以电子秤为例进一步说 明电桥的工作原理

准备好教案,安定学生学习情绪,安装好多媒体投影仪。 简单的电路可以用等效电路法进行计算,不能用电阻串、并联化简求 解的电路称为复杂电路。 分析复杂电路要应用基尔霍夫定律。 §2-5 基尔霍夫定律(1)

一、电路的基本术语 支路 :电路中的每一个分支称支路。它由一个或几个相互串联的电 路元件所构成。 含有电源的支路称有源支路, 不含电源的支路称无源支路。 节点 :3 条或 3 条以上支路所汇成的交点称节点。 回路和网孔: 电路中任一闭合路径都称回路。 一个回路可能只含一条 支路,也可能包含几条支路。其中,最简单的回路又称独立回路或网孔。

二、基尔霍夫第一定律 基尔霍夫第一定律又称节点电流定律。它指出:在任一瞬间,流进某 一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和,即 ∑I 进 = ∑I 出

强调基尔霍夫定理的使 用方向

对于节点 O 有 I1+ I2= I3+ I4 + I5 可将上式改写成 I1+ I2 -I3 - I4- I5 因此得到 ∑I = 0 即对任一节点来说,流入(或流出)该节点电流的代数和恒等于零。 在应用基尔霍夫第一定律求解未知电流时,可先任意假设支路电流的 参考方向,列出节点电流方程。 通常可将流进节点的电流取正,流出节点的电流取负,再根据计算值 的正负来确定未知电流的实际方向。 有些支路的电流可能是负, 这是由于所假设的电流方向与实际方向相 反。 三、基尔霍夫第二定律 基尔霍夫第二定律又称回路电压定律。它指出:在任一闭合回路中, 各段电路电压降的代数和恒等于零。 用公式表示为 ∑U = 0
简略说明推导过程 板书公式 重点投影基本术语的解 释

= 0

电源电动势之和 = 电路电压降之和 按虚线方向循环一周, 根据电压与电流的参考方向可列出: UAB + UBC + UCD + UDA = 0 即: E1-I1R1 +E2-I2R2 = 0 或 E1 + E2 = I1R1 + I2R2

由此,可得到基尔霍夫第二定律的另一种表示形式

∑E = ∑IR 即在任一回路循环方向上,回路中电动势的代数和恒等于电阻上电 压降的代数和。 在用式∑U = 0 时,凡电流的参考方向与回路循环方向一致者,该电 流在电阻上所产生的电压降取正,反之取负。电动势也作为电压来处理, 即从电源的正极到负极电压取正,反之取负。 在用式∑E = ∑IR 时,电阻上电压的规定与用式∑U = 0 时相同,而 电动势的正负号则恰好相反。 四、支路电流法 以支路电流为未知量,依据基尔霍夫定律列出节点电流方程和回路 电压方程,然后联立求解的方法称为支路电流法。 本次课的内容比较多,也比较难,首先说明了几个和基尔霍夫定理 有关的基本术语,接着一次重点说明了:基尔霍夫第一定律的概念,使用 注意事项,等内容。 准备好教案,安定学生学习情绪,准备好投影仪。
结合电路图说明

1、基尔霍夫第一定律的内容? 2、板书第一定律的公式。 3、回顾电路的基本术语。 §2-5 基尔霍夫定律(2) 此部分要重点说明

三、基尔霍夫第二定律 基尔霍夫第二定律又称回路电压定律。它指出:在任一闭合回路中, 各段电路电压降的代数和恒等于零。 用公式表示为 ∑U = 0

电源电动势之和 = 电路电压降之和 按虚线方向循环一周, 根据电压与电流的参考方向可列出: UAB + UBC + UCD + UDA = 0

即: E1-I1R1 +E2-I2R2 = 0 或 E1 + E2 = I1R1 + I2R2
提问学生

由此,可得到基尔霍夫第二定律的另一种表示形式 ∑E = ∑IR 即在任一回路循环方向上,回路中电动势的代数和恒等于电阻上 电压降的代数和。 在用式∑U = 0 时,凡电流的参考方向与回路循环方向一致者,该电 流在电阻上所产生的电压降取正,反之取负。电动势也作为电压来处理, 即从电源的正极到负极电压取正,反之取负。 在用式∑E = ∑IR 时,电阻上电压的规定与用式∑U = 0 时相同,而 电动势的正负号则恰好相反。 四、支路电流法 以支路电流为未知量,依据基尔霍夫定律列出节点电流方程和回路 电压方程,然后联立求解的方法称为支路电流法。 支路电流参考方向和独立回路绕行方向可以任意假设,绕行方向一般 取与电动势方向一致,对具有两个以上电动势的回路,则取电动势大的为 绕行方向。 五、例题 下图电路中,E1 = E2 = 17V,R1 = 2Ω ,R2 = 1Ω ,R3 = 5

板书定义

结合图形逐个讲解

Ω ,求各支路电流。 、

推导公式

1.标出各支路电流参考方向和独立回路的绕行方向,应用基尔霍夫第 一定律列出节点电流方程 I1 + I2 = I3 2. 应用基尔霍夫第二定律列出回路电压方程 对于回路 1 有 对于回路 2 有 整理得联立方程 I2= I3 -I1 2I1 + 5I3 = 17 E1 = I1R1 + I3R3 E2 = I2R2 + I3 R3

I2

+ 5I3

= 17

3. 解联立方程得 I1 = 1A I2 = 2A I3 = 3A 电流方向都和假设方向相同。 本次课在基尔霍夫第一定律的基础上,讲解了基尔霍夫第二定律, 主要包括了以下几个方面: 1、基尔霍夫第二定律的工作原理。 2、计算时的方向问题。 3、和第一定律配合使用,即支路电流法。 P49 8 环顾四周,调动气氛,点名考勤,宣布上课。 基尔霍夫第一定律和第二定律的内容

§2-6 一、叠加定例运用

叠加原理

分析 a 中电路, 两个电源的电动势分别为 E1 和 E2, 根据基尔霍夫第 二定律可得 I(R1 + R2 + R3) = E1 - E2 I=E1-E2/R1+R2+R3=18-6/2+4+6=1A 假设 E1 单独作用,而将 E2 置零,则电路中电流为

I? ?

E1 18 ? ? 1.5A R 1 ? R2 ? R3 2 ? 4 ? 6

再假设 E1 单独作用,而将 E2 置零,则电路中电流为 0.5A 解含有几个电源的复杂电路时,可将其分解为几个简单电路来研究, 然后将计算结果叠加,求得原电路的实际电流、电压,这一原理称为叠加 原理。

注意:叠加原理只适用于线性电路,即电路的参数不随外加电压及通 过其中的电流而变化的电路;而且叠加原理只能用来计算电流和电压,不 提问学生 能直接用于计算功率。 例:电路如下图所示,用叠加原理求各支路电流。
板书

引导学生上台分析

解: (1)将原电路分解为 E1 和 E2 分别作用的两个简单电路,并标出电流参 考方向,如下图所示。

引导

重点讲解

(2)分别求出各电源单独作用时各支路电流 在上面左图中,E1 单独作用时

推导

讲述

在上面右图中,E2 单独作用时,
教师总结

(3)将各支路电流叠加(即求出代数和) ,得
强调

二、练习册 P29 面计算题第一题
举例说明

师生共练

应该注意叠加时应首先规定总电路中电流与电压的参考方向,并规定各个 独立电源单独使用时分电路的电流与电压的参考方向。

练习册 计算题第二题

准备好教案,安装好投影仪,安定学生学习情绪。

复习:请写出基尔霍夫第一和第二定律的公式表达。 引入:电压源和电流源是是电路中运用最广泛和必不可少的元器件,实际 电源可以看成电压源或电流源,并且在一定条件下二者可以进行等 效转换。
推导

§2-7

电压源与电流源的等效变换

讲解

一、电压源、电流源的基本知识 电路中的电源既提供电压,也提供电流。 将电源看作是电压源或是电流源,主要是依据电源内阻的大小。 为了分析电路的方便,在一定条件下电压源和电流源可以等效变换。 二、电压源 具有较低内阻的电源输出的电压较为恒定,常用电压源来表征。电压 师生共练 源可分为直流电压源和交流电压源。 实际电压源可以用恒定电动势 E 和内阻 r 串联起来表示。

总结 强调

实际电压源以输出电压的形式向负载供电,输出电 压(端电压)的大小为 U = E-Ir,在输出相同电流的条件下,电源内 阻 r 越大,输出电压越小。若电源内阻 r = 0,则端电压 U = E,而与输 出电流 的大小无关。

理想电压源:r=0 三、电流源 具有较高内阻的电源输出的电流较为恒定,常用电流源来表征。 实际使用的稳流电源、光电池等可视为电流源。 内阻无穷大的电源称为理想电流源,又称恒流源。 实际电流源简称电流源。电流源以输出电流的形式向负载供电,电 源输出电流 IS 在内阻上分流为 I0,在负载 RL 上的分流为 IL。
提问学生 引导思考

简单讲解

四、电压源与电流源的等效变换 实际电源既可用电压源表示,也可用电流源表示。在满足一定条件 强调电压源的结构 时,电压源与电流源可以等效变换。

电压源与电流源等效变换时,应注意: 1. 电压源正负极参考方向与电流源电流的参考方向在变换前后应 保持一致。 2. 两种实际电源模型等效变换是指外部等效,对外部电路各部分的 计算是等效的,但对电源内部的计算是不等效的。 3. 理想电压源与理想电流源不能进行等效变换。
与电压源比较

例 2-9 试将图 2-36a 的电压源转换为电流源,b 图中的电流源转换为电 压源。

多媒体

首先电压源、电流源的基本概念,即什么是电压源什么是电流源。 接着重点说明了:电流源和电压源的结构特点。 最后说明了两者之间的转换关系。
演示

P49 10、11 准备好教案,安装好投影仪,安定学生学习情绪。

到现在为至我们已经学习了三种电路解决方法: 1、欧姆定律(包括全电路欧姆定律和部分电路欧姆定律) 。 2、基尔霍夫定理。 3、叠加定理。 本次课将介绍一种新的解题方法即:戴维南定理。

§2-8 一、戴维南定理

戴维南定理
带领学生练习

引导学生看多媒体

电压源电动势 内阻 R3 支路的电流

E = ISR = 27×0.5 = 13.5V R = 0.5Ω

1、戴维南定理的定义 如果一个复杂电路,并不需要求所有支路的电流,而只要求某一支 路的电流,在这种情况下,可以先把待求支路移开,而把其余部分等效为 一个电压源。 戴维南定理所给出的正是这种方法, 所以戴维南定理又称等效电压源 定理。这种等效电压源电路也称戴维南等效电路。 2、二端网络的定义 任何具有两个引出端的电路(也称网络)都可称为二端网络。若在 这部分电路中含有电源,就称为有源二端网络,否则称无源二端网络。 3、戴维南定理指出: 任何有源二端网络都可以用一个等效电压源来

代替,电压源的电动势等于二端网络的开路电压,其内阻等于有源 二端网络内所有电源不起作用时,网络两端的等效电阻。
提问学生定理的主要内 容

结合图形详细讲解

二、戴维南定理使用注意事项 1. 戴维南定理只适用于线性有源二端网络, 若有源二端网络内含有非 线性电阻,则不能应用戴维南定理。 2. 在画等效电路时, 电压源的参考方向应与选定的有源二端网络开路 电压参考方向一致。 三、例题 以书上 P46 例 2—12 为例 四、电源向负载输出的功率 1、电源接上负载后,电源要向负载输送功率,负载要从电源吸收功 率。由于电源内阻的存在,电源输出的总功率由电源内阻消耗的功率与外 接负载获得的功率两部分组成。 2、如果内阻上的功率较大,负载上获得的功率就较小。那么,在什 么情况下,负载才能获得最大功率呢? 设电源电动势为 E,内阻为 r,负载为纯电阻 R,则有 (R+r)2 = (R-r)2+4Rr 当 R = r 时,上式分母值最小,P 值最大,所以负载获得最大功率 的条件是:负载电阻与电源的内阻相等,即 R=r0,这时负载获得的最大 功率为 由于负载获得最大功率也就是电源输出最大功率,因而这一条件也 是电源输出最大功率的条件。
重点讲解

当电动势和内阻均为恒定时, 负载功率 P 随负载电阻 R 变化的关系曲 线如上图所示。 本次课首先介绍了戴维南定理的基本内容,同时补充了二端网络的基 本概念,重点说明了戴维南定理应用的注意事项,应重点掌握。会求负载 获得的最大功率。
练习册 2-6 节 4 题

提问学生

准备好教案,安装好投影仪,安定学生学习情绪。

1、在其它课程当中也接触过电容器,你对电容器是怎么理解的? 2、你见过的电容,电容器在生活中的应用。 用实物讲解

§3-1 一、电容器 1、基本概念

电容器与电容

两个相互绝缘又靠得很近的导体就组成了一个电容器。这两个导体称 为电容器的两个极板,中间的绝缘材料称为电容器的介质。

重点说明 2、充放电介绍 电容器能够储存电荷,这是它的最基本的特性。使电容器带电的过程 称为充电。充电后的电容器失去电荷的过程称为放电。 由于电容器的两个极板之间是绝缘的,所以直流电不能通过电容器, 电容器的这一特性称为隔直 。 3、注意事项 在电路中使用的电容器, 切断电源后, 电容器中仍有剩余电荷。 因此, 在检测电容器之前必须先将其“放电”,以免损坏测试设备,或对操作者造 成电击。 二、电容 1、原来不带电的电容器接上直流电源后,它的两个极板就储存电荷。 2、电荷量与电压的比值称为电容器的电容,用符号 C 表示。它在数 值上等于电容器在单位电压作用下所储存的电荷量。 表达式 C=Q/U
板书公式

电容的单位是法拉,简称法,用 F 表示,常用较小的单位有微法(μ

F)和皮法(pF) 。 问题思考:有人根据计算式 C=Q/U,认为电容器所加电压越大,电 容 C 就越小,这种说法对吗?为什么? 三、平行板电容器 1、平行板电容器是最常见的电容器。 2、电容是电容器的固有属性。 它只与电容器的极板正对面积、极板间距离以及极板间电介质的特性 有关; 而与外加电压的大小,电容器带电多少等外部条件无关。 真空中的介电常数ε 0≈8.86×10-12F/m , 某种介质的介电常数ε 与 ε 0 之比,称该介质的相对介电常数,用ε r 表示 。 用介电常数较大的物质作为电容器的电介质可显著增大电容, 而且能 做成很小的极板间隔,因而应用很广。 3、 任何两个导体之间都存在着电容。
重点强调 学生思考

本次课介绍了电容器的基本结构和一般特征,如隔直通交的重要特 征,说明了电容的若干参数和介电常数等基本概念。应重点掌握。

习题册 P36

一、1、2、3、4

准备好教案,安装好投影仪,安定学生学习情绪。 1、电容表达式的意义。 2、平行板电容器工作原理及使用注意事项。 作为一种常用的电子器件,其选择和连接方法是应用的重要方面,本 次课将详细介绍这方面的内容。
提问

§3-2 电容器的选用与连接 一、电容器的分类 1、常用电容器的外形和符号 2、电容器使用注意事项。 二、电容器的选用 1.电容器的标称值 大多数电容器的电容量都直接标在电容器的表面上。 往往只标数值,不标单位。 2.电容器额定工作电压 电容器在电路中能长期可靠工作而不被击穿的直流电压,又称耐 压。 三、电容器的连接 1、电容器的串联

简单说明

重点讲解

串联电容器总电容的倒数等于各电容器的电容倒数之和。 电容器串联之后,相当于增大了两极板间的距离,所以总电容小于每 个电容器的电容。

3. 电容器的并联

板书公式

电容器储存的总电荷量等于各电容器所带电荷量之和,即 Q = Q1+Q2+Q3 =(C1+C2+C3)U 设并联电容器的总电容为 C,因为 Q = CU,所以 C = C1+C2+C3 即并联电容器的总电容等于各电容器的电容之和。电容器并联之后, 相当于增大了两极板的面积,所以总电容大于每个电容器的电容。 四、结合练习 练习册 38 页实验题
引导学生一起练习

本次课首先简单的说明了电容的分类和选用方法,主要讲解了电容器 的串并联连接电路及特点,应重点掌握,最后用实验题的形式进行巩固。

习题册 P37

一、1、2、3、4 二、1

准备好教案,安装好投影仪,安定学生学习情绪。 上次课主要介绍了电容的一般参数选择问题如: 1.电容器的标称值 2.电容器额定工作电压 本次课我们将继续深入学习电容器的工作原理,以及通过这些原理所 引导出的一些列的运用。
提问学生

§3-3 电容器的充电和放电 一、电容器的充电和放电

结合图形讲解

1、电容器充电 当开关置于接点 1,充电。开始时灯泡较亮,然后逐渐变暗,观察 电流表和电压表变化。 2、电器放电 充电结束后,将开关置于 2,灯泡亮了一下又熄灭了 3、思考 当电容器加上交流电压时,电路中是否有电流流过? 二、电容器的简易检测 三、电容器中的电场能 1、当电容器充电时,两个极板上的正、负电荷不断累积,两极板间 就形成了电场,电容器在储存了电荷的同时也储存了能量。 2、充电电容器中储存的电场能可用下式表示:WC=1/2QUC 式中 WC C 电容器中储存的电场能,J; 电容器中的电容,F;
可以简单说明公式推导 过程

提问

现场测量;实物讲解

uc 电容器两极板间的电压,V; Q 电荷量,C。

电容器中储存的电场能量与电容器的电容成正比, 所以电容反映了电 容器储存电场能量的能力。 电容器只与电源进行能量的转换,它本身并不消耗能量,所以说电 容器是一种储能元件。

三、RC 电路的过渡过程 1、电容器充放电时,从一种稳定状态变化到另一种稳定状态所必 须经历的物理过程称作过渡过程。 2、充放电达到稳态值所需要的时间与 R 和 C 的大小有关。R 与 C 的乘积称为 RC 电路的时间常数,用τ 表示,即: τ = RC 详细讲解

时间常数的单位为 s。 τ 越大,充电越慢,放电也越慢,即过渡过程就越长。反之,τ 越小, 过渡过程就越短。 在实际应用中,当过渡过程经过(3~5)τ 时间后,可认为过渡过程基 本结束,已进入稳定状态了。

本次课的内容比较多, 通过实验的方式说明了电容充放电的过程和本 质,通过演示的方法讲解了电容器的检测方法,应重点掌握。简单介绍了 场能的变换,同时介绍了 RC 电路的过渡过程,课后了解掌握。

书 P83

5 ,6

准备好教案,安装好投影仪,安定学生学习情绪。

实际电路中有大量电感元件的线圈中有铁心。线圈通电后铁心就构成 磁路,磁路又影响电路。因此电工技术不仅有电路问题,同时也有磁路问 题。

§4-1 一、磁体及其性质 1、概念

磁场

某些物体能够吸引铁、镍、钴等物质的性质称为磁性。具有磁性的 物体称为磁体。磁体分天然磁体和人造磁体两大类。

2、磁体两端磁性最强的部分称磁极。可以在水平面内自由转动的 磁针,静止后总是一个磁极指南,另一个指北。指北的磁极称北极(N) ; 指南的磁极称南极(S) 。

3、磁场性质 与电荷间的相互作用力相似,当两个磁极靠近时,它们之间也会产生 相互作用的力:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。 二、磁场与磁感线 1.磁场 在磁体周围的空间中存在着一种特殊的物质——磁场。 磁极之间的作用力通过磁场进行传递。 2、实验演示 3. 磁感线 磁场的分布常用磁感线来描述。

用多媒体演示

三、电流的磁场 不仅磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场,这种现象称为电流的磁效 应。

本次课重点介绍了磁体的本质和磁体的性质,在空间中磁场和磁力线 的分布,电流的磁场,应重点掌握。

准备好教案,学生点名,安定学生学习情绪。

上次课我们已经定性的分析了磁场的一些基本知识: 1、磁场的产生物质。 2、磁场与磁感线的分布。 3、各种电流的磁场作用。 本次课重点对磁场进行定量分析。
提问学生

§4-2 一、磁感应强度

磁场的主要物理量

导线方向与磁场方向保持垂直,经导线通电,可以看到导线因受力 而发生运动。 先保持导线通电部分的长度不变,改变电流的大小,然后保持电流 简单介绍 不变,改变导线通电部分的长度。 在磁场中,垂直于磁场方向的通电导线,所受电磁力 F 与电流 I 和 导线长度 l 的乘积 IL 的比值称为该处的磁感应强度,用 B 表示,即 磁感应强度的单位是特斯拉,简称特,用符号 T 表示。 二、磁通 设在磁感应强度为 B 的均匀磁场中,有一个与磁场方向垂直的平面, 面积为 S,我们把 B 与 S 的乘积,定义为穿过这个面积的磁通量,简称磁 通。用φ 表示磁通,则有 φ = BS

板书公式

三、磁导率 不同的媒介质对磁场的影响不同,影响的程度与媒介质的导磁性能 有关。 磁导率是一个用来表示媒介质导磁性能的物理量,用μ 表示,其单 位为 H/m。由实验测得真空中的磁导率μ 1、顺磁物质 四、磁场强度 2、反磁物质
0

=4π ×10-7H/m,为一常数。

3、铁磁物质

在真空中,通电线圈磁感应强度的大小与线圈的匝数、线圈长度及 电流强度有关

式中

B0 ——通电线圈的磁感应强度,T; μ 0——真空的磁导率,H/m; N ——线圈的匝数; L ——线圈的长度,m; I ——线圈中的电流,A。 当把圆环线圈从真空中取出,并在其中放入相对磁导率为μ r 的媒 简单介绍

介质,则磁感应强度将是真空中的μ r 倍,即: 磁感应强度与媒介质的磁导率有关。 本次课主要是对磁场的定量分析,包括磁通和磁感应强度之间的关 系,重点说明了影响磁场强度的若干因数。

准备好教案,学生点名,安定学生学习情绪。

上次课我们已经定性的分析了:磁场的产生物质,电磁磁场与磁感线, 电流的磁场等基本物理量,本次课重点对磁场进行定量分析。
学生提问

§4-3

磁场对电流的作用

一、磁场对通电直导体的作用 通常把通电导体在磁场中受到的力称为电磁力,也称安培力。 通电直导体在磁场内的受力方向可用左手定则来判断。 把一段通电导线放入磁场中,当电流方向与磁场方向垂直时,电流 板书相关基本概念 所受的电磁力最大。 利用磁感应强度的表达式 B = F/Il,可得电磁力的计算式为 F = BIl 如果电流方向与磁场方向不垂直,而是有一个夹角α ,这时通电导线的有 效长度为 lsinα 。电磁力的计算式变为 F = BIlsinα 二、通电平行直导线间的作用 两条相距较近且相互平行的直导线,当通以相同方向的电流时,它 们相互吸引;当通以相反方向的电流时,它们相互排斥。 判断受力时,可以用右手螺旋法则判断每个电流产生的磁场方向,再用左 手定则判断另一个电流在这 个磁场中所受电磁力的方向。

结合图形讲解

三、磁场对通电线圈的作用 磁场对通电矩形线圈的作用是电动机旋转的基本原理。 在均匀磁场中放入一个线圈,当给线圈通入电流时,它就会在电磁 力的作用下旋转起来。

当线圈平面与磁感线平行时,线圈在 N 极一侧的部分所受电磁力向下,在 S 极一侧的部分所受电磁力向上,线圈按顺时针方向转动,这时线圈所产 生的转矩最大。当线圈平面与磁感线垂直时,电磁转矩为零,但线圈仍靠 惯性继续转动。通过换向器的作用,与电源负极相连的电刷 A 始终与转到 N 极一侧的导线相连,电流方向恒为由 A 流出线圈;与电源正极相连的电 刷 B 始终与转到 S 极一侧的导线相连, 电流方向恒为由 B 流入线圈。 因此, 线圈始终能按顺时针方向连续旋转。 本次课首先介绍了:磁场对通电直导体的作用,重点导出了: F = BIlsinα 的重要结论,接着说明了通电导线的相互作用,最后简单的说明 了:电场对电流的作用。
运用多媒体动画课件讲 解

准备好教案,学生点名,安定学生学习情绪。 上次课我们已经学习了关于磁的基本性质和基本公式,以及磁和电之 间的关系。 本次课主要介绍:铁磁物质方面的内容,及磁的产生,特点,分类等 内容。
学生提问

§4-4

铁磁物质

一、铁磁物质的磁化 使原来没有磁性的物质具有磁性的过程称为磁化。 只有铁磁性物质才能被磁化,而非铁磁性物质是不能被磁化的。这 是因为铁磁物质可以看作是由许多被称为磁畴的小磁体所组成。 在无外磁场作用时,磁畴排列杂乱无章,磁性互相抵消,对外不显 磁性;但在外磁场作用下,磁畴就会沿着外磁场方向变成整齐有序的排 列,所以整体也就具有了磁性。 二、磁化曲线 当一个线圈的结构、形状、匝数都已确定时,铁磁物质的 B 随 H 变 化的规律可用 B—H 曲线来表示,称为磁化曲线。
简单介绍

曲线 oa 段较为陡峭,B 随 H 近似成正比增加。 似平坦,表明即使再增大线圈中的

b 点以后的部分近
结合图形讲解

电流 I 以增大 H,B 也已近似不变了,铁心磁化到这种程度称为磁饱和。 a 点到 b 点是一段弯曲的部分,称为曲线的膝部。这一段是从未饱和到饱 和的逐步过渡。 各种电器的线圈中,一般都装有铁心以获得较强的磁场。而且在设计 时,常常是将其工作磁通取在磁化曲线的膝部,还常将铁心制成闭合的形 状,使磁感线沿铁心构成回路。 三、磁滞回线 磁感应强度 B 的变化落后于磁场强度 H 的变化,这一现象称为磁滞。 铁心在反复磁化的过程中, 由于要不断克服磁畴惯性将损耗一定的能 量,称为磁滞损耗,这将使铁心发热。 四、铁磁材料的分类

(1)硬磁材料 特点:不易磁化,不易退磁 典型材料及用途:
结合课本上的图形

碳钢、钴钢等,适合制作永久磁铁,扬声器的磁钢 (2)软磁材料 特点:容易磁化,容易退磁 典型材料及用途: 硅钢、铸钢、铁镍合金等,适合制作电机、变压器、继电器等设备 中的铁心 (3)矩磁材料 特点:很易磁化,很难退磁 典型材料及用途: 锰镁铁氧体、锂锰铁氧体等,适合制作磁带、计算机的磁盘
简单介绍

本次课首先介绍了:铁磁物质的磁化过程,接着说明了磁滞回线的物 理含义,最后重点讲解了:磁性材料的分类和使用方向问题。

练习册相关练习

准备好教案,学生点名,安定学生学习情绪。 1、磁的基本性质是? 2、铁磁材料的分类有哪几种,各自有什么特点? 本次课主要介绍:铁磁物质方面的内容,及磁的产生,特点,分类等 内容。
学生提问

§4-5 一、电磁感应现象

电磁感应

电流能产生磁场,那么磁场能否产生电流呢? 将一条形磁铁放置在线圈中,当其静止时,检流计的指针不偏转, 但将它迅速地插入或拔出时,检流计的指针都会发生偏转,说明线圈中有 电流。 这种利用磁场产生电流的现象称为电磁感应现象,产生的电流称为 感应电流,产生感应电流的电动势称为感应电动势。 二、楞次定律 在线圈回路中产生感应电动势和感应电流的原因是由于磁铁的插 入和拔出导致线圈中的磁通发生了变化。 楞次定律指出了磁通的变化与感应电动势在方向上的关系,即:感 应电流产生的磁通总是阻碍原磁通的变化。 三、法拉第电磁感应定律

通过多媒体课件演示说 明

如果改变磁铁插入或拔出的速度,就会发现,磁铁运动速度越快,指针偏 转角度越大,反之越小。而磁铁插入或拔出的速度,反映的是线圈中磁通 变化的速度。 即: 线圈中感应电动势的大小与线圈中磁通的变化率成正比。 先让学生看书,再指导 这就是法拉第电磁感应定律。 用Δ Φ 表示时间间隔Δ t 内一个单匝线圈中的磁通变化量,则一个单 说明 匝线圈产生的感应电动势的大小为 如果线圈有 N 匝,则感应电动势 四、直导线切割磁感线产生感应电动势 感应电动势的方向可用右手定则判断。平伸右手,大拇指与其余四 指垂直,让磁感线穿入掌心,大拇指指向导体运动方向,则其余四指所指 的方向就是感应电动势的方向。 当导体、导体运动方向和磁感线方向三者互相垂直时,导体中的感应 电动势为: e = Blv

如果导体运动方向与磁感线方向有一夹角α ,则导体中的感应电动势 板书两种公式 为 e = Blvsinα 五、切割磁感应线的运用 发电机就是应用导线切割磁感线产生感应电动势的原理发电的,实际 应用中,将导线做成线圈,使其在磁场中转动,从而得到连续的电流。 六、举例说明 如下图所示, 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中, 有一长度为 l 的直导 体 AB,可沿平行导电轨道滑动。当导体以速度 v 向左匀速运动时,试确定 导体中感应电动势的方向和大小。
举例,师生互练

解:(1)导体向左运动时,导电回路中磁通将增加,根据楞次定律判断, 导体中感应电动势的方向是 B 端为正,A 端为负。用右手定则判断,结果相同。 (2)设导体在Δ t 时间内左移距离为 d,则导电回路中磁通的变化量 为 Δ Φ = BΔ S = Bld = BlvΔ t 如果导体和磁感线之间有相对运动时,用右手定则判断感应电流方向 较为方便; 如果导线与磁感线之间无相对运动,只是穿过闭合回路的磁通发生了 变化,则用楞次定律来判断感应电流的方向。
定性说明

本次课首先介绍了:铁磁物质的磁化过程,接着说明了磁滞回线的物 理含义,最后重点讲解了:磁性材料的分类和使用方向问题。

P79

1,2 ?Φ Blv?t e? ? ? Blv ?t ?t

准备好教案,学生点名,安定学生学习情绪。 回顾提问:1:什么叫感应电动势? 2:法拉第电磁感应定律是什么? 3:分别回顾左手螺旋定则和右手螺旋定则。 磁和电之间有一定得转换关系 , 但磁可以来自外部也可以来自内部 , 对来自身的次量变化所引起的感生电压叫做自感电压。
学生提问

4-6 一、自感现象

自 感

指导学生分析实验

合上开关,HL2 比 HL1 亮的慢 断开开关,灯泡闪亮一下才熄灭 当线圈中的电流发生变化时,线圈中就会产生感应电动势,这个电 动势总是阻碍线圈中原来电流的变化。 这种由于流过线圈本身的电流发生变化而引起的电磁感应现象称 为自感现象,简称自感。 在自感现象中产生的感应电动势称为自感电动势,用 eL 表示,自 感电流用 iL 表示。 二、自感系数 自感电流产生的磁通称为自感磁通。 一个线圈中通过单位电流所产生的自感磁通称为自感系数(简称电 强调相关概念 感) ,用 L 表示,即 L 的单位是亨利,用 H 表示。常采用较小的单位有毫亨(mH)和微亨(μ H) 。 线圈的电感是由线圈本身的特性决定的。线圈越长,单位长度上的匝数越 多,截面积越大,电感就大。有铁心的线圈,其电感要比空心线圈的电感 大得多。 有铁心的线圈,其电感也不是一个常数,称为非线性电感。电感为常 数的线圈称为线性电感。空心线圈当其结构一定时,可近似地看成线性电 感。 三、自感电动势 由 Nφ =LI,有

代入

,可得

四、RL 电路过渡过程 电感线圈与电容器相似,都是电路中的储能元件。

板书公式

开关 SA 刚刚闭合时,电流不可能一下子由零变到稳定值,而是逐渐 地增大;而当切断电源时,电流也不是立即消失,而是逐渐减小而消失。 过渡过程的快慢与 L 和 R 的数值有关, L 与 R 的比值称为 RL 电路的时 间常数,即

τ 越小,表明过渡过程越快。 本次课主题内容包括: 1、自感现象,重点说明了自感系数的物理含义和推导方法. 2、影响自感系数大小的因素。 3、简单说明了电感的过渡作用。
作为补充内容简单说明

准备好教案,学生点名,安定学生学习情绪。 上次课我们已经学习了关于自感的相关知识: 1:自感现象的表现, (可用楞次定理说明)? 2:自感电动势的表达公式? 3:自感的放电时间?
学生提问

§4-7

互感

一、互感现象和互感电动势 我们把由一个线圈中的电流发生变化而在另一线圈中产生电磁感应 的现象称为互感现象,简称互感。 由互感产生的感应电动势称为互感电动势,用 eM 表示。 互感电动势的计算公式为 E=MI/T
eM2 ? M ?I1 ?t
板书相关基本概念

式中 M 称为互感系数,简称互感,单位和自感一样,也是亨(H) 。 二、互感线圈的同名端 我们把由于线圈绕向一致而产生感应电动势的极性始终保持一致 的端子称为线圈的同名端,用“ · ”或“ * ”表示。

SA 闭合瞬间,A 线圈有电流 i 从 1 端流进,根据楞次定律,在 A 线 圈两端产生自感电动势,极性为左正右负。利用同名端可确定 B 线圈的 4 结合图形讲解 端和 C 线圈的 5 端皆为互感电动势的正端。 B 端为正,A 端为负。用右手定则判断,结果相同。 (2)设导体在Δ t 时间内左移距离为 d,则导电回路中磁通的变化量 为 Δ Φ = BΔ S = Bld = BlvΔ t 如果导体和磁感线之间有相对运动时,用右手定则判断感应电流方向 较为方便; 如果导线与磁感线之间无相对运动,只是穿过闭合回路的磁通发生了 引导学生推导结论 变化,则用楞次定律来判断感应电流的方向。

本次课主要学习了三个方面的问题: 1、铁磁物质的磁化过程。 2、磁滞回线的物理含义。 3、磁性材料的分类和使用方向问题。

P90

12 ,13

准备好教案,学生点名,安定学生学习情绪。 上次课我们已经学习了关于磁的基本性质和基本公式,以及磁和电之 间的关系。 本次课主要介绍:铁磁物质方面的内容,及磁的产生,特点,分类等 内容。
学生提问

§4-8 一、磁路

磁路欧姆定律

磁通所通过的路径称为磁路。
eM2 ? M ?I1 ?t
简述磁路结构

磁路可分为无分支磁路和有分支磁路。 如上图 a 和 b 为无分支磁路, c 为有分支磁路。 磁路中除铁心外往往还有一小段非铁磁材料,例如空气隙等等。 由于磁感线是连续的, 所以通过无分支磁路各处横截面的磁通是相 等的。 与电路比较,磁路的漏磁现象要比电路的漏电现象严重得多。全 部在磁路内部闭合的磁通称主磁通, 部分经过磁路周围物质而自成回路的 磁通称为漏磁通。

结合图形讲解

在漏磁不严重的情况下可将其忽略,只考虑主磁通。 二、磁路欧姆定律 1.磁动势 通电线圈的匝数越多,电流越大,磁场越强,磁通也就越多。 我们把通过线圈的电流 I 和线圈匝数 N 的乘积称为磁动势,用 Fm 表示, 即 Fm = NI

磁动势的单位是 A。 2.磁阻 磁通通过磁路时所受到的阻碍作用称为磁阻,用符号 Rm 表示。 其公式为

式中μ 、l 、S 的单位分别为 H/m、m、m2,磁阻 Rm 的单位为 H-1。 3.磁路欧姆定律 通过磁路的磁通与磁动势成正比,而与磁阻成反比,即
板书相关公式

上式与电路的欧姆定律相似,故称磁路欧姆定律。 由于铁磁材料磁导率的非线性, 磁阻 Rm 不是常数, 所以磁路欧姆定律 只能对磁路作定性分析。 三、磁路与电路的比较 四、电磁铁 将螺线管紧密地套在一个铁心上,就构成了一个电磁铁。实际应用的 电磁铁一般由励磁线圈、铁心、衔铁三个主要部分组成。 直流电磁铁和交流电磁铁的主要区别 本次课首先介绍了:磁路的基本基本定义和基本概念,接着重点讲解 了,磁路欧姆定律,磁阻的定义和物理含义,最后简单的说明了一下:磁 路与电路的比较。 练习册相关练习

e?

?Φ Blv?t ? ? Blv ?t ?t

准备好教案,学生点名,安定学生学习情绪。 上次课我们已经学习了关于直流电形式的相关性质和定理,从本次课 开始我们将以交流电为主要研究对象。 复习数学中的正弦、余弦的表达式和数轴表示方式。

帮助学生复习数学知识

§ 5-1 一、什么是交流电

交流电的基本概念(1)

交流电与直流电的根本区别是:直流电的方向不随时间的变化而变 化,交流电的方向则随时间的变化而变化。 (1)稳恒直流电 : 电压的大小和方向都不随时间而变化 (2)正弦交流电 : 电压的大小和方向按正弦规律变化 (3)非正弦交流电 : 一系列正弦交流电叠加合成的结果 二、交流电的产生 正弦交流电的产生设备 交流电可以由交流发电机提供,也可由振荡器产生。交流发电机主要 是提供电能,振荡器主要是产生各种交流信号。 整个线圈所产生的感应电动势为
多媒体展示交直流电的 区别

结合图形讲解

e = 2Blvsinω t 2Blv 为感应电动势的最大值,设为 Em,则 e = Em sinω t 上式称为正弦交流电动势的瞬时值表达式,也称解析式。 正弦交流电压、电流等表达式与此相似。 若从线圈平面与中性面成一夹角开始计时,则 e ? Em sin(?t ? ?0 )
板书相关公式

正弦交流电压、电流等表达式与此相似。

本次课首先介绍了:交流电的基本定义和基本概念,接着从交流电的 产生重点讲解了,交流电的表达式。 相关知识用练习册练习说明 P96 1,2 周期: 交流电每重复变化一次所需的时间, 符号 T 表示,单位是 s 频率:交流电在 1 秒内重复变化的次数,用符 号 f 表示,单位是 Hz 角频率:正弦交流电 1 秒内变化的电角度,用符 号ω 表示,单位是 rad/s 四、正弦交流电的最大值、有效值和平均值 最大值 : 正弦交流电在一个周期所能达到的最大瞬时值, 又称峰值、 幅值。 用

引导学生看练习册

三、正弦交流电的周期、频率和角频率
学生提问

?Φ Blv?t 板书基本概念 e? ? ? Blv 最大值用大写字母加下标 m 表示,如 Em、Um、 Im。 ?t ?t 有效值 :加在同样阻值的电阻上,在相同的时间内产生与交流电作

用下相等的热量的直流电的大小。 有效值用大写字母表示,如 E、U、I。 正弦交流电的有效值和最大值之间有如下关系为: 有效值 =
1 2

×最大值≈0.707×最大值

平均值:由于正弦量取一个周期时平均值为零,所以取半个周期的 平均值为正弦量的平均值。 五、正弦交流电的相位与相位差

1. 相位 在式 中, 表示在任意时
板书重要公式

刻线圈平面与中性面所成的角度,这个角度称为相位角,也称相位或相 角 ,它反映了交流电变化进程。 其中, 为正弦量 t=0 时的相位,称为初相位,也称初相角或初相。

2.相位差 两个同频率交流电的相位之差称为相位差,用符号φ 表示,即 两个同频率交流电的相位差就等于它们的初相之差。 正弦交流电的最大值反映了正弦量的变化范围,角频率反映了正弦量 的变化快慢,初相位反映了正弦量的起始状态。 最大值、角频率和初相位称为正弦交流电的三要素。 五、正弦交流电的相位与相位差 1. 相位 在式 角 ,它反映了交流电变化进程。 其中, 2. 相位差 两个同频率交流电的相位之差称为相位差,用符号φ 表示,即 两个同频率交流电的相位差就等于它们的初相之差。 以下为四种相位关系: 为正弦量 t=0 时的相位, 称为初相位, 也称初相角或初相。 中, 表示在任意时 刻线圈平面与中性面所成的角度,这个角度称为相位角,也称相位或相

相近概念比较说明

结合图形说明

正弦交流电的最大值反映了正弦量的变化范围,角频率反映了正弦

量的变化快慢,初相位反映了正弦量的起始状态。 最大值、角频率和初相位称为正弦交流电的三要素。

复习总结: 1:正弦交流电的周期、频率和角频率的概念。 2:平均值和有效值之间的换算公式。 3:相位和相位差之间的关系。 P97 3、4

学生提问

准备好教案,学生点名,安定学生学习情绪。 上次课我们已经学习了关于磁的基本性质和基本公式,以及磁和电之 学生提问 间的关系。 本次课主要介绍:铁磁物质方面的内容,及磁的产生,特点,分类等 内容。

§5-2

正弦交流电的相量图表示法

一、正弦交流电的相量图的概念 了与一般的空间矢量相区别, 把表示正弦交流电的这一矢量称为相量。 简述磁路结构

正弦交流电的相量用

表示。但实际应用更多的是

有效值相量,即将有向线段 OA 的长度定为正 弦量的有效值,相应符号则 改为

表示正弦交流电的相量与力学中的矢量不同,它只是相位随时间变 化的量,虽然加、减运算也遵循平行四边形法则,但与方向无关。 应用相量图时注意以下几点: 1.同一相量图中,各正弦交流电的频率应相同。 2.同一相量图中,相同单位的相量应按相同比例画出。
结合图形讲解

3.一般取直角坐标轴的水平正方向为参考方向,逆时针转动的角度 为正,反之为负。有时为了方便起见,也可在几个相量中任选其一作为参 考相量,并省略直角坐标轴。 4.用相量表示正弦交流电后,它们的加、减运算可按平行四边形法 则进行。 一个正弦量的相量图、波形图、解析式是正弦量的几种不同的表示方 法,它们有一一对应的关系,但在数学上并不相等,如果写成 则是错误的。 本次课首先介绍了:磁路的基本基本定义和基本概念,接着重点讲解 了,磁路欧姆定律,磁阻的定义和物理含义,最后简单的说明了一下:磁 路与电路的比较。 练习册相关练习
板书相关公式

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