§1-4基尔霍夫定律
备课日期:
课 题
上课日期:
§1-4 基尔霍夫定律
(1-基尔霍夫电流定律)
教案序号:
课型 新授 课时 1 课时
1、理解支路、节点、回路、网孔等基本概念; 教学目标 2、理解基尔霍夫第一定律的内容; 3、掌握利用基尔霍夫第一定律列节点方程的解题思路。 教学重点 教学难点 教学方法 教具准备 基尔霍夫第一定律的内容及应用。 应用基尔霍夫第一定律,列节点方程。 提问法、讨论法、讲述法相结合。 多媒体课件。
第一章 电路的基本概念和定律
§1-4 基尔霍夫定律 一.基本概念: 1.支路: 2.节点:
板 书 设 计
3.回路: 4.网孔: 二.节点电流定律(KCL) 1.依据原理:电荷守恒定律 2.分析过程: 3.定律内容:对电路中任一节点,流进节点的电流之和等于流出节点的电流之 和,或对电路中任一节点,流进该节点所有电流的代数和等于 0。
1
教
学
内
容
教法与学法
【复习提问】 1、电流的定义及其表达式? 2、电阻串联、并联电路的特点? 3、电压降与电动势正方向的规定? 4、欧姆定律的内容及表达式? 【引入新课】 ●在复习中引出 前面学习了欧姆定律和电阻的串并联电路, 能用欧姆定律和电阻串并联的知 识求解电流、电压之间关系的电路,称为简单电路。但是还有一类电路,用上述 简 单 电 路 和 复 杂 方法不能求解,这类电路称为复杂电路。基尔霍夫定律就是解决复杂电路计算的 电路的概念。 基本定律。 ●比较法。 【讲授新课】 §1-4 基尔霍夫定律 在学习基尔霍夫第一定律之前,为讨论问题方便先学习几基本概念。 一.基本概念: ●概念讲解。 ●投影课题。 ●复习提问。 ●通过复习引入 新课。
1. 支路: 电路中通过同一电流并含有一个以 上元件的分支。如图,电路中的 ED、AB、FC 均为 ●举例说明支路、 支路,该电路的支路数目为 b = 3。 2.节点:三条或三条以上支路的连接点。如 节点、回路和两个 图,电路的节点为 A、B 两点,该电路的节点数目 网孔的概念。 为 n = 2。 3.回路:电路中任一闭合路径。如图,电路 中的 CDEFC、AFCBA、EABDE 路径均为回路,该电路的回路数目为 l = 3。 4.网孔:内部不包含支路的回路。如图,电路中的 AFCBA、EABDE 回路均为 网孔,该电路的网孔数目为 m = 2。 基尔霍夫定律有两条:基尔霍夫第一定律(电流定律 KCL)和基尔霍夫第二 定律(电压定律 KVL)。 ●重点讲解。 二、基尔霍夫第一定律(电流定律 KCL) 基尔霍夫第一定律的内容是德国物理学家基尔霍夫根据电荷守恒以节点为 研究对象得到的。 1、定律 对于电路中任一结点来说, 任一瞬间流入某一结点的电流之和等于从
该结点 流出的电流之和。即 ∑I 入=∑I 出 ●基尔霍夫电流 定律。 ●分组讨论。 ●启发推导。
2
教
学
内
容
教学方法与手段 ●举例说明基尔 霍夫电流定律突 出重点、突破难 点。
[例] 列写出下图中结点 A 的基尔霍夫 第一定律表达式。 [解]对于结点上的电流,假设流入结点电 流为正,流出结点电流为负。那么 I1I2 ( I3 )0 或 I1I2I3
可见, 基尔霍夫第一定律也可描述为流入结点电流的代数和等于流出结点电 流的代数和。 电流定律的第二种表述:在任何时刻,电路中任一 ●举例讲解。 节点上的各支路电流代数和恒等于零,即
I 0
●分析题意。 一般可在流入节点的电流前面取“+”号,在流出 节点的电流前面取“”号,反之亦可。例如图中,在 节点 A 上:I1 I2 + I3 I4 I5 = 0。 ●分组讨论解法。 在使用电流定律时,必须注意: (1) 对于含有 n 个节点的电路,只能列出(n- 1)个独立的电流方程。 (2) 列节点电流方程时, 只需考虑电流的参考方向, 然后再带入电流的数值。 ● 讨 论 本 题 中 有 为分析电路的方便,通常需要在所研究的一段电路中事先选定(即假定)电流 哪些隐含条件? 流动的方向,叫做电流的参考方向,通常用“→”号表示。 电流的实际方向可根据数值的正、负来判断,当 I > 0 时,表明电流的实际 方向与所标定的参考方向一致;当 I
●启发思考并解 答。 ●老师归纳完成。
3
教
学
内
容
教学方法与手段
●分组讨论。 ●归纳讲解。
图 3-3 电流定律的应用举例(1) 图 3-4 电流定律的应用举例(2)
【课堂练习】
【例 3-1】 如图 3-5 所示电桥电路, 已知 I1 = 25 mA,I3 = 16 mA,I4 = 12m A,试求其余电阻中的 电流 I2、I5、I6。 解:在节点 a 上: I1 = I2 + I3,则 I2 = I1 I3 = 25 16 = 9 mA 在节点 d 上: I1 = I4 + I5,则 I5 = I1 I4 = 25 12 = 13 mA 在节点 b 上: I2 = I6 + I5,则 I6 = I2 I5 = 9 13 = 4 mA 电流 I2 与 I5 均为正数,表明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相同, I6 为负数,表明它的实
际方向与图中所标定的参考方向相反。 ●分组讨论。
●图 3-5 中答案 6 条支路 4 个节点 7 个回路 3 个网孔
图 3-5
例题 3-1
图 3-6
电压定律的举例说明
【课堂小结】
基尔霍夫电流定律(KCL) ●课堂小结。 I0 反映了汇合到电路中任一结点的各支路电流间的相互制约关系。 基尔 霍夫电流定律可以推广应用于包围部分电路的任一假设的闭合面。
【课下思考】
为什么说在接地良好的电力系统中工作时, 只要穿好绝缘鞋或站在绝缘梯子 ●课下讨论。 上,并且不同时触及不同电位的两根导线,就能保证安全。 布置作业: 教学后记:
4