《基尔霍夫定律》教学设计电子组 潘顺中 10 计算机 1 2 课时设计思想：根据课改要求：体现“以能力为本位”、“以学生为中心”、“理论实践一体化”、“以实践为主线”等先进理念展开设计教材分析：复杂直流电路分析方法的依据是基尔霍夫定律、欧姆定律、叠加定理、戴维宁定理以及等效变换的概念分析方法一般有两条途径，一是利用电路图等效化简，是计算简化，这类方法有：叠加定理、电源的等效变换和戴维宁定理；二是选取未知量并列出方程求解，如支路电流法等支路电流法的实质就是基尔霍夫定律学情分析：学生已经对简单直流电路有了基本的了解和能简单运用欧姆定理简答基本题目但对于复杂直流电路的概念及其计算，还是一无所知，所以帮助学生建立复杂直流电路的概念是第一步，第二步就是运用各种方法进行计算简答四、教学目标：知识目标：1、理解支路、节点、回路、网孔等基本概念；2、掌握基尔霍夫两定律所阐述的内容；3、应用基尔霍夫两定律进行计算情感目标：培养学生通过实验现象归纳事物本质、将感性认识提升为理论知识的能力技能目标：1、培养实际操作能力及独立思考、钻研、探究新知识的能力；2、培养创新意识，提高分析问题与解决问题的能力，举一反三。
重点难点：基尔霍夫定律的内容及表达式；运用基尔霍夫定律的解题步骤及例题讲解教学策略与手段：本次课采用实验演示教学法，导出基尔霍夫定律的具体内容及数学表达式，并详细讲解在列节点电流方程和回路电压方程的方程式中，电流、电压、电动势字母前正负号的确定，通过例题讲解，使学生能较好的掌握课程的重点，引导学生释疑解难、突破难点，学好课程内容观察演示法、讲授法、启发讨论法、媒体应用法课前准备：1、完整的基尔霍夫定律实验板一块；2、万用表三支；3、多媒体课件；4、电化教学设备； 5、连接导线若干； 6、电阻若干； 7、参考书：《电工基础》（第 2 版）教学过程：过程 教 学 内 容教学教学方法与教学手段ⅠⅡ【组织教学】(1 分钟)1、师生相互问候；2、清点人数，填写教学日志复习提问】(2 分钟)1、电阻串联、并联电路的特点？2、电压降与电动势正方向的规定？3、欧姆定律的内容及表达式？通过相关知识的复习，将问题引入到本教学课对课前预习内容的提问，帮助学生复习电阻串、 题中并联电路的特点及电压降与电动势正方向的规定为本课题教学做好铺垫Ⅲ【新课导入】(5 分钟)前面我们学习了运用欧姆定律及电阻串、并联能进行化简、计算的直流电路。
这种电路称为简单电路；注：在复习但有些电路是不能单纯用欧姆定律和电阻的串、并联 已 有 知 识 的 基关系求解的，这些电路称为复杂电路础上，引出简单下面以给出两个电路图为例，请学生分析两电路 电 路 和 复 杂 电的不同之处，从而导入新课：图（1） 图（2）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．．．．．．．．．．．． ．．．．．．Ⅳ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 板书课题：图（2）有两条有源支路，不能用电阻的串并联关 基尔霍夫定律系进行化简，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 EWB 仿真模型演示加以理解：等出示 EWB 仿真模型演示，了解电路组成，以此集中学生注意力得出：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 得出结论：何特点？) 同一支路中答：图中共有 5 条支路，支路电流分别标于图中。
电流处处相⑵ 节点：三条或三条以上支路的连接点答：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答：图中共有 6 个回路注：名词⑷ 网孔：中间无任何支路穿过的回路网孔是 解释采用问答最简单的回路，或是不可再分的回路请问上图电形式，以增强学生学习的主〖动动脑筋〗请问下列电路有几条支路、几个节点、与学生互动中几个回路、几个网孔？路中共有几个网孔呢？） 动性，促使教答：对，图中最简单的回路 aR R a,aR R ba,bR R b 三个是网孔学效果在教师1 2 2 4 4 5得到较好的体现答：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：实验中老师按照左图接通电源，请 强调电流表同学们仔细观察各电流表的读连接的正确性和对各支路电流的观⑴ 内容：在任一瞬间，对电路中的任一节点， 实验分析（讨流进某一节点的电流之和恒等于流出该节点的电流 论）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）数，Ｉ ＝1A，1Ｉ ＝2A，Ｉ ＝３A 测量结果表2 3明：Ｉ ＋Ｉ ＝Ｉ ，对节点 a 而言，Ｉ 和Ｉ 为流入节点 察1 2 3 1 2的电流，Ｉ 为流出节点的电流，由此可得：3．．．．．．．．之和。
⑵ 公式： I = I进 出．．．．．．〖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注：由实验导出基尔（老师在肯定学生回答后，将 霍夫第一定式子移项，并板书为：I1 +I3 -I2 -I4 -I5 =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： I = 03、基尔霍夫第一定律的应用：【例 2】如图所示电路，已知 I =11A，I = 2A，I = 5A，I = 3A2 3 4试求 I 5解：根据图中各电流方向，列出节点电流方程为：Ｉ +Ｉ ＝Ｉ +Ｉ +Ｉ1 3 2 4 5则：Ｉ5＝Ｉ1+Ｉ3-Ｉ4-Ｉ2＝1+5+3-2=7A结果得出 I5 的值是正的，表示 I5 的实际方律的内容，说服力强板书内容及公式．．．．．．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 = I - IA AB CAI = I - IB BC ABI = I - IC CA BC上面三式相加可得： I +I +I =0 或 å I = 0A B C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： å U = 0⑶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SU = 0 列回路电压方程的方法通过实验揭示了任意回路中各路电压的相互关系板书公式通过对问题的讨论，活跃课堂气氛，调动主观能动性，扩展思维，得出答案【讨论】请用基尔霍夫第二定律列出下图回路电压方程假定沿 cadbc绕行列回路电压方程的方法：（a）任意选定未知电流的参考方向 （如上图所示）；（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）；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．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（d）确定电源电动势正负（若绕行方向与电动势方 帮助学生理解向相反，电动势取正值；反之取负值）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 +U +U +U =0ca ad db bc即： GB -I R +I R -GB =01 1 1 2 2 2或: GB -GB =I R -I R1 2 1 1 2 2由此，得出基尔霍夫第二定律的另一种表达形式： åGB = åIR亦即： åE = åIR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下图所示：由上图可得： å U = U - U - U = 0 着重要A B AB或： U = U - U 求学生掌握AB A B7、利用回路电压定律解题的步骤： 解题步骤，①、先标定各支路电流的参考方向和回路的绕行 为解答习题方向，原则上可任意标定：一般取电动势或较大的 作好准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 I = 4A，I = -1 A，R = 12 W，R = 3 W，1 3 1 2R = 6 W求各支路电流 I 和电源电动势 E 、E 3 2 1 2注：通过例题讲解强调解题步骤，使学生掌握用基尔霍夫解：据节点电流定律可得I = I + I3 1 2可求出 I = I – I = -5A2 3 1在回路 E - R - R - E 中，据回路电压定律可得2 3 2 2E = I R + I R2 2 2 3 3可求出 E = I R + I R2 2 2 3 3第二定律解题的步骤和方法ⅤⅥ= 5×3 + (-1) ×6= 9V在回路 E - R - R - E 中，据回路电压定律可得1 1 3 1E = I R + I R1 1 1 2 2可求出 E = I R + I R1 1 1 2 2= 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？２、叙述基尔霍夫第二定律的内容，并写出表达式？（【归纳总结】 4 分钟）（一）本课题学习，重点掌握以下内容：1、理解支路、节点、回路和网孔的定义2、掌握基尔霍夫定律的内容及数学表达式3、理解基尔霍夫定律的推广应用4、掌握利用基尔霍夫定律列方程时，电流参考正方向的理解及电阻电压、电源电动势正负的确定（二）用基尔霍夫定律的解题步骤：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三）通过本节课的学习，我们必须掌握基尔先让学生参与总结，然后采用启发式帮助学生参与总结课堂小结的内容是本节课的重点内容，应进一步巩固强化，使学生牢固掌握Ⅶ霍夫电流定律的内容及应用，同时要特别注意在列电流、电压方程时，必须先确定参考方向，否则讨论电流正负是毫无意义的在下一节课我们将学习基尔霍夫定律的应用——支路电流法布置作业】 1 分钟）教材 P52 - P53教学评价设计：通过练习册的习题，对学生的掌握情况进行评价教学反思：1、由于本教案在教学过程中，利用实验的方式导入新课，使本来抽象的知识变得直观、简单形象，对这部分知识难点的突破起到了很好的帮助作用2、授课过程中既可以进行课堂演示实验，也可结合多媒体课件实现仿真虚拟实验，虚拟实验与真实实验相结合、相比较，产生一些认知冲突，避免了学生对虚拟实验中纯理想化状态的片面理解3、把实验引入理论课中，虽然丰富了理论课的内容，使理论知识更直观形象，但一定程度上使得教学进度减慢，一节课的内容可能需要花一节半课，甚至更多的时间去学习和探讨4、教学过程中的例题、讲解、提问、课堂小结，又进一步巩固和强化了教学的重点、难点，有利于学生全面理解和掌握基尔霍夫定律的内容。