运用基尔霍夫电压定律解题

10工程三、简单直流电路为根本。这些分析方法不仅适用于直流电路，而且也适用于沟通电路，因此必需结实把握，复习了一遍。任务一：基尔霍夫电流定律〔2课时〕任务二：基尔霍夫电压定律〔2课时〕任务三：支路电流法〔2课时〕任务四：测验〔2课时〕任务五：电容器和电容〔2课时〕任务六：磁场和磁路〔2课时〕实习停课一周【学习目标】把握节点、支路、回路、网孔的概念娴熟把握基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律能运用支路电流法分析计算两个网孔的电路【重点难点】把握基尔霍夫定律及其应用。学会应用支路电流法分析计算简单直流电路。【力量目标】能运用基尔霍夫定律检查试验数据的合理性，加深对电路定律的理解【安全、安康、环保教育】通过做试验提高专业生疏，并在试验过程中学会遵守室场治理规定，学会安全用电，学会节约用电，学会文明操作。任务一：基尔霍夫电流定律〔2课时〕【课堂导入】十字路口的车辆川流不息，进入路口的车辆等于驶离路口的车辆数，电路中也有类似的定律——基尔霍夫定律。基尔霍夫定律具体指哪两种定律？【前置作业】1、简述支路、节点、回路和网孔的概念。2、基尔霍夫电流定律的内容是什么？有哪两种表述方法？3、使用基尔霍夫电流定律时应留意什么？〔学生解决前置作业〕1、大局部同学通过预习课本内容及联系实际生活中遇到的状况来解决前置作业；组员之间进展分工协作、各小组进步行评分，最终由教师评分、小结。2、学问点拓展如下：授课一、支路、节点、回路和网孔的概念〔举例说明概念〕支路：电路中具有两个端钮且通过同一电流的无分支电路。如图3-1电路中的ED、AB、FC均为支路，该电路的支路数目b=3。节点：电路中三条或三条以上支路的连接点。如图3-1电路的节点为A、B两点，该电路的节点数目n=2。回路：电路中任一闭合的路径。如图3-1电路中的CDEFC、AFCBA、EABDE路径l=3。网孔：不含有分支的闭合回路。如图3-1电路中的AFCBA、EABDE回路均为网孔，该电路的网孔数目m=2。3-1二、基尔霍夫电流定律(KCL)内容基尔霍夫电流定律的第一种表述恒等于从该节点流出的电流之和，即I流入I流出例如图3-2中，在节点A上：I1＋I3 I2＋I4＋I53-2I0。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3-2中，在节点A上：I1I2I3I4I5 0三、在使用基尔霍夫电流定律时，必需留意：对于含有n个节点的电路，只能列出(n1)个独立的电流方程。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。为分析电路的便利，通常需要在所争论的一段电路中事先选定(即假定)电流流淌的方向，称为电流的参考方向，通常用“→”号表示。电流的实际方向可依据数值的正、负来推断，当I>0时，说明电流的实际方向与所标定的参考方向全都；当I<0时，则说明电流的实际方向与所标定的参考方向相反。假设两个网络之间只有一根导线相连，那么这根导线中肯定没有电流通过。3-1】如图3-5所示电桥电路，I1=25mA，I3=16mA，I4=12mA，试求I2、I5、I6。图3-5 例3-1解：在节点a上：I1=I2+I3，则I2=I1I3=(2516)mA=9mA在节点d上：I1=I4+I5，则I5=I1I4=(2512)mA=13mA在节点b上：I2=I6+I5I6=I2I5=(913)mA4mA说明：电流I2与I5均为正数，说明它们的实际方向与图中所标定的参考方向一样，I6为负数，说明它的实际方向与图中所标定的参考方向相反。学问拓展：基尔霍夫电流定律的应用举例对于电路中任意假设的封闭面来说,基尔霍夫电流定律仍旧成立。如图3-3中，对于封闭面SI1+I2=I3。对于网络(电路)之间的电流关系，仍旧可由基尔霍夫电流定律判定。如图3-4中，流入电路B中的电流必等于从该电路中流出的电流。图3-33-4【课后作业】1．是非题〔〕～2。2．选择题〔〕～3。3．填充题2〕～3。【教学反思】1、课程方面：本次任务是学习基尔霍夫电流定律，在学习之前先让学生把握什么是节点、什么是支路、什么是回路的概念。2、以后努力方向：在课堂教学中，让学生分小组上台做题、画图，可以提高学生的乐观性。但是，有局部学生些学生心里的想法，尽量把学生带到课堂中来。任务二：基尔霍夫电压定律〔2课时〕【课堂导入】基尔霍夫电流定律与基尔霍夫电压定律有什么不同？【前置作业】12RI=E列回路电压方程的原则是什么？〔学生解决前置作业〕1、大局部同学通过预习课本内容及联系实际生活中遇到的状况来解决前置作业；组员之间进展分工协作、各小组进步行评分，最终由教师评分、小结。2、学问点拓展如下：授课一、基尔霍夫电压定律(KVL)内容表达形式一：U0图3-6 基尔霍夫电压定律的举例说明沿着回路abcdea绕行方向，有Uac=Uab+Ubc=R1I1+E1，Uce=Ucd+Ude=R2I2E2，Uea=R3I3，则Uac+Uce+Uea=0即R1I1+E1R2I2E2+R3I3=0表达形式二：上式也可写成R1I1R2I2+R3I3=E1+E2电源电动势的代数和，即RIE二、利用RI=E列回路电压方程的原则标出各支路电流的参考方向并选择回路绕行方向(沿着逆时针方向绕行)。电阻元件的端电压为±RI，当电流I的参考方向与回路绕行方向全都时，选取“+”号；反之，选取“”号。电源电动势为E，当电源电动势的标定方向与回路绕行方向全都时，选取“+”号，反之应选取“”号。【课后作业】1．是非题〔〕～4。2．选择题〔〕～6。3．填充题2〕～5。写出基尔霍夫电流定律的内容、表达式。写出基尔霍夫电压定律的内容、表达式。【教学反思】1、课程方面：本次任务是学习基尔霍夫电压定律，再一次稳固节点、回路、支路及网孔的概念，依据步骤列出电压方程。这个内容学生理解起来有点困难，还要加强练习。2、以后努力方向：一味地讲课本内容，学生感觉枯燥，很难集中精神，影响了教学效果。任务三：支路电流法〔2课时〕【课堂导入】1．电路的节点、支路、回路、网孔的概念。2．基尔霍夫电流定律、电压定律的内容和表达式。提出问题：对于简单电路我们可以承受什么方法来求解？【前置作业】1、什么叫支路电流法？2、其计算步骤是什么？〔学生解决前置作业〕1、大局部同学通过预习课本内容及联系实际生活中遇到的状况来解决前置作业；组员之间进展分工协作、各小组进步行评分，最终由教师评分、小结。2、学问点拓展如下：授课一、支路电流法的概念以各支路电流为未知量，应用基尔霍夫定律列出节点电流方程和回路电压方程，解出各支路电流，从而可确定各支路(或各元件)的电压及功率，这种解决电路问题的方法称为支路电流法。对于具有bn(n1)个独立的电流方程和b(n1)个独立的电压方程。n条支路，m个节点的电路，应用支路电流法解题的步骤：按基尔霍夫电流定律，列出〔m1〕个独立的节点电流方程式。指定回路的绕行方向，按基尔霍夫电压定律，列出n(m1)个回路电压方程。代入数，解联立方程式，求各支路的电流。确定各支路电流的实际方向。举例：3-2】如图3-7所示电路，：E1=42V，E2=21V，R1=12，R2=3，R3=6，试求：各支路电流I1、I2、I3。图3-7 例3-2解：该电路支路数b=3、节点数n=2，所以应列出1 个节点电流方程和2个回路电压方程，并依据RI=E列回路电压方程的方法：I1=I2+I3 (任一节点)(2) R1I1+R2I2=E1+E2 (网孔1)(3)R3I3R2I2=E2 (网孔2)代入数据，解得：I1=4A，I2=5A，I3=1A。电流I1与I2均为正数，说明它们的实际方向与图中所标定的参考方向一样，I3为负数，说明它们的实际方向与图中所标定的参考方向相反。【课后作业】3．填充题6，4．问答与计算题2。【教学反思】1、课程方面：本次任务是在基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律的根底上学习支路电流法，这种方法对于求解支路电流是格外便利的。把握这个内容还需连续稳固练习。2、以后努力方向：在课堂教学中，让学生分小组上台做题、画图，可以提高学生的乐观性。但是，有局部学生些学生心里的想法，尽量把学生带到课堂中来。任务四：测验〔2课时〕【课堂导入】我们对前面所学的内容进展一次复习，进展一次测验。【前置作业】123〔学生解决前置作业〕1、大局部同学通过温习课本内容来解决前置作业；组员之间进展分工协作、各小组进步行评分，最终由教师评分、小结。2、学问点小结如下：第一章：电路的组成及其作用。电路的三种工作状态。形成电流的条件。电流的大小和方向。直流电的概念。电阻定律的内容；电阻与温度的关系。局部电路欧姆定律的内容。伏安特性曲线。电能和电功率的计算。额定电压和额定功率的概念。焦耳定律的内容。其次章：电源电动势的大小和方向。闭合电路的欧姆定律的内容和表达式。端电压的概念；外电阻增大和减小时，端电压的变化。串联的定义及特点。串联的重要性质。并联电路的特点和重要性质。混联的计算步骤。电路等效变换的两种方法。计算电路中某点电位的方法。第三章：基尔霍夫电流定律的内容、表达式。基尔霍夫电压定律的内容、表达式。【测验题】〔138分〕1电路是由 、 、 和 等组成的闭合回路。2、电路通常有 、 和 三种状态。3、电荷的 移动形成电流。它的大小是指单位 内通过导体截面的 。4、在肯定温度下，导体的电阻和它的长度成 ，而和它的横截面积成 。5、电阻定律可用公式 表示；欧姆定律可用公式 表示。6、习惯上规定 电荷定向移动的方向为电流的方向〔实际方向。7、电阻是表示导体对 阻碍作用的物理量。8、规定电动势的方向自 极通过电源内部到 极。9、闭合电路由两局部组成，一局部是电源外部的电路，称为 ；另一局部是电源内部的电路，称为 。10、闭合电路的欧姆定律的内容：闭合电路内的电流跟电源的电动势成 比，跟整个电路的电阻成 比，可用公式 表示。11、串联电路中各处的电流 ，电路两端的总电压等于各局部电路两端的电压之 。12并联电路中各支路两端的 相等电路中的总电流等于各支路的电流之 电阻的倒数等于各并联电阻的 之和。13、习惯上规定 的电位为零。14、电路中任一点与零电位点之间的 就是该点的电位。15、基尔霍夫电流定律指出：任一时刻，流过电路任一节点 为零，其数学表达式为 。16、图a所示电路中有 个节点， 条支路， 个回路。17、图b所示电路中A、B两点间的等效电阻为 。图a 图b18、电路中任意一个闭合路径称为 ，三个或三个以上支路的交汇点叫做 。二、选择题〔每题2分，共18分〕1、以下设备中，肯定是电源的为〔 。A发电机 B冰箱 C电视 D白炽灯2、通过一个电阻的电流是2A，经过3min，通过该电阻的一个截面的电荷量是〔 。A36C B360C C120C D6C3、一般金属导体具有正温度系数，当环境温度上升时，电阻值将〔 。A增大 B不变 C减小 D不能确定4、通常电工术语“负载大小”是指〔 〕的大小。A等效电阻 B实际电功率 C实际电压 5、千瓦时〔1kWh〕是〔 〕的单位。A电压 B电流 C电能 D电阻6、以下各种规格的白炽灯中，正常发光时电阻最大的是〔 。C220V、40W D110V、40W7、有一盏弧光灯，额定值为40V、200W，现将它连入220V的照明电路中，应〔 〕才能使它正常工作。A并联一个阻值为8的电阻； B并联一个阻值为36的电阻；C串联一个阻值为36的电阻； D串联一个阻值为8的电阻。8、有段电阻是16的导线，把它对折起来作为一条导线用，电阻是〔 。A8； B16； C4； D329、电源的电动势是2V，内电阻是0.1，当外电路断路时，电路中的电流和端电压分别是〔 。A0、2V； B20A、2V； C20A、0； D0、0三、推断题〔220分〕1、导体的电阻是由它本身的物理条件，即长度、横截面积、材料的性质和温度打算的。〔〕2〔〕3〔〕4〔〕5〔〕6〔〕7、规定自正极通过电源内部指向负极的方向为电动势的方向。〔〕8、假设选择不同的零电位点，电路中各点的电位将发生变化，但电路中任意两点间的电压却不会转变。 〔 〕9、任一时刻，电路中任意一个节点上，流入节点的电流之和，肯定等于流出该节点的电流之和。 〔 〕10电路中任意的封闭路径都是回路。 〔 〕四、综合题〔624分〕1、铜导线长150，它的横截面积为0.152，求该导线在2C时的电阻值〔1.7×10-8m〕21.5V0.121.38，求电路中的电流和端电压。2 1 2 3、如下图，E1=45V，E=12V，电源内阻可无视不计，R=5Ω，R=4Ω，R=2Ω2 1 2 b，c，d三点的电位。1 3 4I=25mA,I=16mA,I1 3 【教学反思】1、课程方面：本次任务主要复习前面所学的内容，直流电路的根本分析和计算方法、基尔相对应的习题。但利用支路电流法列回路电压方程式时，局部学生对取“+”还是取“-”符号还模糊。2、以后努力方向：要急着赶教学进度，而是想方法讲简洁些、好玩些，以提高学生的学习兴致。③有局部学生无心向学，大声讲话、过位，扰乱课堂秩序，严峻影响了课堂教学，针对这一点，我仍需不断努力、磨炼，学习如何治理一个班。只有治理好一个班，上课遇到的问题才能得到解决。工程四电容和电容器、磁场和磁路【工程描述】本工程着重介绍电容和电容器的根底学问，磁场和磁场对电流的作用。器充放电的过程；通过理解理解电流的磁效应，把握磁场的主要物理量的根本学问。任务一：电容器和电容〔2课时〕任务二：磁场和磁路〔2课时〕【学习目标】1．了解常用电容器，理解电容器的电容概念理解打算平行板电容器的电容大小的因素把握电容的计算公式把握电容器串联、并联的性质理解电容器的充放电过程理解电流的磁效应把握磁场的主要物理量的根本学问【重点难点】1．平行板电容器电容的计算。电容是电容器的固有特性。电容器串联、并联的性质。磁场的四个物理量以及磁场方向与电流方向的关系。【力量目标】通过把握电容器和电容的根底学问，学会判别电容器的质量【安全、安康、环保教育】通过做试验提高专业生疏，并在试验过程中学会遵守室场治理规定，学会安全用电，学会节约用电，学会文明操作。任务一：电容器和电容〔2课时〕【课堂导入】展现电容器的实物，了解常用电容器的种类、外形和参数【前置作业】理解电容器、电容的概念。如何计算平行板电容器的电容？电容器的串并联各有什么性质？如何理解电容器的充放电过程？如何判别电容器的好坏？〔学生解决前置作业〕1、大局部同学通过预习课本内容及联系实际生活中遇到的状况来解决前置作业；组员之间进展分工协作、各小组进步行评分，最终由教师评分、小结。2、学问点拓展如下：授课一、电容器、电容的概念电容器电容器——任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体都可以组成电容器。当电容器与直流电源接通时，电源两极的电荷就会在电场力的作用下，向电容器的在电容器两极板间建立起电压。充电——使电容器带电的过程称为充电。放电——使电容器失去电荷的过程称为放电。电容1、电容器的最根本性质是它能存储电荷。电容器的两极板上总是带着等量的异性电荷，极板间的电压越高，所带的电荷就越多。2、对于构造已定的电容器，极板的带电荷量QU的比值是一个常数，这个比值就叫电容器的电容量，简称电容(C)，即：C=Q/U3、电容量的单位：法拉(F)实际中，FμF，nF，pF。1μF=10-6F1nF=10-3μF=10-9F1pF=10-6μF=10-12F4、电容量反映了电容器在肯定电压作用下存储电荷力量的大小。电容量越大，能存储的电荷量就越多；反之就越少。5、留意同的。实际上不只是电容器才具有电容，任何两导体之间都存在着电容效应。例如：分布电容二、平行板电容器的电容S2．Cε

d，式中：

ε /米〔Fm〕S－正对的面积平方米〔m2〕d〔m〕电介质的介电常数ε由介质的性质打算的。真空介电常数ε =8.861012Fm0相对介电常数ε r0例题讲解例1：平行板电容器的极板面积为100cm2，两极板间的介质为空气，两极板间的距离5mm120V的直流电源接在电容器的两端。求该平行板电容器的电容及所带的电荷量。假设将电容器的两极板浸入相对介电常数为2.2的油中，此时电容又是多大？三、电容器的串并联电容器的串联电容器的串联：把几只电容器的极板首尾相接，连成一个无分支电路的连接方式。如图串联的性质C C C U U 设各电容为、、的电容器上的电压为 、C C C U U 1 2 3 1 2 3q q qU= ；U= ；U=1 C 2 C 3 C1 2 3UUUUq(

1 1 1 )1 2 3

C C C1 2 31 1 1 1 C C C C1 2 31q1=q2=q3=q〔2〕U=U1+U2+U31 1 1 1〔3〕 = + +C C C C1 2 3串联电容的总电容的倒数等于各电容的电容倒数之和。串联的作用：增大耐压，但电容减小。1：P622电容器的并联电容器的并联：把几只电容器的正极连在一起，负极也连在一起，这就是电容器的并联。如下图。性质1 2 3 1 2 UC、C、Cq、q1 2 3 1 2 qCU11qCU22qCqCU11qCU22qCU33qqqq1 2 3123〔〕qqqq1 2 3〔2〕U=U=U=U1 2 3〔3〕CCCC1 2 3并联电容器的总电容等于各电容器的电容之和。2：10µF20µF25V15V，10V电源上。求：q、q及〔〕最大允许的工作电压。1 2四、电容器的充放电电容器的充电开关S1，电容器充电。现象：白炽灯开头较亮，逐步变暗。A1的读数由大变小。V的读数变大。A1指向V的大小等于E。解释：电源正极向极板供给正电荷产生电流，两极板间有电压。S刚合上时，电源与电容器之间存在较大的电压，使大量电荷从电源移向电容器极板，0，灯不亮。电容器的放电S2，电容器放电。现象：白炽灯开头较亮，渐渐变暗，直至熄灭。A2开头较大，渐渐变小，电流方向与刚刚充电方向相反，直至指示为0。V指示为，渐渐下降，直至为。解释：此电流较大，随着电容极板上的正、负电荷的中和，极板间的电压渐渐减小，电流也减小，最终放电完毕，极板间不存在电压，电流为零。结论：存的电荷量恒定不变时，则电路中就没有电流流过。电路中的电流为五、电容器的质量判别用R100R1k挡。

qit

uC Ct将万用表分别与电容器两端接触，指针发生偏转并回到接近起始的地方，说明电容器的质量很好。，这时指针所指出的电阻数值即表示该电容器的漏电阻值。假设指针偏转到零位置之后不再回去，则说明电容器内部已经短路；假设指针根本不偏转，则说明电容器内部可能断路，或电容量很小。【课后作业】P68-69习题1．是否题1〔。2．选择题1〕～3。3．填充题1〕～3。4．问答与计算题〔4〔。【教学反思】1、课程方面：本次任务主要学习电容和电容器的相关内容，因在电子技能课也学习过这个内容，故学习起来比较简洁。2、以后努力方向：在课堂教学中，有局部学生无心向学，大声讲话、过位，扰乱课堂秩序，严峻影响了课堂教学，针对这一点，我仍需不断努力、磨炼，学习如何治理一个班。只有治理好一个班，上课遇到的问题才能得到解决。任务二：磁场和磁路〔2课时〕【课堂导入】1、磁铁并不是磁场的唯一来源2、产生磁场的根本缘由是电流3、电流和磁场之间有着不行分割的联系：磁场总是伴着电流而存在，电流总是被磁场所包围。【前置作业】什么叫磁场？磁场的方向如何定义？什么叫磁感线？如何判定电流的磁场？磁场的主要物理量包括哪一些？〔学生解决前置作业〕1、大局部同学通过预习课本内容及联系实际生活中遇到的状况来解决前置作业；组员之间进展分工协作、各小组进步行评分，最终由教师