电路原理第五版邱关源教案3

电路原理第五版邱关源教案3一、教学目标1.深入理解电路基本定律（基尔霍夫定律等）在复杂电路分析中的应用。2.熟练掌握支路电流法、网孔电流法和节点电压法等分析电路的方法，并能准确运用这些方法求解电路中各支路电流、电压。3.通过实例分析，培养学生运用电路分析方法解决实际问题的能力，提高学生的逻辑思维和计算能力。

二、教学重难点

（一）教学重点1.基尔霍夫定律的深入理解与应用，包括电流定律（KCL）和电压定律（KVL）在不同电路结构中的正确应用。2.支路电流法、网孔电流法和节点电压法的原理及应用步骤。

（二）教学难点1.复杂电路中KCL和KVL方程的正确列写，尤其是对于具有多个节点和支路的电路，如何准确选取独立的节点和回路。2.网孔电流法中互电阻的概念及计算，以及如何根据电路结构正确确定互电阻的正负。3.节点电压法中自电导和互电导的概念及计算，以及如何处理含有无伴电压源和无伴电流源的电路。

三、教学方法1.讲授法：系统讲解电路基本定律和分析方法的原理、步骤及应用要点。2.实例分析法：通过多个典型电路实例，详细演示各种分析方法的具体应用过程，让学生直观地理解和掌握。3.讨论法：组织学生讨论一些具有挑战性的电路问题，引导学生思考和交流，培养学生的团队协作和解决问题的能力。

四、教学过程

（一）课程导入（5分钟）回顾上节课所学的电路基本概念，如电流、电压、电阻等，以及简单电路的分析方法。提问学生：对于一个稍微复杂一点的电路，如何求解各支路的电流和电压呢？从而引出本节课要学习的电路分析方法。

（二）基尔霍夫定律复习与深化（10分钟）1.基尔霍夫电流定律（KCL）回顾KCL的内容：在任一时刻，流入某一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。强调KCL的实质是电流的连续性，它适用于电路中的任何节点，与电路元件的性质无关。通过一个简单的节点电路实例，再次验证KCL的正确性，并引导学生思考如何运用KCL列写节点电流方程。2.基尔霍夫电压定律（KVL）回顾KVL的内容：在任一时刻，沿任一闭合回路绕行一周，各段电压的代数和恒等于零。解释"代数和"的含义，即要根据电压的参考方向与绕行方向的关系确定电压前的正负号。以一个简单的闭合回路电路为例，详细说明如何运用KVL列写回路电压方程，强调方程中各项电压正负号的确定方法。

（三）支路电流法（20分钟）1.原理介绍支路电流法是以支路电流为未知量，根据KCL和KVL列出所需的方程，然后联立求解这些方程，得出各支路电流。对于一个具有b条支路、n个节点的电路，根据KCL可列出(n1)个独立的节点电流方程，再根据KVL可列出[b(n1)]个独立的回路电压方程，总共可得到b个独立方程，从而能够求解出b个支路电流。2.解题步骤步骤一：确定各支路电流的参考方向，并对各支路电流进行标注。步骤二：根据KCL，对(n1)个独立节点列写电流方程。步骤三：选取[b(n1)]个独立回路，指定回路绕行方向，根据KVL对每个回路列写电压方程。步骤四：联立求解上述方程，得出各支路电流。3.实例讲解给出一个具体的简单电路实例，如一个包含三个支路、两个节点的电路，按照上述步骤详细求解各支路电流。在求解过程中，逐步引导学生如何正确确定电流参考方向、选取独立节点和回路、列写方程以及求解方程，让学生清晰地掌握支路电流法的应用过程。

（四）网孔电流法（25分钟）1.原理介绍网孔电流法是以网孔电流为未知量，自动满足KCL，只需根据KVL列出独立的网孔电压方程，然后联立求解得出网孔电流，进而求出各支路电流。对于一个具有m个网孔的平面电路，可列出m个独立的网孔电压方程。2.解题步骤步骤一：确定各网孔电流的参考方向，并对各网孔电流进行标注。步骤二：计算各网孔的自电阻和互电阻。自电阻是网孔中所有电阻之和，互电阻是相邻两个网孔公共支路上的电阻，当相邻网孔电流参考方向一致时，互电阻取正值，反之取负值。步骤三：根据KVL，对每个网孔列写电压方程，方程右边为该网孔中电压源电压的代数和，当电压源电压参考方向与网孔电流参考方向一致时取正值，反之取负值。步骤四：联立求解上述方程，得出各网孔电流。步骤五：根据网孔电流与支路电流的关系，求出各支路电流。3.实例讲解给出一个具有多个网孔的平面电路实例，按照上述步骤详细求解各网孔电流和支路电流。在讲解过程中，重点强调互电阻的概念和计算方法，以及如何根据电路结构正确确定互电阻的正负，让学生掌握网孔电流法的关键要点。

（五）节点电压法（25分钟）1.原理介绍节点电压法是以节点电压为未知量，自动满足KVL，只需根据KCL列出独立的节点电流方程，然后联立求解得出节点电压，进而求出各支路电流。对于一个具有n个节点的电路，任选一个节点作为参考节点，则其余(n1)个节点对参考节点的电压就是节点电压。2.解题步骤步骤一：选取一个参考节点，对其余(n1)个节点进行编号，并标注各节点电压的参考方向。步骤二：计算各节点的自电导和互电导。自电导是连接到该节点的所有支路电导之和，互电导是相邻两个节点之间公共支路上的电导，当两节点电压参考方向一致时，互电导取负值，反之取正值。步骤三：根据KCL，对每个非参考节点列写电流方程，方程右边为流入该节点的电流源电流的代数和，当电流源电流参考方向指向该节点时取正值，反之取负值。步骤四：联立求解上述方程，得出各节点电压。步骤五：根据节点电压与支路电流的关系，求出各支路电流。3.实例讲解给出一个包含多个节点的电路实例，其中含有无伴电压源和无伴电流源，按照上述步骤详细求解各节点电压和支路电流。在讲解过程中，重点讲解如何处理含有无伴电压源和无伴电流源的电路，如通过添加辅助电流源或利用节点电压与电压源的关系等方法，将电路转化为可直接应用节点电压法的形式，让学生掌握节点电压法在复杂电路中的应用技巧。

（六）课堂小结（10分钟）1.回顾本节课所学的电路分析方法，包括支路电流法、网孔电流法和节点电压法的原理、解题步骤及应用要点。2.强调基尔霍夫定律在这些分析方法中的重要性，以及如何正确列写KCL和KVL方程。3.总结各种分析方法的适用情况和优缺点，让学生根据具体电路特点选择合适的分析方法。

（七）课堂练习（15分钟）布置几道与本节课内容相关的课堂练习题，让学生运用所学的电路分析方法进行求解。练习题难度适中，涵盖了不同类型的电路结构和分析方法的应用，包括简单电路和含有受控源的电路等。在学生练习过程中，巡视并及时解答学生遇到的问题，了解学生对知识的掌握情况。

（八）课后作业（5分钟）布置课后作业，要求学生完成教材上的相关习题，包括选择题、填空题和解答题等，以巩固本节课所学的电路分析方法。作业难度逐步递增，既有基础题，也有提高题，让不同层次的学生都能得到锻炼和提高。

五、教学资源1.教材：《电路原理》第五版邱关源2.多媒体课件：包含电路基本定律、各种分析方法的原理讲解、实例演示等内容，以直观的图形和动画展示，帮助学生理解。3.练习题集：收集整理与本节课内容相关的各类练习题，供学生课堂练习和课后巩固。

六、教学反思通过本节课的教学，学生对电路基本定律的应用和几种常见的电路分析方法有了更深入的