第3次课程教学方案 周次 第二周，第一次课 课时数 2学时 教学 章节 CH1电路模型和电路定律（§1一8） 知识目标： 使学生理解和掌握基尔霍夫定律的内容及应用。 教学能力目标 目标 根据学生已具备的数学知识和物理知识，引导学生应用基尔霍夫定理求解电路问题，培养学 和要生的想象力及利用所学知识分析、总结问题的能力。 求 情席目标： 引导学生将抽象的数学物理分析与现实物理世界尽可能融合，激发学生对理论学习的热情 教学1.基尔霍夫定律 重点 教学1.灵活运用基尔霍夫定律的几种形式求解电路 主要 ☑课堂讲授 口小组活动 口实验演示 口难点答疑 教学 ☑提问 方式 口作业讲评 口实践教学 口考试测验 口其他活动 使用 口文字教材 口电子教案 口录像材料 口录音材料 口直播课堂 资源 ☑CAI课件 口IP课件 口其他资源 作业 习题1-10,1-12,1-16,1-19,1-20 (具体内容见PPT课件) 第一章电路模型和电路理论 1.8基尔霍夫定律 1常用术语 2基尔霍夫电流定件 3基尔霍夫电压定律 书 4KCL、KVL小结 5例题 计
第 3 次课程教学方案 周次 第二周，第一次课 课时数 2 学时 教学 章节 CH1 电路模型和电路定律（§1－8） 教学 目标 和要 求 知识目标： 使学生理解和掌握基尔霍夫定律的内容及应用。 能力目标： 根据学生已具备的数学知识和物理知识，引导学生应用基尔霍夫定理求解电路问题，培养学 生的想象力及利用所学知识分析、总结问题的能力。 情感目标： 引导学生将抽象的数学物理分析与现实物理世界尽可能融合，激发学生对理论学习的热情。 教学 重点 1．基尔霍夫定律 教学 难点 1．灵活运用基尔霍夫定律的几种形式求解电路 主要 教学 方式 课堂讲授 □ 小组活动 □ 实验演示 □ 难点答疑 提问 □ 作业讲评 □ 实践教学 □ 考试测验 □ 其他活动 使用 媒体 资源 □ 文字教材 □ 电子教案 □ 录像材料 □ 录音材料 □ 直播课堂 CAI 课件 □ IP 课件 □ 其他资源： 作业 或练 习 习题 1-10，1-12，1-16，1-19，1-20 板 书 设 计 （具体内容见 PPT 课件） 第一章 电路模型和电路理论 1.8 基尔霍夫定律 1 常用术语 2 基尔霍夫电流定律 3 基尔霍夫电压定律 4 KCL、KVL 小结 5 例题
第3次教学活动设计 敕学环节 主要教学内容 学生活动 安排 复习 课物提向： 师生互 1.电阻元件的约束方程？ 动、学生 边听边思 旧课 2.电压源和电流源有什么特点？ 3。受控源的分类？ 考，鼓励 受控源和独立源的区别 第一章电路模型和电路定律 参煤体课件展示：18蒸尔覆失史律 爆入：基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律 导入 (KVL)。它反映了电路中所有支路电压和电流所遵循的基本规律，是分析集总参 新课 数电路的根本依据。基尔霍夫定律与元件特性构成了电路分析的基础。 在具体讲述基尔霍夫定律之前，先介绍电路模型图中的一些术语， 1.常用术语 (I)支路(branch):电路中通过同一电流的分支。通常用b表示支路数 一条支路可以是单 无件串联 同 表示数 一构威麦的公共连接点称为结点，宿用用 点(node:三 讲授 3 径(pah):两节点间的一条通路。路径由支路构成 由支路组成的闭合路径 回路 讨论 (5)网孔(m sh). 对平面电路，其内部不含任何支路的回路称网孔 i a iz 4,d0 R R 6 提：判断上图有几条支路？有几个节点？b之间有几条路径？有几个回路 有几个网孔？ 如图所示电路中有三条支路。有a、b两个结点。a、b两个结点间有三条路 径。电路中有三个回路，分别由支路1和支路2构成、支路2和支路3构成、支 路1和支路3构成。电路中有两个网孔，分别由支路1和支路2构成、支路2 和支路3构成。支路1和支路3构成的回路不是网孔。 结论：网孔是回路，但回路不一定是网孔
第 3 次教学活动设计 教学环节 主要教学内容 学生活动 安排 复习 旧课 导入 新课 讲授 讨论 课前提问： 1．电阻元件的约束方程？ 2．电压源和电流源有什么特点？ 3．受控源的分类？ 4．受控源和独立源的区别？ 第一章 电路模型和电路定律 多媒体课件展示： 1.8 基尔霍夫定律 课程引入：基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律 （KVL）。它反映了电路中所有支路电压和电流所遵循的基本规律，是分析集总参 数电路的根本依据。基尔霍夫定律与元件特性构成了电路分析的基础。 在具体讲述基尔霍夫定律之前，先介绍电路模型图中的一些术语。 1．常用术语 （1）支路 （branch）：电路中通过同一电流的分支。通常用 b 表示支路数。 一条支路可以是单个元件构成，亦可以由多个元件串联组成。 （2）结点（node）：三条或三条以上支路的公共连接点称为结点。通常用 n 表示节点数。 （3）路径（path）：两节点间的一条通路。路径由支路构成。 （4）回路（loop）：由支路组成的闭合路径。通常用 l 表示回路。 （5）网孔（mesh）：对平面电路，其内部不含任何支路的回路称网孔。 提问：判断上图有几条支路？有几个节点？ab 之间有几条路径？有几个回路？ 有几个网孔？ 如图所示电路中有三条支路。有 a、b 两个结点。a、b 两个结点间有三条路 径。电路中有三个回路，分别由支路 1 和支路 2 构成、支路 2 和支路 3 构成、支 路 1 和支路 3 构成。电路中有两个网孔，分别由支路 1 和支路 2 构成、支路 2 和支路 3 构成。支路 1 和支路 3 构成的回路不是网孔。 结论：网孔是回路，但回路不一定是网孔。 师生互 动、学生 边听边思 考，鼓励 学生踊跃 发言
2.基尔猛夫电流定律(KCL) KCL是描述电路中与结点相连的各支路电流间相互关系的定律。它的基本 内容 对于集总参数电路中的任意结点：在任意时刻流出或流入该结点电流的代数 和等于零、若规定流入结点电流为正，.则流出为负，.或相反 用数学式子表示为：，∑i()=0 图示为电路的一部分，对图中结点列KCL方程 没流出结点的电流为+”，有： -4-43+4+4+i5=0 或表示成：i,+,=13+14+1 即：∑天= 则KCL又可叙述为：对于集总参数电路中的任意结点，在任意时刻流出 孩结点的电流之和等于流入该结点的电流之和， 事实上KCL不仅适用于电路中的结点，对电路中任意假设的闭合曲面它也 是成立的 如图所示电路：三个结点上的KCL方程为 结点11=14-6 结点212=-14 结点33=4+。 对于闭和面1-12+1，=0 这表明KCL可推广应用于电路中包围多个结点的任一闭合面，这里闭合 面可看作广义结点。 需要明确的是：(I)KCL是电荷守恒和电流连续性原理在电路中任意结 点处的反映。(2)KCL是对支路电流加的约束，与支路上接的是什么元件无关， 与电路是线性还是非线性无关：(3)KCL方程是按电流参考方向列写，.与电访 实际方向无关。 例：求图示电路中的电流。 解：作一闭合曲面，如图示，把闭合曲面看作一广义结点，应用KCL,有： i=3-(-2)=5A。 330 3010 52 2A 4
2．基尔霍夫电流定律（KCL） KCL 是描述电路中与结点相连的各支路电流间相互关系的定律。它的基本 内容是： 对于集总参数电路中的任意结点，在任意时刻流出或流入该结点电流的代数 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 和等于零。若规定流入结点电流为正，则流出为负，或相反。 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 用数学式子表示为： ．．．．．．．．．i(t) 0 图示为电路的一部分，对图中结点列 KCL 方程， 设流出结点的电流为―+‖，有： i 1 i 2 i 3 i 4 i 5 0 或表示成： 1 2 3 4 5 i i i i i 即： 则 KCL 又可叙述为：对于集总参数电路中的任意结点，在任意时刻流出 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 该结点的电流之和等于流入该结点的电流之和 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。． 事实上 KCL 不仅适用于电路中的结点，对电路中任意假设的闭合曲面它也 是成立的。 如图所示电路：三个结点上的 KCL 方程为 结点 1 1 4 6 i i i 结点 2 2 5 4 i i i 结点 3 3 5 6 i i i 对于闭和面 i 1 i 2 i 3 0 这表明 KCL 可推广应用于电路中包围多个结点的任一闭合面，这里闭合 面可看作广义结点。 需要明确的是：（ ．．．．．．．．1．）． KCL ．．．是电荷守恒和电流连续性原理在电路中任意结 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 点处的反映。（ ．．．．．．．2．）．KCL ．．．是对支路电流加的约束，与支路上接的是什么元件无关， ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 与电路是线性还 ．．．．．．．是非线性无关。（ ．．．．．．．．3．）． KCL ．．．方程是按电流参考方向列写，与电流 ．．．．．．．．．．．．．．．． 实际方向无关。 ．．．．．．． 例：求图示电路中的电流 i。 解：作一闭合曲面，如图示，把闭合曲面看作一广义结点，应用 KCL，有： i 3 (2) 5 A
3.基尔夫电压定律(KVL) KVL是描述回路中各支路（或各元件）电压之间关系的定律。它的基本内 容 对于集总参数电路，在任意时刻，沿任意闭合路径绕行，各段电路电压的代 数和恒等于零。 用数学式子表示为：∑)=0。 R in 图示为电路的一部分，首先标定各元件电压 参考方向：选定回路绕行方向，顺时针或逆时针 对图中回路列KVL方程有： i -4-4s1+2+43+4+44=0 或：山2+码3+4+山4=山+ 上述KVL方程也可表示为-R4+R2-R,+R,4=“g1-4s4 KVL也适用于电路中任一假想的回路，如图所示 电路，想象成一假想回路，可列方程： Uas=U+U2+Us. 需要明确的是：(I)KY的实质反映了电路遵从 能量守恒定律：，(2)Ky是对回路电压加的约束，与 回路各支路上接的是什么元件无关，与电路是线性还 是非线性无关：(3)KVL方程是按电压参考方向列写： 与电压实际方向无关。 唐发式向： 1、在含有无伴电流源元件的电路中，如何计算出该元件的端电压？ 2、建立基尔霍夫电压定律和电流定律的理论基础各是什么？ 引零总结： 4.CL、KWL小结 ,KVL是对回路电压的线性约束。 及琴数 路径表明 一节点上电荷是守恒的：KVL是能量守恒的具体体现（电压 4)KCL、KVL只适用于集总参数的电路。 巩固 课业练习 练习 参煤体课件展示：例1一例8
巩固 练习 3. 基尔霍夫电压定律（KVL） KVL 是描述回路中各支路（或各元件）电压之间关系的定律。它的基本内 容是： 对于集总参数电路，在任意时刻，沿任意闭合路径绕行，各段电路 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．电压的代 ．．．． 数和恒等于零 ．．．．．．。． 用数学式子表示为： u(t) 0。 图示为电路的一部分，首先标定各元件电压 参考方向；选定回路绕行方向，顺时针或逆时针。 对图中回路列 KVL 方程有： u1 uS1 u2 u3 u4 uS 4 0 或： u2 u3 u4 uS 4 u1 uS1 上述 KVL 方程也可表示为 1 1 2 2 3 3 4 4 uS1 uS 4 R i R i R i R i KVL 也适用于电路中任一假想的回路，如图所示 电 路 ， 想 象 成 一 假 想 回 路 ， 可 列 方 程 ： Uab U1 U2 US 。 需要明确的是：（ ．．．．．．．．1．）．KVL ．．．的实质反映了电路遵从 ．．．．．．．．．． 能量守恒定律。（ ．．．．．．．．2．）．KVL ．．．是对回路电压加的约束，与 ．．．．．．．．．．．． 回路各支路上接的是什么元件无关，与电路是线性还 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 是非线性无关。（ ．．．．．．．．3．）．KVL ．．．方程是按电压参考方向列写， ．．．．．．．．．．．．． 与电压实际方向无关。 ．．．．．．．．．． 启发式提问： 1、在含有无伴电流源元件的电路中，如何计算出该元件的端电压？ 2、建立基尔霍夫电压定律和电流定律的理论基础各是什么？ 引导总结： 4. KCL、KVL 小结 （1）KCL 是对支路电流的线性约束，KVL 是对回路电压的线性约束。 （2）KCL、KVL 与组成支路的元件性质及参数无关。 （3）KCL 表明每一节点上电荷是守恒的；KVL 是能量守恒的具体体现（电压与 路径无关）。 （4） KCL、KVL 只适用于集总参数的电路。 课堂练习 多媒体课件展示：例 1~例 8
小结： 归纳 这次课我们主要讲了基尔霍夫定律，其中包括基尔霍夫电流定律(KCL) 总结 和基尔霍夫电压定律(KVL),这两个定律是电路分析的总线，是本章最重要的 内容，也是后续章节如电路分析方法、电路定理的基础。 由于这两个定律在形式上较为简单，容易被忽视，学习时要注意理解共其深 刻内涵。 在应用KCL和KVL时，要注意电压和电流的两重符号：电压、电路的实 际方向与参考方向是一重符号，应用KCL时，一般设电流流出为“+”，流入为 “一”：应用KVL时，在设定回路的绕行方向时，又出现一重符号。 本章小结： 电路理论主要研究电路中发生的电磁现象，用电流、电压和功率等物理量 来描述其中的过程。因为电路是由电路元件构成的，因而年整个电路的表现如何 既要看元件的连接方式，又要看每个元件的特性，这就决定了电路中各电流、电 压要受两种基本规律的约束，即：(1)电路元件性质的约束。也称电路元件的伏 安关系(VC),它仅与元件性质有关，与元件在电路中连接方式无关。(2)电 路连接方式的约束。也称拓补约束，它仅与元件在电路中连接方式有关，与元件 性质无关。基尔霍夫电流定律(KCL)、电压定律(KVL)是概括这种约束关系 的基本定律。 本章学习的内容有：电路和电路模型，电流和电压的参考方向，电功率和 能量，电路元件，电阻元件的数学模型及特性，电压源和电流源的概念及特点， 受控源的概念及分类，结点、支路、回路的概念和基尔霍夫定律。 本章内容是所有章节的基础，学习时要深刻理解，熟练掌握。 本章的重点：电流和电压的参考方向，电路元件特性和基尔霍夫定律是本章 学习的重点。 本章的难点：电压电流的实际方向和参考方向的联系和差别。理想电路元件 与实际电路器件的联系和差别。独立电源与受控电源的联系和差别， 布置 课后作业： 习题1-10,1-12,1-16,1-19,1-20 作业
归纳 总结 布置 作业 小结： 这次课我们主要讲了基尔霍夫定律，其中包括基尔霍夫电流定律（KCL） 和基尔霍夫电压定律（KVL），这两个定律是电路分析的总线，是本章最重要的 内容，也是后续章节如电路分析方法、电路定理的基础。 由于这两个定律在形式上较为简单，容易被忽视，学习时要注意理解其深 刻内涵。 在应用 KCL 和 KVL 时，要注意电压和电流的两重符号：电压、电路的实 际方向与参考方向是一重符号，应用 KCL 时，一般设电流流出为“+”，流入为 “—”；应用 KVL 时，在设定回路的绕行方向时，又出现一重符号。 本章小结： 电路理论主要研究电路中发生的电磁现象，用电流、电压和功率等物理量 来描述其中的过程。因为电路是由电路元件构成的，因而年整个电路的表现如何 既要看元件的连接方式，又要看每个元件的特性，这就决定了电路中各电流、电 压要受两种基本规律的约束，即：（1）电路元件性质的约束。也称电路元件的伏 安关系（VCR），它仅与元件性质有关， 与元件在电路中连接方式无关。（2）电 路连接方式的约束。也称拓补约束，它仅与元件在电路中连接方式有关，与元件 性质无关。基尔霍夫电流定律（KCL）、电压定律（KVL）是概括这种约束关系 的基本定律。 本章学习的内容有：电路和电路模型，电流和电压的参考方向，电功率和 能量，电路元件，电阻元件的数学模型及特性，电压源和电流源的概念及特点， 受控源的概念及分类，结点、支路、回路的概念和基尔霍夫定律。 本章内容是所有章节的基础，学习时要深刻理解，熟练掌握。 本章的重点：电流和电压的参考方向，电路元件特性和基尔霍夫定律是本章 学习的重点。 本章的难点：电压电流的实际方向和参考方向的联系和差别。理想电路元件 与实际电路器件的联系和差别。独立电源与受控电源的联系和差别。 课后作业： 习题 1-10，1-12，1-16，1-19，1-20