高一高教版电工基础第二章简单直流电路教案

《电工基础》 电子教案 第二章　简单直流电路 ( 1. 理解电动势、端电压、电位的概念。 2. 掌握闭合电路的欧姆定律。 3. 掌握电阻串联分压关系与并联分流关系。 4. 了解万用表的基本构造和基本原理，掌握万用表的使用方法。 5. 掌握电阻的测量方法。 6. 学会分析计算电路中各点电位。 )　　 ( 1. 运用电阻串联分压关系与并联分流关系解决电阻电路问题、掌握扩大电压表与电流表量程的原理。 2. 熟练分析计算电路中各点电位。 ) 　 ( ) 序号 内　　　　　容 学　时 1 第一节　电动势 闭合电路的欧姆定律 2 2 第二节　电池组 3 第三节　电阻的串联 2 4 第四节　电阻的并联 5 第五节　电阻的混联 6 第六节　万用表的基本原理 2 7 实验2.1 练习使用万用表 8 实验2.2 电流表改装电压表 2 9 第七节　电阻的测量 2 10 实验2.3 用惠斯通电桥测电阻 2 11 第八节　电路中各点电位的计算 2 12 实验2.4 电压和电位的测定 2 13 本章小结与习题 14 本章总学时 16 第一节　电动势　闭合电路的欧姆定律 1、 电动势 ( 动画 M2-1 电动势 ) 衡量电源的电源力大小及其方向的物理量叫做电源的电动势。 电动势通常用符号E或e(t)表示，E表示大小与方向都恒定的电动势(即直流电源的电动势)，e(t)表示大小和方向随时间变化的电动势，也可简记为e。电动势的国际单位制为伏特，记做V。 电动势的大小等于电源力把单位正电荷从电源的负极，经过电源内部移到电源正极所作的功。如设W为电源中非静电力(电源力)把正电荷量q从负极经过电源内部移送到电源正极所作的功，则电动势大小为 电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的正极，即与电源两端电压的方向相反。 ( 图 2-1 简单的闭合电路 )二、闭合电路的欧姆定律 图中r表示电源的内部电阻，R表示电源外部联接的电阻(负载)。闭合电路欧姆定律的数学表达式为 外电路两端电压U = RI = E rI =，显然， 负载电阻R值越大，其两端电压U也越大；当R >> r时(相当于开路)，则U = E；当R << r时(相当于短路)，则U = 0，此时一般情况下的电流(I = E/r)很大，电源容易烧毁。 ( 【例 2-1 】 如图 2-2 所示，当单刀双掷开关 S 合到位置 1 时，外电路的电阻 R 1 = 14 ，测得电流表读数 I 1 = 0.2 A ；当开关 S 合到位置 2 时，外电路的电阻 R 2 = 9 ，测得电流表读数 I 2 = 0.3 A ；试求电源的电动势 E 及其内阻 r 。 ) 解：根据闭合电路的欧姆定律，列出联立方程组 ( 图 2-2 例题 2-1 ) 解得：r = 1 ，E = 3 V。本例题给出了一种测量直流电源电动势E和内阻r的方法。 三、负载获得最大功率的条件 ( 图 2-3 电源输出功率与外电路 ( 负载)电阻的关系曲线 )容易证明：在电源电动势E及其内阻r保持不变时，负载R获得最大功率的条件是R = r，此时负载的最大功率值为 电源输出的最大功率是 ( 【 例 2-2 】如图 2-4 所示，直流电源的电动势 E = 10 V 、内阻 r = 0.5 ，电阻 R 1 = 2 ，问：可变电阻 R P 调至多大时可获得最大功率 P max ？ ) ( 图 2-4 例题 2-2 )解：将(R1 r)视为电源的内阻，则RP = R1 r = 2.5 时，RP获得最大功率 第二节　电 池 组 ( 图 2-5 串联电池组 )一、电池的串联 如图2-5所示串联电池组，每个电池的电动势均为E、内阻均为r。 ( 图 2-6 并联电池组 )如果有n个相同的电池相串联，那么整个串联电池组的电动势与等效内阻分别为 E串 = nE ，　r串 = nr 串联电池组的电动势是单个电池电动势的n倍，额定电流相同。 　 二、电池的并联 如图2-6所示并联电池组，每个电池的电动势均为E、内阻均为r。 如果有n个相同的电池相并联，那么整个并联电池组的电动势与等效内阻分别为 E并 = E ， r并 = r/n。 并联电池组的额定电流是单个电池额定电流的n倍，电动势相同。 第三节　电阻的串联 一、电阻串联电路的特点 图2-7 电阻的串联 设总电压为U、电流为I、总功率为P。 1. 等效电阻: 　R =R1 R2 … Rn 2. 分压关系：