臧晓华-线上教案-3-20

霸州市职成教育总校2020线上教学学案
电路的组成及工作状态
课型：新授课
教学目标：
1.了解电路的组成，知道电气测量的单位。

2.了解电压、电流和电阻之间的关系。

教学重点：
1.能够识别一个完整电路中的各个组成部件。

2.掌握使用万用表测量电压、电流和电阻的方法。

教学难点：
掌握断路、局部短路和完全短路的判断方法
教学过程：
一、复习准备：
日常生活中常见的两种照明灯。

打开手电筒的开关，电筒就会发光,接通汽车大灯开关，大灯就会点亮，两者间有共同之处吗？试分析其电路组成及工作状态，并掌握影响电路的相关物理量。

二、讲授新课：
一、电路及电路
1.电路
电路是电流所流经的路径。

一个完整的电路由电源、负载和中间环节（包括控制装置、保护装置及连接导线）三部分组成。

（1）电源是把其他形式的能量转换为电能的装置。

如发电机、蓄电池。

（2）负载是将电能转换成其他形式能量的装置。

负载按性质可分为电阻元件、电感元件和电容元件三种。

如汽车灯泡、起动机电机等。

（3）中间环节包括连接导线、开关及保险等。

2.电路图为手电筒实际电路示意图表示的实际电路，直观形象，但画法复杂，不便于分析和研究。

电路图能帮助人们了解整个电路的工作原理和电气元件安装顺序。

常用的部分电工图形。

二、电路的基本物理量
1.电流
电路中，开关闭合时灯泡发光，说明灯泡中有电流通过。

电流虽然看不见，但是可以通过各种现象被人们察觉，如灯泡发光。

在国际单位制中，电流这个物理量的单位是安培（库仑/ 秒），简称“安”，用大写字母“A”表示。

另外还有千安（kA）、毫安（mA）、微安（μA），它们的换算关系如下：
1 kA = 103 A；1 A = 103 mA；1 mA = 103 μA
2.电压
电路中，开关闭合时灯泡发光，此时用电压表测量，电压表会有示数显示。

说明电池两端有电压，也就是我们平时说的“有电”。

电压这个物理量便是用来表示电场力移动电荷所做的功。

电场力将单位正电荷从a 点移到b 点所做的功就称为a、b 两点之间的电压。

用符号Uab 表示。

3.电位
电压又叫电位差，它表示电场中两点的电位差别。

由计算结果可知，电压和电位的根本区别在于某两点间的电压值是绝对的，与参考点无关；某点电位的高低是相对的，随参考点而改变。

电压和电流一样，不仅有大小而且有方向。

电压的方向总是从高电位到低电位，即电位降的方向。

对于负载来说，电压的方向由正极指向负极。

电压的方向在电路图中有两种表示方法，分别用箭头和电极符号表示。

4.电动势
电路图中，由于电源两端有恒定电压，灯泡才会持续发光。

电池中电解液与极板发生化学作用产生电源力克服电场力，将正电荷源源不断地移到正极，以维持稳定的电压。

发电机的电源力是电磁作用产生的。

电动势是用来衡量电源转换其他形式能量能力的一个物理量。

电源的电动势在数值上等于电源把单位正电荷从负极b（低电位）经由电源内部移到电源正极a（高电位）所做的功。

用大写字母“E”表示。

电动势的单位与电压的单位相同，也是伏特（V）。

电动势的方向规定为：在电源内部由负极指向正极。

图2-1-9 分别表示直流电动势的两种图形符号。

5.电阻
电路图中，当电路连接不同的灯泡时，其亮度不同，即电路中电流的大小不同。

可见，不同的导体对电荷有不同的阻碍。

电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量。

导体的电阻是自身存在的。

阻值大小与其几何尺寸及材料有关。

实践证明，导体的电阻
还与温度有关，一般金属的电阻随温度的升高而增大。

实践证明，纯金属的电阻率很小，绝缘体的电阻率很大。

目前电气设备中常用导电性良
好的铜、铝作导线。

电阻用大写字母“R”表示，单位是欧姆（Ω），另外还有千欧（kΩ）、兆欧（M Ω）等。

常用单位的换算关系如下：
1 MΩ = 103 kΩ = 106 Ω
三、电路相关定率
1.部分电路欧姆定律
只含有负载而不包含电源的一段电路称为部分电路。

当在电阻R 两端加上电压U 时，电阻中就会有电流流过。

通过实验可知：如果加在电阻R 两端的电压U 发生变化时，流过电阻的电流也随之变化，而且这种变化是成比例的，即电压和电流的比值是一个常数，这个常数就是电路中电阻的电阻值。

2.全电路欧姆定律
含有电源的闭合电路称为全电路，包括用电器和导线等。

电源内部的电路称为内电路，如发电机的线圈，电池内的溶液等。

电源内部的电阻称为内电阻R0 ，简称内阻。

电源外部的电路称为外电路，外电路中的电阻称为外电阻R。

欧姆定律适用于金属导体和通常状态下的电解质溶液，对气态导体和其他一些导电元件（电子管、热敏电阻）不适用。

汽车用蓄电池由于电解液内阻的存在，并因电解液溶液纯净度的影响而不同，将导致蓄电池供电容量的变化。

空载的情况下，测量得到蓄电池电动势为12.06 V。

当打开汽车小灯时，由于电池存在内阻，测量得到的电压有所下降，为11.99 V。

两次测量相差的0.07 V 即为电池内阻的电压U内。

3.电路的工作状态1通路
通路是指电路中开关闭合，有电流流通的线路。

2.断路
断路又称为开路。

当开关断开或连接线任何一处断开时，电源与负载未构成闭合电路，电路中没有电流通过，此时外电路呈现的电阻为无穷大。

3.短路
短路指电流未经用电器而直接流入电源两极。

短路分为局部短路和完全短路。

局部短路是指电流未流经电路中的一部分元件而直接通过导线流过，即某一用电器被短路，并不是所有用电器都没有电流通过。

4.电功
电流在一段时间内通过某一电路，电场力所做的功，称为电功，用大写字母“W”表示。

电流通过电炉时发热，电能转化为内能。

电流通过电灯时，灯丝灼热发光，电能转化为热能和光能。

电流给蓄电池充电的过程是将电能转化为化学能。

电功的实质是电能转化为其他形式能量的过程。

电流做了多少功，就有多少电能转化为其
他形式的能，但能量的总量不变。

电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。

电压U 的单位用伏特（V），电流I 的单位用安培（A），时间t 的单位用秒（S），电功W的单位用焦耳（J），计算电功的公式是：
W =Uq = UIt（q 为电荷）
5.电功率
电流在单位时间内所做的功叫作电功率，电功率用大写字母“P”表示。

在相同时间内，电流通过不同用电器所做的功，一般并不相同。

电功率等于电压与电流的乘积，公式表
示为：
P = W/t = UI
电功率P 的单位是瓦特（W）。

电功率的单位还有千瓦（符号是kW）、毫瓦（符号是mW）。

它们的换算关系如下：
1 kW = 103 W；1 W = 103 mW
各物理量单位匹配：
三、巩固练习：
1、电功率P 的单位是________。

2、计算电功的公式是_________
四、小结：
了解电功率的计算公式
五、作业：p50 1,2
六、后记：
电路的组成？
答：电路是电流所流经的路径。

一个完整的电路由电源、负载和中间环节（包括控制装置、保护装置及连接导线）三部分组成。