电工技术基础与技能教案

第 1 章认识电路考纲要求掌握电路组成的基本要素;理解电路模型,能识读简单电路图。

理解电路的基本物理量（电动势、电流、电位、电压）的概念及其单位。

熟练掌握电动势、电流、电压的参考方向（正方向）和数值正负的意义及在电路计算时的应用。

理解电功和电功率的概念，掌握焦耳定律和电功、电功率的计算。

了解电阻器及其参数,会计算导体电阻;理解电阻的概念和电阻与温度的关系，熟练掌握电阻定律。

了解超导现象。

掌握部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律.课题§1-1电路§1-2电流课型新课授课时数 1教学目标路的组成及其作用，电路的三种基本状态。

理解电流产生的条件和电流的概念，掌握电流的计算公式。

教学重点电路各部分的作用及电路的三种状态。

电流的计算公式。

教学难点对电路的三种状态的理解。

第 1 节电路一、电路的组成1.电路：由电源、用电器、导线和开关等组成的闭合回路。

2.电路的组成：电源、用电器、导线、开关（画图讲解）。

①电源：把其他形式的能转化为电能的装置。

如：干电池、蓄电池等。

②用电器：把电能转变成其他形式能量的装置，常称为电源负载。

如电灯等。

③导线：连接电源与用电器的金属线。

作用：把电源产生的电能输送到用电器。

④开关：起到把用电器与电源接通或断开的作用。

二、电路的状态（画图说明）1.通路（闭路）：电路各部分连接成闭合回路，有电流通过。

2.开路（断路）：电路断开，电路中无电流通过。

3.短路（捷路）：电源两端或者电路中某些部分被导线直接相连，这时电源输出的电流不经过负载，只经过连接导线直接流回电源，这种状态叫做短路状态，简称短路。

注意：短路时电流很大，会损坏电源和导线，应尽量避免。

三、电路图1.电路图：用规定的图形符号表示电路连接情况的图。

2.几种常用的标准图形符号。

第 3 节 电阻一、 电阻1. 导体对电流所呈现出的阻碍作用。

不仅金属导体有电阻，其他物体也有电阻。

2. 导体电阻是由它本身的物理条件决定的。

例：金属导体，它的电阻由它的长短、粗细、材料的性质和温度决定。

3. 电阻定律：在保持温度不变的条件下，导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，并与导体的材料性质有关。

R = ρSl 式中： ρ：导体的电阻率。

与导体的几何形状无关，与导体材料的性质和导体所处的条件有关（如温度）。

4. 电阻单位：R －欧姆（Ω）；l －米（m ）；S －平方米（m2）；ρ－欧⋅米（Ω⋅m ）。

换算关系：103。

常见单位：μΩ、m Ω、Ω、k Ω、m Ω、5. 阅读P6表1-1，得出结论：电阻率的大小反映材料导电性能的好坏，电阻率愈大，导电性能愈差。

导 体：ρ＜10-6Ω⋅m绝缘体：ρ＞107Ω⋅m半导体：10-6Ω⋅m ＜ρ ＜107Ω⋅m 举例说明不同导电性能的物质用途不同。

二、 电阻与温度的关系1. 温度对导体电阻的影响：① 温度升高，自由电子移动受到的阻碍增加；② 温度升高，使物质中带电质点数目增多，更易导电。

随着温度的升高，导体的电阻是增大还是减小，看哪一种因素的作用占主要地位。

2. 一般金属导体，温度升高，其电阻增大。

少数合金电阻，几乎不受温度影响，用于制造标准电阻器。

超导现象：在极低温（接近于热力学零度）状态下，有些金属（一些合金和金属的化合物）电阻突然变为零，这种现象叫超导现象。

3. 电阻的温度系数：温度每升高1οC 时，电阻所变动的数值与原来电阻值的比。

若温度为t 1时，导体电阻为R 1，温度为t 2时，导体电阻为R 2，则α = )(12112t t R R R --即R 2 = R 1 [ 1 + α ( t 2 - t 1 ) ]例1：一漆包线（铜线）绕成的线圈，15οC 时阻值为20 Ω，问30οC 时此线圈的阻值R 为多少？ 例2：习题（《电工基础》第2版周绍敏主编） 4.计算题(3)。

第 4 节 欧姆定律一、 欧姆定律1. 内容：导体中的电流与它两端的电压成正比，与它的电阻成反比。

2. 公式：I =RU，其中U －伏特（V ）；I －安培（A ）；R －欧姆（Ω）。

注意：① R 、U 、I 须属于同一段电路； ② 虽R =RU，但绝不能认为R 是由U 、I 决定的； ③ 适用条件：适用于金属或电解液。

例3：给一导体通电，当电压为20 V 时，电流为0.2 A ，问电压为30 V 时，电流为多大？电流增至1.2 A 时，导体两端的电压多大？当电压减为零时，导体的电阻多大？二、 伏安特性曲线1. 定义：以电压为横坐标，电流为纵坐标，可画出电阻的U －I 关系曲线，叫电阻元件的伏安特性曲线。

2. 线性电阻：电阻元件的伏安特性曲线是直线。

K =U I ；R = R U = K1 3. 非线性电阻：若电阻元件的伏安特性曲线不是直线，例：二极管。

练 习习题（《电工基础》第2版周绍敏主编）1．是非题(4) ～ (7)。

2．选择题(3) 、(4)。

小 结1．电阻定律的内容；电阻与温度的关系。

2．部分电路欧姆定律的内容。

3．伏安特性曲线。

布置作业 习题（《电工基础》第2版周绍敏主编）3．填充题(5) 。

4．问答与计算题(2)、 (4)、 (5) 、(6) 。

教 后 记1．一只220V/40W的白炽灯正常发光时，它的灯丝电阻是多少？当它接在110V的电路上，它的实际功率是多少？（不考虑温度对电阻的影响）2．习题（《电工基础》第2版周绍敏主编）1.是非题（8）～（10）；选择题（6）～（8）。

第 2 章简单直流电路考纲要求1、熟练掌握部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律。

2、了解电路的几种工作状态（通路、开路、短路），掌握在每一种状态下电路中电流、电压和功率的计算。

3、熟练掌握电阻串、并联的特点和作用，掌握简单混联电路的分析和计算。

4、负载获得最大功率的条件5、会用等电位法求混联的等效电阻；6、了解电阻的测量方法；7、掌握电位的计算。

课 题 2－1电动势 闭合电路的欧姆定律 课 型 新课 授课时数 1教学目标★ 理解电动势、端电压的概念。

★ 熟练掌握闭合电路的欧姆定律。

★ 掌握电源输出功率与外电阻的关系。

教学重点 闭合电路的欧姆定律。

电源输出功率与外电阻的关系。

教学难点闭合电路的欧姆定律。

第 6 节 电动势 闭合电路的欧姆定律一、 电动势1. 电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。

用符号E 表示。

2. 单位：伏特（V ）注意点：① 电动势由电源本身决定，与外电路无关。

② 电动势的规定方向：自负极通过电源内部到正极的方向。

二、 闭合电路的欧姆定律 1. 复习部分电路的欧姆定律I =RU 2. 闭合电路欧姆定律的推导① 电路② 推导设t 时间内有电荷量q 通过闭合电路的横截面。

电源内部，非静电力把q 从负极移到正极所做的功W = E q = E I t ， 电流通过R 和R 0时电能转化为热能Q = I 2 R t + I 2 R 0 t ，因为W = Q 所以E I t = I 2 R t + I 2 R 0 t ，E = I R + I R 0或I =R R E+③ 闭合电路欧姆定律闭合电路内的电流，与电源电动势成正比，与整个电路的电阻成反比。

其中，外电路上的电压降（端电压）U = I R = E - I R 0‘ 内电路上的电压降U ' = I R 0电动势等于内、外电路压降之和E = I R + I R 0 = U + U '例1：如上图，若电动势E = 24 V ，内阻R 0 = 4 Ω，负载电阻R = 20 Ω，试求：（1）电路中的电流；（2）电源的端电压；（3）负载上的电压降；（4）电源内阻上的电压降。

例2：电源电动势为1.5 V ，内电阻为0.12 Ω，外电路电阻为1.38 Ω，求电路中的电流和端电压。

例3：电动势为3.6 V 的电源，与8 Ω 的电阻接成闭合电路，电源两极间的电压为3.2 V ，求电源的内电阻。

三、 端电压1. 电动势与外电路电阻的变化无关，但电源端电压随负载变化，随着外电阻的增加端电压增加，随着外电阻的减少端电压减小。

证明：I =R R E+当R 增加时，（R + R 0）增加，电流I 减小，U = E - I R 0 增加；同理可证，当R 减小时，U 也减小。

2. 两种特例：① 当外电路断开时，R 趋向于无穷大。

I = 0 U = E - I R 0 = E 即U = E应用：可用电压表粗略地测定电源的电动势② 当外电路短路时，R 趋近于零，I =R R E+趋向于无穷大，U 趋近于零。

短路时电流很大，会烧坏电源，引起火灾，决不允许将导线或电流表直接接到电源上，防止短路。

应用：测量电动势和电源内阻。

例4：例1（《电工基础》第2版周绍敏主编）。

例5：有一简单闭合电路，当外电阻加倍时，通过的电流减为原来的2/3，求内阻与外阻的比值。

四、 电源向负载输出的功率1. P 电源 = I E ；P 负载 = I U ；P 内阻 = I 2R 0；U = E - I R 0 ,同乘以I ，得U I = I E - I 2 R 0I E = I U + I 2 R 0 P 电源 = P 负载 + P 内阻在何时电源的输出功率最大？设负载为纯电阻当R = R 0时，这时称负载与电源匹配。

P max = 024R E2. 电源输出功率P 与负载电阻R 的变化关系曲线3. 注意：当R = R O 时，电源输出功率最大，但此时电源的效率仅为50%。

练习习题（《电工基础》第2版周绍敏主编）1．是非题(1)、(2)。

2．选择题(1)、(2)。

小结1．电源电动势的大小和方向。

2．闭合电路的欧姆定律的内容和表达式。

3．端电压的概念；外电阻增大和减小时，端电压的变化。

4．电源输出功率最大的条件，这时的输出效率。

布置作业习题（《电工基础》第2版周绍敏主编）3．填充题（1）、（2）。

4．问答与计算题（1）、（2）。

教后记课 题2－2电池组及电池分类教学目标 掌握串、并联电池组的特点。

教学重点 串、并联电池组电动势、内阻的计算。

教学难点混联电池组的计算。

课前复习：闭合电路欧姆定律的内容和表达式。

端电压随外电阻的变化规律。

电源输出最大功率的条件。

第 7 节 电池组一个电池所能提供的电压不会超过它的电动势，输出的电流有一个最大限度，超出这个极限，电源就要损坏。

对于要求较高电压或较大电流的场合，就要用到多个电池的串联和并联及混联。

一、 电池的串联1. 当负载需要较高电压时，可使用串联电池组供电。

设串联电池组n 个电动势为E ，内阻为R 0的电池组成，则：E 串 = n E r 串 = n R 02. 特点：① 电动势等于单个电池电动势之和。

② 内阻等于单个电池内电阻之和。

注：用电器的额定电流必须小于单个电池允许通过的最大电流。