第一章電路的基礎知識
1.1電路的組成
一、授課章節
1.1電路的組成
二、學時安排
2學時三、教學目標
1.了解電路的概念和電路的基本組成，理解各部分的作用；
2.理解電路模型的概念；
3.能夠識別和畫出電路圖中常用的圖形符號；
4.能夠畫出簡單電路的電路圖。
四、教學重點、難點分析
重點：1.電路的基本組成及作用。
2.電路模型的概念。
難點：電路模型的概念。
五、教具
演示實驗裝置、電化教學裝置。
六、教學方法
講授法，多**課件，理實一體化。
七、教學過程
ⅰ.匯入
手電筒是人們常用的一種照明工具，手電筒的外形及其分解圖如圖1.1所示。
1.觀察現象，提出問題
試用導線將小燈泡、乾電池及開關連線起來。閉合開關，小燈泡就持續發光，如圖1.2（a）所示；斷開開關，小燈泡就熄滅了，如圖1.2（b）所示，這是為什麼呢？
2.分析解決問題
小燈泡持續發光，表示有持續電流通過小燈泡的燈絲，這個持續電流是由乾電池提供的，像乾電池這樣能提供持續電流的裝置，稱為電源。電源有兩個極，乙個正極，乙個負極。電源的作用是在電源內部不斷地使正極聚集正電荷，負極聚集負電荷，對外持續供電。
從能量轉化的角度來看，電源是把其他形式的能量轉化為電能的裝置。
提問：常見的電源有哪些？
歸納總結：乾電池、蓄電池→→將化學能轉化為電能
發電機→→將機械能轉化為電能
ⅱ.新課
一、電路的組成
通過上述觀察分析可知：要使小燈泡持續發光，燈絲中就必須有持續電流通過。因此所謂電路就是電流流通的閉合路徑。
提問：通過手電筒電路的例項分析，電路應該由哪幾部分組成呢？
歸納總結：電路由電源、負載、連線導線、控制和保護裝置四部分組成。
（1）電源——向電路提供能量的裝置。它能把其它形式的能轉換成電能。常見的電源有乾電池、蓄電池、發電機等。
（2）負載——即用電器，它是各種用電裝置的總稱。其作用是把電能轉換為其他形式的能，為人們服務，如白熾燈、電動機、電加熱器等。
（3）連線導線——它把電源與負載接成閉合迴路，輸送和分配電能。一般常用的導線是銅線和鋁線。
（4）控制和保護裝置——用來控制電路的通斷，保護電路的安全，使電路能正常工作，如開關、保險絲（熔斷器）、繼電器等。
電路的功能：
（1）電力系統中的電路可對電能進行傳輸、分配和轉換。
（2）電子技術中的電路可對電訊號進行傳遞、變換、儲存和處理。
二、電路模型
1.電路模型
電路模型是指將實際電路元件用統一規定的圖形符號來表示，並用理想導線連線起來的圖形，而理想導線是指電阻為零的導線。
2. 常用電路元件及儀表的圖形符號
表1.1 常用電路元件及儀表的圖形符號
3.手電筒的電路模型
圖1.3（b）就是圖1.3（a）的電路模型。
在圖1.3（b）中，e和r0分別表示電池的電動勢和內阻，rl表示小燈泡，s表示開關，各個電路元件之間用理想導線來連線。今後所說的電路就是指實際電路的電路模型。
ⅲ.小結
電路是電流流通的閉合路徑，電路基本上是由電源、負載、連線導線、控制和保護裝置四部分組成。其中電源是電路中提供電能的裝置或裝置；負載是消耗電能的裝置或裝置；導線用來連線各個電氣器件；控制和保護裝置是對電路起控制和保護作用。
電路模型是指將實際電路元件用統一規定的圖形符號來表示，並用理想導線連線起來的圖形，而理想導線是指電阻為零的導線。
借助於電路模型，可以簡化電路的分析和計算。
ⅳ.作業
略。1.2電路的基本物理量
一、授課章節
1.2電路的基本物理量
二、學時安排
6學時三、教學目標
1.理解電流、電壓、電動勢、電位的定義式、單位和實際方向，並能進行簡單計算。
2.理解電流、電壓的參考方向，會跟據計算結果確定電流、電壓的實際方向。
3.理解電能和電功率的概念，掌握電能、電功率的單位和計算式；
四、教學重點、難點分析
重點與難點：
1.電流、電壓、電動勢、電位的定義式、單位和實際方向。
2．電流、電壓的參考方向。
3．電路基本物理量的計算。
五、教具
電化教學裝置。
六、教學方法
講授法，多**課件。
七、教學過程
ⅰ.匯入
複習舊課：
1.電路的基本組成及各部分的作用。
2.電路模型的概念。畫出手電筒的電路模型。
課堂演示實驗：
用導線把一節乾電池與乙隻小燈泡連線起來；再將這只小燈泡與兩節乾電池用導線連線起來，使上述兩個電路均成為閉合通路，電路如圖1.4所示。觀察兩種情況下小燈泡的發光亮度。
顯然，使用兩節乾電池時，小燈泡發光較亮。這是什麼原因呢？
原因：電流通過導體時會產生多種效應。電流通過小燈泡時，燈絲變熱而發光，這種現象稱為電流的熱效應。對於同一只小燈泡，它越亮就表明通過它的電流產生的效應越大，也就是電流越大。
那麼，怎樣衡量電流的的大小呢？描述電路工作狀態的基本物理量有哪些呢？通過本次課的學習將會找到答案。
ⅱ.新課
一、電流、電壓及其參考方向
（一）電流及其參考方向
1.電流的形成：電荷的定向移動形成電流。
2.電流的實際方向：規定正電荷的移動方向作為電流的實際方向。
表示方法：在電路圖中用虛線箭頭表示，如圖1.5所示。
3.電流的定義式
（1）電流的分類
①直流電流或穩恆電流（dc）：電流的大小和方向都不隨時間變化。
②脈動電流：電流的大小隨時間變化，方向不隨時間變化。
③交流電流（ac）：電流的大小和方向都隨時間作週期性變化，並且在乙個週期內的平均值為零。
直流電流用符號表示，交流電流和脈動電流用符號表示。
（2）定義式
直流電流1-1）
式中，t—導體的通電時間，單位：秒（s）。
q—時間t內通過導體橫截面的電荷量，單位：庫（c）。
i —直流電流，單位：安（a）。若在1秒（）通過導體橫截面的電荷量q為1庫（c），則電流為1安（a）。
交流電流1-2）
4.電流的單位：
在國際單位制（si）中，電流的單位為安[培]，符號為a（安）。
工程上還用千安（ka）、毫安(ma)和微安(a)表示電流的單位，它們的換算關係是
5.電流的參考方向
（1）參考方向：電路圖中，事先假定的電流方向。
（2）表示方法：
（ab）
圖1. 5 電流的參考方向
①用實線箭頭表示，如圖1.5所示。
②用雙下標表示，如，表示電流的參考方向是由a到b，而表示電流的參考方向是由b到a，二者的關係為：。
（3）說明：
電路圖中標明的電流方向通常均指參考方向，電流的參考方向不一定就是實際方向。
規定：當電流的實際方向與參考方向一致時，其值為正；若實際方向與參考方向相反，則電流值為負。如圖1.5所示。
電流值的正、負結合參考方向才能足以說明電流的實際方向。
（二）電壓及其參考方向
1.電壓
電壓又叫電位差，它是衡量電場力做功本領的乙個物理量。直流電壓用符號表示，交流電壓用符號表示。
（1）定義式：在直流電路中，電壓在數值上等於電場力把單位正電荷由a點移動到b點所做的功，即
1-3）
（2）單位：
在國際單位制（si）中，電壓的單位是伏[特]，符號為（伏）。在式（1-3）中，當為1（焦），為1（庫）時，電壓就是1（伏）。
在工程上，常用單位還有千伏（）、毫伏（）和微伏（），它們的換算關係是
（3）實際方向：電場力移動正電荷做功的方向。
表示方法： 用虛線箭頭表示，如圖1.6所示
（4）電壓的參考方向：
參考方向：電路圖中，事先假定的電壓方向。
表示方法：如圖1.6表示。
①用「+」、「-」號表示，「+」稱為參考正極，「-」稱為參考負極，電壓的參考方向為從「+」極指向「-」極。
2 用實線箭頭表示。
③用雙下標表示，如表示電壓的參考方向從a指向b；而則表示參考方向從b指向a，二者的關係為。
（ab）
圖1. 6 電壓的參考方向
（5）說明
電壓值的正、負也是相對於參考方向而言。電壓為正值，說明電壓的實際方向與參考方向一致；電壓為負值，說明電壓的實際方向和參考方向相反， 如圖1.6所示。
2.電壓、電流的關聯參考方向
對於任一二端元件或一段電路，如果選擇其兩端的電壓和電流的參考方向一致，就稱為關聯參考方向，簡稱關聯方向；否則為非關聯參考方向，簡稱非關聯方向。如圖1.7所示。
3.電位
（1）定義式
電路中某點的電位，等於電場力把單位正電荷由點移動到參考點（零電位點）時所做的功，即
1-4）
其中點稱為電位參考點，規定參考點的電位為零，即。在電路圖中參考點用符號「┴」或「」表示。
（2）單位：與電壓相同。
（3）電位與電壓的關係：
電路中任意兩點間的電壓就等於這兩點的電位差，即
1-5）
說明：①若，表明點電位高於點電位；
②若，表明點電位低於點電位；
③若，表明點電位等於點電位；
④若為參考點，則，電的電位，因此，電路中任一點的電位就等於該點到參考點的電壓值。
①在工程中，通常選擇大地或裝置的外殼為參考點。
②在電子線路中，可以選擇一條由多個元件匯集並與機殼相連的公共線為參考點，習慣上也稱為地線。
在電子技術中，經常用到電位的概念。例如在討論晶體二極體和三極體的工作狀態時，必須分析各電極的電位。
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