资源简介

《电工基本电路安装与测试》教学设计
任务10 安装与测试电阻混联电路
一、教材分析与处理
本课题选自高等教育出版社出版、崔陵主编的浙江省电气技术应用专业课程改革成果教材《电工基本电路安装与测试》项目三安装与测试直流电路，任务3安装与测试电阻混联电路。
“安装现测试电阻混联电路”是“安装与测试直流器电路”的基本知识与技能之一，主要包括“安装电阻混联电路、测量电阻混联电路、分析电阻混联电路”等内容。电阻混联电路是学生在该课程中学习的第三个简单直流电路，教材中根据给定的直流电源、电阻器、直流电压表、直流电流表、开关、导线等器材和材料，按图连接电阻混联电路，测试电阻混联电路的电压与电流，分析电阻混联电路的特点。因此，根据“做中学、做中教”的教学理念，围绕“安装与测试电阻混联电路”这一具体的工作任务，将教材中的教学内容划分为“安装电阻混联电路、测量电阻混联电路、分析电阻混联电路”等具体的任务。
二、学情分析
授课对象是电气技术应用、电气运行与控制等专业一年级学生，《电工基本电路安装与测试》是学生专业学习的第一门专业核心课程。高一学生学习基础一般，学生学习能力较弱。通过专业项目二安装与测试电阻器电路的学习，已经具备一定的电阻器电路基本知识。电阻并联电路是学生学习的第三个简单直流电路，学生缺乏学习电路的基本方法，但学生对学习本课程的知识、技能有较强烈的兴趣与愿望。
三、设计理念
电工基本电路的识图、安装、测试与应用是本课程的核心技能。基于现代教育思想和教学理论，充分利用信息化技术、数字化资源和理实一体教学环境，通过转换教师角色、优化教学内容、创新教学方法、加强师生互动、注重过程评价等手段，通过“安装电阻混联电路、测量电阻混联电路、分析电阻混联电路”等具体的任务学习，引导学生主动探索、勤于动手、相互竞争学习，激发学生学习兴趣和参与意识，体验“学中做”、“做中学”的乐趣，引导学生通过学习安装、测试与分析混联电路的过程，提高学习兴趣，激发学习动力，掌握电路的安装、测试与应用核心技能。
四、教学目标
1.知识目标
（1）会表述电阻混联的连接方式。
（2）会表述电阻混联电路的特点。
2.技能目标
（1）会连接与测量电阻混联电路。
（2）会分析电阻混联电路。
3.情感目标
（1）感受学习电气技术的乐趣，激发学习兴趣。
（2）养成仔细观察、认真记录、规范操作和安全文明生产的职业素养。
五、教学重点与难点
1.教学重点：电阻混联电路分析
2.教学难点：电阻混联电路分析
六、教法与学法
1.学法
建议根据学情设计任务书，学生根据任务书，通过小组合作学习，按步骤连接、测量与分析电阻混联电路，养成仔细观察、认真记录、规范操作和安全文明生产的职业素养。
2.教法
主要采用任务驱动法，以“安装、测试与分析电阻混联电路”为任务主线，利用信息技术，变抽象为直观，突出重点，突破难点；应用实践操作法，让学生做中学，达成教学目标。
七、教学准备
1.教师准备
学习任务书1份/人，电阻器、直流电源、直流电流表、直流电压表，1套/组。
2.学生准备
按同组异质对学生进行分组，每组2人，1人为检测员，1人为记录员，操作过程中，2人互换角色。
八、课时安排
4课时
九、教学资源
教学课件（高等教育出版社中职网站http://sve..cn下载）、任务书（教师根据学情设计）。
十、教学实施建议
1．建议本课在具有理实一体教学功能的“电工基本电路安装与测试实训室”进行，要求实训室设置理论学习区和实践操作训练区，配备多媒体教学设备、计算机及互联网、参考资料柜、器材柜、工具柜等设施，使实训室具备知识讲授、实践操作、小组讨论、成果展示、资料检索等功能，保障学习性工作任务的实施，为完成课程设计目标提供有力支撑。
2．为了保证教学效果，建议课前培养“小导师”，作为课堂教学的助手。
3．建议为每组学生配备电阻混联电路一套，以保证每位学生都能进行实践操作。
4．课堂教学组织建议采用“任务导入—任务实施—任务小结—任务拓展—评价反馈”的流程形式。
十一、教学过程
（一）任务导入
教师结合课件或实物讲解电阻混联电路的应用实例，激发学生学习兴趣，明确本次课的学习任务。
（二）任务实施
教师讲解电阻混联电路连接与测量操作要点。
学生小组合作，根据任务书，对照电阻混联电路的连接与测量的操作步骤，连接与测量电阻混联电路，并将相关数据填入任务书中。
教师巡视、指导、答疑，并根据学生操作情况解疑，点评学生学习情况。
任务1 安装电阻混联电路
将三个100Ω的电阻器按图（a）、（b）所示连接，图（c）、（d）是它们的实物图。
（a）混联电路1 （b）混联电路2
（c）混联电路1实物图 （d）混联电路2实物图
电阻混联电路
任务2 测量电阻混联电路
用直流电流表和直流电压表分别测量三个电阻混联电路的等效电阻和分电阻，将测量结果记入表中。
表 混联电路测量记录
电阻测量值 R1电阻值/Ω R2电阻值/Ω R3电阻值/Ω 等效电阻值/Ω
混联电路1
混联电路2
任务3 分析电阻混联电路
师生共同分析：
如图（a）、（b）所示的电路，既有电阻串联又有电阻并联，称为混联电路。由表可以看出，混联电路1的测量的等效电阻值约为150Ω，混联电路2的测量的等效电阻值约为67Ω。为什么呢？
如图（a）所示混联电路的3个电阻的连接关系为：R2与R3并联后，再与R1串联，其等效电阻
R＝R1+R2∥R3＝100+100∥100＝150Ω
如图（b）所示混联电路的3个电阻的连接关系为：R1与R2串联后，再与R3并联，其等效电阻
R＝（R1+R2）∥R3＝（100+100）∥100≈67Ω
PPT出示例题，学生尝试练习，教师精讲点评，强调解题规范。
【例1】如图所示，电源电压为400V，输电线上的等效电阻R1=R2=10，外电路的负载R3=R4=760。求：（1）电路的等效电阻；（2）电路的总电流；（3）负载两端的电压；（4）负载R3消耗的功率。
【分析】根据混联电路的一般分析方法，应用欧姆定律，电阻的串、并联特点和电功率的计算公式即可求出相关未知量。
解：（1）电路的等效电阻
R=R1+R3∥R4+R2=10+760∥760+10=400
（2）电路的总电
U34=U I(R1+R2)=400 1×(10+10)=流I===1A
（3）负载两端的电压
380V
负载R3消耗的功率P3===1900W
混联电路分析的一般步骤为：
（1）求混联电路的等效电阻
根据混联电路电阻的连接关系求出电路的等效电阻。
（2）求混联电路的总电流
根据欧姆定律求出电路的总电流。
（3）求各部分的电压、电流和功率
根据欧姆定律，电阻的串、并联特点和电功率的计算公式，分别求出电路各部分的电压、电流和功率。
【例2】电路如图所示，各电阻阻值均为6Ω，分别求开关S打开和闭合时A、B两端的等效电阻Rab。
【分析】S打开时，R1、R2短路；S闭合时，R1、R2、R3、R4均在ab之间。
解：S打开时，Rab＝R3∥R4＝6∥6＝3Ω
S闭合时，Rab＝R1∥R2∥R3∥R4＝6∥6∥6∥6＝2Ω
混联电路求解的关键是等效电阻的计算。等效电阻的计算常用等电位法。用等电位法求解混联电路等效电阻的一般步骤如下。
（1）确定等电位点
确定电路中的等电位点。导线的电阻和理想电流表的电阻可忽略不计，可以认为导线和电流表连接的两点是等电位点。
（2）确定电阻的连接关系
从电路的一端（A点）出发，沿一定的路径到达电路的另一端（B点），确定电阻的串、并联关系。一般先确定电阻最少的支路，再确定电阻次少的支路。
（3）求解等效电阻
根据电路的连接关系列出表达式，求出等效电阻。
（三）任务小结
学生小结本次课知识与技能要点，以小组为单位完成任务评价表。
任务评价表
序号 考核项目 配分 评分细则 得分
1 电阻混联电路连接 30 1.能正确连接电阻混联电路，连接错误每处扣5分 2.能正确记录测量数据，记录错误每处扣5分
2 电阻混联电路分析 50 1.能正确分析电阻混联电路的电流、电压特点，分析错误每处扣5分 2.能正确分析电阻混联电路的电阻、功率特点，分析错误每处扣5分
3 安全文明生产 20 1.劳动保护品穿戴符合要求，不符合要求每次扣5分 2．严格遵守操作规程，违规操作每次扣10分 3．安全文明操作，工完场清，不整理工位扣10分
4 合计 100
教师小结；点评、分析学生学习情况；布置作业。
（四）任务拓展
本内容视教学情况，可安排为学生课后延伸拓展作业。
学习电路中各点电位分析、负载获得最大功率的条件等相关知识。
十二、作业布置
1.教材P88第4题。
2.学习辅导与练习P45－50任务3安装与测试电阻混联电路。
3.完成任务评价表相关内容。
十三、教学反思
1.学生学习情况反馈
2.教学的亮点、不足及改进策略
教学附件：
课后拓展材料
1.电路中各点电位分析
电路中某点的电位是该点与参考点之间的电压。因此，求电路中某点的电位，就是求该点与参考点之间的电压。从这个角度来说，求电位还是可以归结为求电压。电路中各点的电位，就是从该点出发通过一定的路径到达参考点，其电位等于此路径上全部电压降的代数和。各点电位计算的一般步骤为：
（1）确定电路中的参考点
电路中有时可能指定参考点。如未指定，可任意选取，一般选择大地、机壳或公共点为参考点。
（2）确定电路各元件两端电压的正、负极性
电源电动势的正、负极性直接根据其已知的正、负极性确定，电阻两端电压的正、负极性根据电路的电流方向确定电阻两端电压的正、负极性。
（3）从待求点开始沿任意路径绕到零电位点，则该点的电位等于此路径上全部电压降的代数和。
2.负载获得最大功率的条件
在闭合电路中，电源电动势所提供的功率，一部分消耗在电源的内电阻r上，另一部分消耗在负载电阻R上。那么，当R变化时，R为何值，负载能从电源获得最大的功率呢？
数学分析证明：当负载电阻R和电源内阻r相等时，电源输出功率最大（负载获得最大功率Pmax），即当R=r时，
式中：Pmax——负载获得最大功率，单位是W（瓦特）；
　E——电源电动势，单位是V（伏特）；
　r——电源内阻，单位是（欧姆）。
使负载获得最大功率的条件也叫做最大功率输出定理。在无线电技术中，把负载电阻等于电源内阻的状态叫做负载匹配，也称阻抗匹配。负载匹配时，负载（如扬声器）可以获得最大的功率。如功放（扩音器）与扬声器的匹配就包括阻抗匹配，如图所示，否则会降低输出功率，增大失真。
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