资源简介

《电工基本电路安装与测试》教学设计
任务7 安装与测试电阻器基本电路（二）
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》项目二安装与测试电阻器电路，任务3安装与测试电阻器基本电路。
“安装与测试电阻器基本电路”是电气技术应用专业的核心技能，电阻器基本电路包括部分电路和全电路。教材中将“电流、电压、电位、电源电动势”等作为“安装与测试电阻器基本电路”的基础知识来处理。“电阻器基本电路”是学生在该课程中安装与测试的第一个基本电路，教材分“安装与测试电阻器电路、安装与测试全电路”两个内容。本教学设计为第二部分内容，即安装与测试全电路。通过“安装全电路、测试全电路、分析全电路”，学会安装、测试与分析全电路。因此，根据“做中学、做中教”的教学理念，围绕“测试安装与电阻器基本电路”这一具体的工作任务，将教材中的教学内容划分为“安装全电路、测试全电路、分析全电路”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。通过专业认知教育和项目一认识实训室的学习，对专业和实训室有一定了解。项目二是学生真正进入专业学习的第一个内容，基础比较缺乏，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“安装电阻器电路、测试电阻器电路、分析电阻器电路电压与电流的关系、分析电阻器电路的功率”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，学会安装、测试与分析电阻器基本电路，提高学习兴趣，激发学习动力，掌握相应的知识和技能。
四、教学目标
1.知识目标
（1）会表述电动势的概念和单位，写出定义式。
（2）会表述全电路欧姆定律的内容，写出表达式。
2.技能目标
（1）会安装与测试全电路。
（2）会分析全电路，会应用欧姆定律解决实际电阻器电路的问题。
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：全电路欧姆定律
2.教学难点：全电路欧姆定律
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，按步骤安装、测试与分析电阻器基本电路，养成认真记录、规范操作的职业素养。
2.教法
主要采用任务驱动法，以“安装、测试与分析电阻器基本电路”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、电池、小灯泡、导线、开关、直流电压表、直流电流、万用表，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
3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）、微视频（测量直流电压、测量直流电流）、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．建议为每位学生配备不同类型的电阻器一套，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器电路的实例，激发学生学习兴趣。
学生聆听案例，思考，让学生认识安装与测试电阻器基本电路的意义，明确本次课的学习任务。
（二）任务实施
任务1 认识电源电动势
教师讲解电源电动势的基础知识
如图所示为一个闭合的电路。为保证电路中有持续不断的电流，就需要干电池把正电荷从负极B源源不断地移到正极A，保证A、B两极间电压不变，电路中才能有持续不断的电流，干电池是这个电路的电源。
闭合电路示意图
电源是把其他形式的能转换成电能的装置，电源种类很多，如干电池、蓄电池、发电机等。
在电路中，电源以外的部分叫外电路，电源以内的部分叫内电路，如图所示。
外电路与内电路
在内电路中，也必定有一种力能够不断地把正电荷从低电位移到高电位，这种力叫做电源力。
衡量电源力做功能力的大小的物理量叫做电源电动势。
在电源内部，电源力把正电荷从低电位（负极）移到高电位（正极）反抗电场力所做的功W与被移动电荷的电荷量q的比值就是电源电动势。用公式表示为
电源内部电源力由负极指向正极，因此电源电动势的方向规定为由电源的负极（低电位）指向正极（高电位）。
学生小组合作，完成任务书相关内容。
教师巡视、指导、答疑，并根据学生学习情况解疑，点评学生学习情况。
任务2 安装与测试全电路
学生小组合作，根据任务书，对照全电路的安装与测试的操作步骤，安装与测试全电路，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。
将直流电源（蓄电池）、电阻器、开关、直流电压表、直流电压表、导线，按如图（a）所示连接，图（b）所示是它的实物图。
（a）电路图 （b）实物图
全电路
用直流电压表和直流电流表分别测量电阻器R两端的电压和流过电路的电流，将测量结果填入表中。
表 全电路测量记录
测量电量 电源内阻r/Ω 负载电阻R/Ω 电压U/V 电流I/A
数据
任务3 分析全电路
教师讲解分析
由表中数据可以得出：
闭合电路中的电流与电源电动势成正比，与电路的总电阻（内电路电阻与外电路电阻之和）成反比。这就是全电路欧姆定律。
用公式表示为： 全电路
进一步作数学变换得：E =rI+RI
而RI=U是外电路上的电压，叫做路端电压或端电压。因此，全电路中的路端电压
U=E rI
端电压随外电路电阻变化的规律：
R↑→I=↓→U0=rI↓→U=E U0↑　特例：开路时（R=），Ｉ=0，U=E
R↓→I=↑→U0=rI↑→U=E U0↓　特例：短路时（R=0），Ｉ=，U=0
PPT出示例题，学生尝试练习，教师精讲点评，强调解题规范。
【例】如图所示电路中，已知电源电动势E=12V，电源内阻r=0.5，负载电阻R=11.5。求：（1）通过电路的电流；（2）电源端电压；（3）负载上的电压；（4）电源内阻上的电压。
【分析】本题可利用全电路欧姆定律和部分电路欧姆定律相关公式求解。
解：（1）电路的电流==1A
（2）电源端电压U=E rI=12 0.5×1=11.5 V
（3）负载上的电压U=RI=11.5×1=11.5 V
负载上的电压等于电源端电压。
（4）电源内阻上的电压U0=rI=0.5×1=0.5V
（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 安装与测试全电路 40 1.能正确连接电阻器电路，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 分析全电路 40 能正确分析电阻器电路电压与电流关系，分析错误每处扣5分 能正确分析电阻器电路的功率，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。
学习伏安法测电阻、电流的热效应等相关知识。
十二、作业布置
1.教材P61第7题。
2.学习辅导与练习P23－31任务3安装与测试电阻器基本电路。
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
教学的亮点、不足及改进策略
教学附件:
课后拓展材料
1.伏安法测电阻
用万用表测量电阻是在负载不通电时进行的。但在实际使用中，如需要测量通电工作中的负载电阻，就需要用伏安法。伏安法是根据部分电路欧姆定律R=，用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，再求出电阻。
用伏安法测电阻时，由于电压表和电流表本身具有内阻，把它们接入电路以后，不可避免地要改变被测电路中的电压和电流，给测量结果带来误差。用伏安法测电阻有外接法和内接法。
（1）外接法
外接法如图所示，（a）是电路图，（b）是实物图。由于电压表的分流，电流表测出的电流值要比通过电阻R的电流大，即I=IV+IR，因而求出的电阻值要比真实值小。待测电阻的阻值比电压表的内阻小得越多，因电压表的分流而引起的误差越小，所以测量小电阻时应采用外接法。
（a）电路图 （b）实物图
伏安法测电阻——外接法
（2）内接法
内接法如图（b）所示。由于电流表的分压，电压表测出的电压值要比电阻R两端的电压大，即U=UA+UR，因而求出的电阻值要比真实值大。待测电阻的阻值比电流表的内阻大得越多，因电流表的分压而引起的误差越小，所以测量大电阻时应采用内接法。
（a）电路图 （b）实物图
伏安法测电阻——内接法
4.电流的热效应
在日常生活中，经常会发现用电器的一些热现象：电水壶能将水烧开，电视机使用一定时间后会发热等。电流通过导体会产生热的现象，称为电流的热效应。热效应是电流通过导体时，由于自由电子的碰撞，电能不断地转变为热能的客观现象。
1840年，英国物理学家焦耳通过实验发现：电流通过导体产生的热量，与电流的平方、导体的电阻和通过的时间成正比，这就是焦耳定律。4年之后，俄国物理学家楞次公布了他的大量实验结果，从而进一步验证了焦耳关于电流热效应的正确性。因此，该定律也称为焦耳―楞次定律。用公式表示为
Q=I2Rt
式中：Q——导体产生的热量，单位是J（焦耳）；
　 I——导体中通过的电流，单位是A（安培）；
　R—导体的电阻，单位是（欧姆）；
　 t—电流通过导体的时间，单位是s（秒）。
在生产和生活中，很多用电器都是根据电流的热效应制成的，这些电器统称为电热电器，如家庭中常见的电水壶、电饭煲、电熨斗等，工厂中常见的电炉、电烘箱、电烙铁等，如图所示。
（a）电水壶 （b）电饭煲 （c）电熨斗
（d）电烙铁 （e）电烘箱 （f）电炉
电热电器
但是电流的热效应也有不利的方面，如导线发热加速绝缘老化；电动机、变压器发热容易烧坏设备；电路短路会造成电气设备烧毁，甚至引起火灾。所以，必须采取一定的保护措施，如设计散热装置加以防范。如图（a）所示计算机主机上的风扇和主机箱体散热孔，如图（b）所示电动机表面设计成散热片状，尾端加装风扇，都是为了有利于散热。
（a）电脑散热 （b）电动机散热
电器的散热装置
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