戴維南定理教案--徐良先

1、電工基礎教學設計一戴維南定理保定市第二職業(yè)中學段保林戴維南定理一、教學課題：戴維南定理二、教案背景1、 面向?qū)W生：職業(yè)高中學科：電工基礎2、課時：2課時4、課前準備：學生：查閱資料，預習戴維南定理；教師：a、調(diào)試多媒體網(wǎng)絡教室，特別是網(wǎng)絡是否通暢；b、多媒體軟件，有關戴維南及戴維南定理仿真實驗的幾個網(wǎng)頁。三、教材分析“戴維南定理”是電工基礎中“復雜直流電路” 一章的重點內(nèi)容之一，它是 簡化復雜電路的重要方法，特別適用于求復雜電路中某一支路中電流或功率的情況， 而且也是電路分析中的一個普遍實用的重要定理和方法。 在近年的單獨招生考試和成 人高考中，這一內(nèi)容每年都考到。同時，對學生來講，它也是本章

2、的難點之一。教學目標1、知識目標：a、理解二端網(wǎng)絡及有源二端網(wǎng)絡的概念.b、理解戴維南定理的內(nèi)涵及其實質(zhì).c、掌握無源二端網(wǎng)絡的等效電阻和有源二端網(wǎng)絡的開路電壓的計算方法.d、能應用戴維南定理分析、計算只含有兩個網(wǎng)孔的復雜電路.2、能力目標a、通過仿真實驗、模擬探究從而引出戴維南定理的過程培養(yǎng)學生的觀察能力，運用所學知識對實驗結果進行分析、綜合、歸納的能力.b 、通過運用戴維南定理求解某一支路電流、電壓，培養(yǎng)學生應用戴維南定理分析、 計算電路的能力.3、情感目標a、通過閱讀關于戴維南的材料及仿真實驗引出戴維南定理的過程，培養(yǎng)學生從實 踐、實驗出發(fā)勇于探索的科學精神.b、通過戴維南定理的學習，使

3、學生學習處理復雜問題時所采用的一種化繁為簡的 思想.教學重點、難點1、重點：(1)戴維南定理的內(nèi)容及應用.(2)應用戴維南定理如何將復雜的含源二端網(wǎng)絡等效化簡為一個電壓源.2、難點：(1)戴維南定理引出時的探究過程.(2)應用戴維南定理解題時如何具體計算含源二端網(wǎng)絡的開路電壓.四、教學方法(1) 實驗法(通過仿真實驗、模擬探究，引導學生不斷分析實驗現(xiàn)象不斷提出新的 問題，進而遷移猜想、實驗驗證，最終對實驗結果進行歸納、總結，培養(yǎng)學生的實驗 探究能力及運用所學知識分析與綜合的能力。)啟發(fā)式教學法(在應用戴維南定理解題的過程中通過教師的啟發(fā)、點撥、引導共8頁第2頁電工基礎教學設計一戴維南定理保定市

4、第二職業(yè)中學段保林共8頁第3頁電工基礎教學設計一戴維南定理保定市第二職業(yè)中學段保林學生在理解戴維南定理實質(zhì)的基礎上按照一定的邏輯順序，逐步求解，從而達到會應 用戴維南定理的目的。）；五、教學過程師生活動設計意圖一、復習提問，弓I入新課師：復雜直流電路的分析方法有哪些？各自的適用范圍？ 生：支路電流法適用于線性和非線性電路中求解各支路電流； 電壓源與電流源的等效變換一適用于求解某一條支路的電流； 疊加定理一適用于線性電路中計算各支路電流和電壓，不能用于計 算功率。（通過多媒體課件引導學生快速回憶這三種方法及解題步驟） 師：這三種方法各有優(yōu)缺點，我們應熟練掌握、靈活運用。若求解電路 中各支路電流，

5、可優(yōu)先采用支路電流法，因疊加原理雖然采用化繁 為簡的思想、化多電源為單一電源，但計算工作量較大，不常采用; 若求解電路中某一支路電流，可應用電壓源與電流源的等效變換； 今天我們再學習一種求解復雜電路中某一支路電流的方法一一戴維 南定理。一、新課教學（一）幾個概念二端網(wǎng)絡：任何具有兩個出線端的部分電路 無源二端網(wǎng)絡：不含有電源的二端網(wǎng)絡 有源二端網(wǎng)絡：含有電源的二端網(wǎng)絡00（如圖a所示） （如圖b所示）通過多媒體課 件展示引導學 生快速回憶這 三種方法，使學 生對這三種分 析方法有一個 總體的把握和 認識，以便處理 具體的復雜電 路問題時能選 用最佳的分析 方法，使求解過 程最簡單。(a)（二）

6、認識戴維南(b).c n/jpkc/kxjjj/634.jhtml通過對戴維南 生平的介紹，使共8頁第4頁電工基礎教學設計一戴維南定理保定市第二職業(yè)中學段保林共8頁第5頁電工基礎教學設計一戴維南定理保定市第二職業(yè)中學段保林（三）仿真實驗探求戴維南定理1 仿真實驗、模擬探究4-0.000AR33.2 C0.2 41R2屮實驗I:仿真前0.000V學生從戴維南 身上看到實驗、 實踐的重要性， 使學生養(yǎng)成勤 于動手、善于思 考的習慣，激發(fā) 學生從實驗、實 踐出發(fā)探索科 學的熱情。實驗結論:對負載而言,有源二端網(wǎng)絡可以用一個等效電壓源來代替。2 .提出新問題，利用

7、原有知識遷移猜想 提出新問題：得出實驗結論后，引導學生思考：若能求出等效電源的參數(shù)電動勢E和內(nèi)阻r,那么原來的復雜電路就可化為單一回路的簡單電路，我們便能方便求解所求未知量，所以問題的關鍵變成：如何根據(jù)含源二端網(wǎng)絡計算等效電壓源的電動勢 E和內(nèi)阻r ?遷移猜想：引導學生聯(lián)想以前的簡單電路中：當S斷開時，路端電壓等于電源 電動勢Ub=E;電源不作用時，RAb=t;利用上述仿真 實驗，通過教師 的啟發(fā)、點撥、 引導學生分析 仿真實驗的設 計意圖一一分 析兩仿真實驗 的仿真結果一 歸納總結實 驗結論，最后得 出正確的認識。聯(lián)想以前的簡單電路共8頁第6頁電工基礎教學設計一戴維南定理保定市第二職業(yè)中學段

8、保林共8頁第#頁電工基礎教學設計一戴維南定理保定市第二職業(yè)中學段保林進而猜想：一個復雜的含源二端網(wǎng)絡的開路電壓就是等效電源的電 動勢，其中電源不作用時網(wǎng)絡的輸入電阻就是等效電源的內(nèi)阻。共8頁第#頁電工基礎教學設計一戴維南定理保定市第二職業(yè)中學段保林TEUab=Er-B開路電壓=電源電動勢電源不作用時過渡：我們的猜想是否正確呢？下面用實驗來驗證3 .仿真實驗驗證猜想通過仿真實驗 的結果，前面的 猜想得到驗證； 通過綜合分析 仿真實驗的結 論，可引出戴維 南定理。R30.2 QRiUVi6.2VUS26.600V開路電壓0.2 QRiXMM1等效輸入電阻充分發(fā)揮學生 的主動性，培養(yǎng) 他們的觀察、分

9、 析、探索歸納和 概括能力。共8頁第7頁電工基礎教學設計一戴維南定理保定市第二職業(yè)中學段保林通過播放視屏， 激發(fā)學生興趣， 拓展思維，進一 步理解戴維南 定理結論：我們的猜想與實驗結果是一致。那么，請同學們動動腦子，能 否總結出一個規(guī)律呢？播放視屏：（四）戴維南定理提問：請同學們據(jù)前面的仿真、探求、猜測和驗證總結出戴維南定理？ （任何一個線性含源二端網(wǎng)絡，對外電路而言，都可以用一個等效電 源代替；這個等效電源的電動勢等于該網(wǎng)絡兩端點間的開路電壓匕耳等效電源的內(nèi)阻等于該網(wǎng)絡內(nèi)所有電源不作用，僅保留內(nèi)阻時，所得無源 二端網(wǎng)絡的輸入電阻RAb）.共8頁第#頁電工基礎教學設計一戴維南定理保定市第二職業(yè)

10、中學段保林展示圖片:圖片展示可 以幫助學生 進一步理解 戴維南定理， 同時為總結 解題步驟做 準備。解: (1)將電路分為待求支路和含源二端網(wǎng)絡兩部分，如圖(a)所示.(2)斷開待求支路,如圖(b)所示計算開路電壓UAB，即為等效 電源的電動勢E.(電流、電壓參考方向如圖)師生互動，通 過教師的啟 發(fā)，引導學生 邊想步驟邊 畫圖，邊求 解。從而達到 會應用戴維 南定理分析、 計算復雜直 流電路的目 的。I = EE2 = -251.5A E=Ub=E2-R2|=(25-12 X1.5)V=7V R, R28 12共8頁第8頁電工基礎教學設計一戴維南定理保定市第二職業(yè)中學段保林強調(diào)解題格 式，形

11、成良好 習慣。(2) 將有源二端網(wǎng)絡中各電源置零,成為無源二端網(wǎng)絡,如圖(c)所 示.計算輸入電阻RAB即為等效電源的內(nèi)阻r.r=R i/R= (8X12) / (8+12) = 4.8 Q(3) 畫出含源二端網(wǎng)絡的等效電路，和待求支路連接，形成等效簡 化電路，如圖(d)所示.計算支路電流I3和電壓U3., E 7“I31.0-r F3 4.8 2.2二 U=F3l3 = 2.2 X 1.0V = 2.2 V引導學生歸納：總結應用戴維南定理解題的步驟展示：應用戴維南定理求某一支路電流或電壓的方法和步驟：1將電路分為待求支路和含源二端網(wǎng)絡兩部分.2 斷開待求支路，求出含源二端網(wǎng)絡開路電壓，即為等

12、效電源的電動勢E.3 將網(wǎng)絡內(nèi)各電源置零，僅保留電源內(nèi)阻，求出無源二端網(wǎng)絡的輸入電阻，即為等效電源的內(nèi)阻r.4 畫出含源二端網(wǎng)絡的等效電路，和待求支路連接，形成等效簡化電路,根據(jù)已知條件求解.共8頁第9頁電工基礎教學設計一戴維南定理保定市第二職業(yè)中學段保林共8頁第#頁電工基礎教學設計一戴維南定理保定市第二職業(yè)中學段保林課堂小結共8頁第#頁電工基礎教學設計一戴維南定理保定市第二職業(yè)中學段保林今天我們學習的核心就是戴維南定理，理解定理的內(nèi)容并會應用它 分析、求解復雜直流電路；學習戴維南定理的等效簡化思想和分析復雜 問題的方法。四：課下作業(yè)如圖所示線性有源二端網(wǎng)絡，當開關S打開時，用電壓表直接測量得 a、b兩端的開路電壓為 U0C=12V，當R=1k時，將開關S閉合，電 流表的讀數(shù)為3mA，問：(1)有源二端網(wǎng)絡的等效電源電動勢和內(nèi)阻？(2) 當電阻R調(diào)至5k Q時，電流表的讀數(shù)應為多少？本次作業(yè)除了 考察戴維南定 理的基本運用， 還引導學生理 解戴維南定理 的實用價值，即 求負載可獲得 的最大功率.(3) 當電阻R調(diào)至多大時，電阻R獲得最大功率， 求最大功率？五、板書設計戴維南定理一. 仿真