直流电路的基本概念与基本定律

一、 直流电路的基本概念 （正确连接简单电路并 测量元件的电流与电压）

学情分析：

在初中阶段有的学生接触到电学的基本知识，但是由于各个方面的原因，对于电学这方面很多学生都没有掌握的很好，对于电路的一些基本概念并不了解，另外有很多学生是七年级就来上学，没有接触到电学知识，所以在这种情况之下，对于电路的基本概念的学习是很有必要的。

教学目标：

知识目标：1.明确电路含义以及组成部分

2.能够明确电路中电流、电压、电阻的含义 3.了解电动势和电功率的含义

能力目标：能够根据要求正确连接实物图并能进行简单的计算

情感目标：在操作实践的同时能够相互合作、相互学习、取长补短，体验做中

学、学中做的乐趣。

教学重点：直流电路中基本概念的理解和掌握

教学难点：根据要求连接电路图并能够正确应用电流表和电压表 教学关键：加强动手能力，在实践中求知

教学方法：创设情境法，任务驱动法，启发式教学法，逻辑推理法，演示法 学 法：观察分析法、自主探究法、分组合作法

教学用具：白炽灯4只、灯座4个、开关4个、2号电池4节、导线若干、电

流表4个、电压表4个

教学流程：

课前准备：1.根据学生水平高低，照顾全局的原则将学生分为7组

并选好组长

2.根据要求在课前将任务所需要

有关于与大学电路理论一书的电路的基本概念和基本定律的讲解,适合老师授课

电路理论主讲：曹娟E-mail: cjcqu@ Tel: 87542726-8015(C3-325)

有关于与大学电路理论一书的电路的基本概念和基本定律的讲解,适合老师授课

教材 《电路理论》,颜秋容、谭丹主编，电子工业出版社

参考教材 《电路分析基础》(上、中、下) ,李翰蓀编，高 等教育出版社 Fundamentals of Electric Circuits. Charles k. Alexander. Matthew N.O.sadiku. 清华大学出版社

习题集 配套习题集 《电路理论学习与考研指导》,电子工业出版社

有关于与大学电路理论一书的电路的基本概念和基本定律的讲解,适合老师授课

教学安排 学时：40+64学时(2.5+4学分)

成绩计算 作业(占10%),每周一交作业，超过1/3未交者不能参加期末考试； 平时测验(占10%),一次，闭卷，安排在直流电路分析学完后； 期末考试(占80%),闭卷。

后续课程 电路测试技术(实验，2学分)、模拟电子技术、微机原理

有关于与大学电路理论一书的电路的基本概念和基本定律的讲解,适合老师授课

课程计划(40+56学

有关于与大学电路理论一书的电路的基本概念和基本定律的讲解,适合老师授课

电路理论主讲：曹娟E-mail: cjcqu@ Tel: 87542726-8015(C3-325)

有关于与大学电路理论一书的电路的基本概念和基本定律的讲解,适合老师授课

教材 《电路理论》,颜秋容、谭丹主编，电子工业出版社

参考教材 《电路分析基础》(上、中、下) ,李翰蓀编，高 等教育出版社 Fundamentals of Electric Circuits. Charles k. Alexander. Matthew N.O.sadiku. 清华大学出版社

习题集 配套习题集 《电路理论学习与考研指导》,电子工业出版社

有关于与大学电路理论一书的电路的基本概念和基本定律的讲解,适合老师授课

教学安排 学时：40+64学时(2.5+4学分)

成绩计算 作业(占10%),每周一交作业，超过1/3未交者不能参加期末考试； 平时测验(占10%),一次，闭卷，安排在直流电路分析学完后； 期末考试(占80%),闭卷。

后续课程 电路测试技术(实验，2学分)、模拟电子技术、微机原理

有关于与大学电路理论一书的电路的基本概念和基本定律的讲解,适合老师授课

课程计划(40+56学

直流电机基本概念思考题解答

P．22

1—5题：在直流电机中，为什么每根导体的电势为交流，但由电刷引出的电势为直流？

答：电枢中的每一根直线导体（即镶在电枢铁芯中的导体）顺序切割

电机磁场，而相对于直线导体而言磁场的大小在改变，该导体就 会感应电势。且该电势的大小和方向均随时间而变化。故该电势 的性质为交流。但经换向器的机械整流作用，在电刷端口该电势 就为直流性质。

1—7题：为什么直流电机的电枢铁芯必须用硅钢片迭压而成，定子铁芯却用普通钢片？

答：电枢铁芯既导磁又导电，其在旋转运行时会产生涡流损耗和磁滞

损耗。为减少这些铁损耗，电枢铁芯必须用硅钢片迭压而成。而 定子铁芯在工作时用于产生主磁通，铁损耗几乎为零，故定子铁 芯用普通钢片迭压而成，这样可降低电机成本。

1—8题：直流电机的电枢绕组是自成闭合回路，当电枢旋转而在其中产生感应电势时，会不会产生环流，为什么？

答：根据电枢绕组的结构原理，其呈现为自成闭合状态。而各支路是

并联的，支路数是成对出现的。在理想状态下，各支路电势大小 相等。绕组内阻的电压降也相同且对称。故绕组并联回路中不会 产生环流。

1—9题：直流电机的电枢绕组为什么必须闭合？若一处断

第一章 电路的基本概念和基本定律

习题解答

1-1 题1-1图所示电路，求各段电路的电压Uab及各元件的功率，并说明元件是消耗功率还是对外提供功率？

2A 1A -8A a b a b a b

- - + + - + -8V -10V 6V

(a) (b) (c)

-2A -2A -1A a b a b b a + - + - - + -8V 16V -6V

(f) (d) (e)

题1-1图

解 根据功率计算公式及题给条件，得 （a）Uab=6V, P=6×2= 12W 消耗功率 （b）Uab=-8V，P=1×(-8)=-8W 提供功率 （c）Uab=-10V, P=-(-8)?(-10)=-80W 提供功率 （d）Uab=-8V, P=-(-2)?(-8)=-16W 提供功率 （e）Uab=-(-6)=6V, P=-(-1)?(

第一章 电路的基本概念和定律

第一节学习指导

一、学习目的和要求

1、了解电路模型的概念和电路的基本变量。

2、理解电压、电动势、电流的参考方向与实际方向的关系，电压与电流的关联参考方向的概念。

3、掌握功率的计算，功率的吸收与发出。

4、掌握电阻、电容、电感、独立电源和受控源的定义及伏安关系（VCR）。 5、掌握基尔霍夫定律：KCL和KVL。 6、掌握电位的计算。

二、电路与电路模型

1．电路的的组成及其模型 （1）电路及其组成

①电路：电流的通路称为电路。连续电流的通路必须是闭合的。 ②电路组成：电路由电源、负载及中间环节三部分组成。

③电路的作用：实现电能的传输和转换（或信号的传递及转换）。 （2）电路的模型（由理想元件组成的电路）。 ①电源元件：电压源、电流源、受控电源。

②负载元件：电阻元件R，电感元件L，电容元件C。 ③中间环节：导线、开关等；电压表，电流表等。

2、电流，电压，电动势的参考方向及表示方法（见表2-1）。

1

表2-1 电流，电压，电动势的参考方向及表示方法

实际方向 参考方向 标记符号 电 流 正电荷流动的方向 任意选定 箭头 b电 压 由高电位(正极)指向低电位(负极)

一、电能的应用电能应用在工业、农业及国民经济 各部门，在日常生活中也是不可缺少的。

1. 电能的优越性 (1)便于转换(2)便于传输

(3)便于控制2. 不足之处 难于储存

第一章

电路的基本概念与基本定律

第一节 电路与电路模型 第二节 电路的基本物理量 第三节 基尔霍夫定律

第一节 电路与电路模型一、电路的作用和组成 电路——由若干电气设备或器件按一定的方式连接起来 而构成的电流通路 1. 电路的作用 ⑴电能产生、传输和转换

发电机热能,水 能,核能 转电能

升压变压器

降压变压器

电灯 电动机电能转换为 光能,热能 和机械能

传输分配电能

(电源)

(中间环节)

(负载)

第一节 电路与电路模型一、电路的作用和组成 1. 电路的作用 ⑵信号的传递和处理

扬声器话筒 放大器

将语音转换 为电信号 (信号源)

信号转换、放大、 信号处理 (中间环节)

接受转换信号 的设备 (负载)

第一节 电路与电路模型一、电路的作用和组成 2. 电路的组成 电源(信号源):将非电能转换成电能的装置 (干电池,蓄电池,发电机) 中间环结：把电源与负载连接起来的部分 (连接导线,开关) 负载：将电能转换成非电能的用电设备 (电灯,电炉,电动机)

第一节 电路与电路模型二、电路模型 手电筒电路

S

开关电

直流电路

一、填空题

1.已知R1=5Ω，R2=10Ω，把R1、R2串联起来，并在其两端加15 V的电压，此时R1所消耗的功率是 。

2.有两个电阻R1和R2，已知R1＝2R2，把它们并联起来的总电阻为4Ω，则R1＝ ，R2= 。

3.有两个电阻，把它们串联起来的总电阻为10Ω，把它们并联起来的总电阻为2.4Ω，这两个电阻的阻值分别为_ __和_ _。

4.已知R1和R2两个电阻，且R2=3R1，若串联在电路中，则R1消耗功率与R2消耗功率之比为 ；若并联在电路中，则R1消耗功率与R2消耗功率之比为 。

5.有两电阻R1和R2，已知R1：R2＝1：4。若它们在电路中串联，则电阻两端的电压比U1：U2＝ ；流过电阻的电流比I1：I2= ，它们消耗的功率比P1：P2＝ 。若它们并联接在电路中，则电阻两端的电压之比U1：U2＝ ；流过电阻的电流之比I1：I2＝ ；它们消耗的功率之比P1：P2＝ 。

6.电阻负载并联时，因为 相等，所以负载消耗的功率与电阻成 比；电阻负载串联时，因为 相等，所以负载消耗的功率与电

第2章 电路分析实验报告

2.1直流电路的仿真

2.1.1 基尔霍夫定律的验证

一、实验目的

1. 验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。 2. 学会使用电流表、电压表测量各支路电流和各元件电压的方法。 3. 熟悉Multisim9软件的使用。

二、实验原理

基尔霍夫定律是集总电路的基本定律，它包括电流定律和电压定律。

基尔霍夫电流定律（KCL）指出：“在集总参数电路中，任何时刻，对任一结点，所有流出结点的支路电流的代数和恒等于零”。此处，电流的“代数和”是根据电流是流出结点还是流人结点判断的。若流出结点的电流前面取“+”号，则流入结点的电流前面取“-”号；电流是流出结点还是流入结点，均根据电流的参考方向判断，所以对任意结点都有

?i?0

上式取和是对连接于该结点的所有支路电流进行的

基尔霍夫电压定律（KVL）指出：“在集总参数电路中，任何时刻，沿任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零”。所以，沿任一回路有

?u?0

上式取和时，需要任意指定一个回路的绕行方向，凡支路电压的参考方向与回路的绕行方向一致者，该电压前面取“+”号，支路电压的参考方向与回路的绕行方向相反者，前面取“-”号。

三、虚仪实验仪器及器材

双踪示波器

信号发

第二节 电路基本定律

73.当电压、电流的参考方向选得一致时，电阻上的电压和电流关系可用______表示。 A．I=U/R B．I=RU C．R=IU D．I=－U/R

74.当电压、电流的参考方向选得相反时，电阻上的电压和电流关系可用下式______表示。 A．I=U/R B．I=RU C．R=-IU D．I=－U/R 75.如图所示，A点的电位是______V。

A．12 V B．2 V C．-2 V D．-8 V



76.如图所示，当开关未闭合时，开关两侧的A点与B点间的电压是______V，B点与C点间的电压是______V。

A．0/12 B．0/0 C．12/0 D．12/12



77.如图所示，当开关闭合时，开关两侧的A点与B点间的电压是______V，B点与C点间的电压是______V。

A．12/12 B．12/0 C．0/0 D．0/12



78.一段含源支路如图，其电流I的表达式为______。 A．I?

E?UE?UU?E?E?UB．I?C．I?D．I