知识点2: 电路中的变量：电流

导学关键：通过知识点挖掘了解电流数学定义及由此理解其物理定义；了解电流可分为直流及交流电流及其表示符号；通过归纳总结引导学生对二者进行对比分析，逐步培养学生观察能力、总结能力。

观看视频2.3

一：知识点挖掘：

1、电流的数学定义如下：它描述了电路中的变量电流的物理定义为：电流是电荷随时间的              。其单位为     ，

2、电流可分为     电流和     电流。

3、理想直流电流一般用什么符号表示？正弦交流电流一般用什么符号表示？

二、归纳总结：

1、给出图2.3.1所示两电流随时间变化曲线图，判断下它们分别是什么电流？并总结阐述下这两种电流（直流和交流）的特点。 

                            图2.3.1 直流、交流电流示意图

知识点3: 电路中的变量：电压

导学关键：通过知识点挖掘了解电压数学定义及由此理解其物理定义、单位、符号；了解电压一定与两点选择有关这一要素；初步理解电压与能量是有关。

观看视频2.3

一、知识点挖掘：

1、电压的数学定义如下式：它表达了电压的物理意义是电场力将单位正电荷移动所做的功，其单位为         。

2、如图2.3.2所示，A、B间的电压（降）U_AB代表电场力将单位正电荷从   移动到    所做的功，所以，电压一定是表示     点间电压？     

                     图2.3.2 直流、交流电流示意图

知识点3: 电路中的变量：电压

导学关键：通过知识点挖掘了解电压数学定义及由此理解其物理定义、单位、符号；了解电压一定与两点选择有关这一要素；初步理解电压与能量是有关。

观看视频2.3

一、知识点挖掘：

1、电压的数学定义如下式：它表达了电压的物理意义是电场力将单位正电荷移动所做的功，其单位为         。

2、如图2.3.3所示，A、B间的电压是电场力将单位正电荷从   移动到    所做的功，所以，电压一定是表示     点间电压？                           

                                        图2.3.3 电场力方向和电压

3、U_AB=  U_BA?为什么？                             

4、电场力给单位正电荷所做的功实际上就等于            （单位正电荷所吸收的能量）。

5、如果一个变量它是一个常数的话，用     表示，例如：直流电压用    表示；

6、如果一个变量可能会发生变化的话，用      表示，例如:交流电流压用    表示。

知识点4:电位

导学关键：通过知识点挖掘了解电位定义；由此理解参考点存在的必要性；参考点的电位值情况、单位、符号等基本概念；由归纳总结与知识应用部分引导学生自行推导、理解电压、参考点、电位的关系。

观看视频2.3

一、 知识点挖掘：

1、某点电位的定义是：从     到参考点的      。所以，要获知任意点电位，必须定义       点？

2、参考点的电位定义为     ，可人为任意指定，但任何一个电路只能有   个参考点，又称为    电位点，单位为       ，符号可为    或者     。

二：知识应用与归纳总结：

1、 电压与电位知识点视频中例题1如图2.3.4所示：

                            图2.3.4 例1电路图                              

如图所示：假设C为参考点，则根据定义得出：j _a =      ， j _b =       ， j _d =         

2、请根据视频内容分析及总结

1） 总结下电位与参考点选取的关系；总结下两点间电压与参考点选取的关系

2） 总结下电压与电位间的关系：

知识点5: 电路中的变量：参考方向

观看视频2.3                   

一、知识点挖掘

基本概念：参考方向：任意选定的一个方向即为电流（电压）的参考方向。不管对电流还是电压，参考方向是假设的。

1、假设参考方向和实际电流方向相同，如下图2.3.5（a）所示，则最后计算出的电流一定    0。

2、假设参考方向和实际电流方向相同，如下图2.3.5（b）所示，则最后计算出的电流一定    0。

                            图a                                                  图b

                    图2.3.5电流参考方向和实际方向 

3、有    种表示电流（电压）参考方向的方法。

1）用箭头表示：箭头的指向为         ；

2）用双下标表示：如 i_AB ，电流的参考方向由           。

4、某元件上参考电压方向和实际电压方向分别如图2.3.6所示：其电压值分别是什么情况？

                  U    0                               U    0

                         图2.3.6电压参考方向和实际方向

5、电压参考方向有      种表示方式：

1）用箭头表示： 

   沿着箭头的方向，电位在     ，即箭头指向为          的参考方向。

2）用正负极性表示： 

   正端比负端的电位       ，即由正端到负端为电位      的参考方向。

2)  用双下标表示： 

    如 U_AB表示A端比B端电位          。

6、电动势的参考方向表示方式

1）沿着箭头方向是电位     （升或者降）的方向。

2）从由正端到负端为电位      的参考方向

3）e_AB表示A端比B端电位          。

二、归纳总结：

1、根据下述图2.3.7情况，总结电路分析时需要设定参考方向的2个主要原因是什么？ 

                                     图2.3.7 参考分析设定    

2、对任何一个二端元件来说，它的电流电压参考方向可能有如图2.3.8所示四种情况。

             图2.3.8关联和非关联参考方向

1）这表明：关联和非关联参考方向，判断对象是指的         上的电流电压。

2）总结下：电流电压为关联参考方向有什么特点？

1、 如图2.3.9所示电路。

1） 判断下图2.3.9（a）A、B元件上电压电流的关联性？

2） 如图2.3.9（b），假设元件A为电压源，元件B为电阻，思考下：为什么通常我们把负载上的电压、电流方向设为关联方向；而把电源上的电压和电流方向设为非关联方向。

        图a                          图b

                       图2.3.9   电压电流关联例图1

三、知识应用：

                         图2.3.10  电压电流关联例图1

1、判断图2.3.10哪些二端元件电压电流为关联参考方向？哪些电压电流是非关联参考方向？

实际正方向为物理中对电量规定的方向。

物理量的实际正方向
物理量	单位	实际正方向
电流I	A、kA、mA、μA	正电荷移动的方向
电压U	V、kV、mV、μV	电位降落的方向 （高电位指向低电位）
电动势E	V、kV、mV、μV	电源驱动正电荷的方向 （低电位指向高电位）

在分析计算时，为了解题方便，对物理量任意假设的参考方向。图1.1.1中的箭头方向为物理量的参考正方向。

图1.1.1  电量的参考方向

电 流

实际方向：习惯上规定正电荷运动的方向或负电荷运动的相反方向为电流的方向实际方向。电流的方向是客观存在的。

参考方向：在分析与计算电路时，常可任意选定某一方向作为电流的参考方向，或称正方向。

当电流的实际方向与参考方向一致时，电流为正值；反之，当电流的实际方向与参考方向相反时，电流为负值。在参考方向选定之后，电流之值才有正负之分。

单位：A，mA，uA。

电 压

电压的方向规定为由高电位（“＋”极性）端指向低电位（“－”极性）端，即为电压降低的方向。

电源电动势的方向规定为在电源内部由低电位（“－”极性）端指向高电位（“＋”极性）端，即为电位升高的方向。

在电路中所标的电压方向为参考方向。若参考方向与实际方向一致，则电压为正值；若参考方向与实际方向相反，则电压为负值。

电压的参考方向除用极性“＋”、“－”表示外，还可用双下标表示。电流的参考方向也可用双下标表示。

单位：kV，V，mV，uV。

电动势

电动势的方向—电位升高的方向（实际方向）。

电动势的参考方向—任选一方向为电动势的正方向。

电动势的表示方法：a.箭头 b.正负号 c.双下标

电动势和电压的关系：电压与电动势规定正方向相反时  E=U      

 电压与电动势规定正方向相同时  E= -U     

电压源可由一个大小相等，方向相反的外加电压表示。

注意:

(1) 方程式U/I=R 仅适用于假设正方向一致的情况。

(2) “实际方向”是物理中规定的，而“假设 正方向”则是人们在进行电路分析计算时,任意假设的。

(3) 在以后的解题过程中，注意一定要先假定“正方向”(即在图中表明物理量的参考方向)，然后再列方程计算。缺少“参考方向”的物理量是无意义的。

(4) 为了避免列方程时出错，习惯上把 I 与 U 的方向按相同方向假设(关联正方向）。

已知：如图所示E =2V, R =1Ω，求：当Uab分别为3V和1V时，IR=?

(1)假定电路中物理量的正方向如图所；     (2)列电路方程： (3)数值计算 （实际方向与假设方向一致）  （实际方向与假设方向相反）