电流和电路导学案

电流和电路导学案（共8篇）

1.电流和电路导学案 篇一

导学案

第二节 电流的磁场

教学目标 知识与技能：

1.知道电流周围存在磁场。

2.掌握通电螺线管的磁场和右手螺旋定则。

3.会用右手螺旋定则确定相应磁体的磁极和螺线管的电流方向。4.知道奥斯特实验验证了电流周围存在磁场。教学重点：探究通电螺线管的磁场规律。教学难点：右手螺旋定则及其运用。教具准备

一根硬直导线，干电池2～4节，小磁针，铁屑，螺线管，开关，导线若干。教学过程

一、情境引入

当把小磁针放在条形磁体的周围时，观察到什么现象？其原因是什么？

（观察到小磁针发生偏转。因为磁体周围存在着磁场，小磁针受到磁场的磁力作用而发生偏转。）进一步提问引入新课。

小磁针只有放在磁体周围才会受到磁力作用而发生偏转吗？也就是说，只有磁体周围存在着磁场吗？其他物质能不能产生磁场呢？这就是我们本节课要探索的内容。

二、新课教学 探究点一 奥斯特实验

演示 奥斯特实验说明电流周围存在着磁场。

演示实验：将一根与电源、开关相连接的直导线用架 子架高，沿南北方向水平放置。将小磁针平行地放在直导线的上方和下方，请同学们观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况。

提问：观察到 什么现象？

（观察到通电时小磁针 发生偏转，断电时小磁针又回到原来的位置。）进一步提问：通过这个现象可以得出什么结论呢？

师生讨论：通电后导体周围的小磁针发生偏转，说明通电后导体周围的空间对小磁针产生磁力的作用，由此我们可以得出：通电导线和磁体一样，周围也存在着磁场。

教师指出：以上实验是丹麦的科学家奥斯特首先发现的，此实验又叫作奥斯特实验。这个实验表明，除了磁体周围存在着磁场外，电流的周围也存在着磁场，即电流的磁场，本节课我们就主要研究电流的磁场。

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总结：奥斯特实验表明：通电导线和磁体一样，周围存在着磁场。

提问：我们知道，磁场是有方向的，那么电流周围的磁场方向是怎样的呢？它与电流的方向有没有关系呢？ 重做上面的实验，请同学们观察当电流的方向改变时，小磁针N极的偏转方向是否发生变化。提问：同学们观察到什么现象？这说明什 么？

（观察到当电流的方向变化时，小磁针N极偏转方向也发生变化，说明电流的磁场方向也发生变化。）小结：电流的磁场方向跟电流的方向有关。当电流的方向变化时，磁场的方向也发生变化。

提问：奥斯特实验在我们现在看来是非常简单的，但在 当时这一重大发现却轰动了科学界，这是为什么呢？

学生看书讨论后回答：

因为它揭示了电现象和磁现象不是各自孤立的，而是紧密联系的，从而说明表面上互不相关的自然现象之间是相互联系的，这一发现，有力推动了电磁学的研究和发展。探究点二 通电螺线管的磁场

奥斯特实验用的是一根直导线，后来科学家们又把导线弯成各种形状，通电后研究电流的磁场，其中有一种在后来的生产实际中用途 最大，那就是将导线弯成螺线管再通电。那么，通电螺线管的磁场是什么样的呢？请同学们观察下面的实验：

演示实验：按课本图17-16那样在纸板上均匀地撒些铁屑，给螺线管通电，轻敲纸板，请同学们观察铁屑的分布情况，并与条形磁体周围的铁屑分布情况对比。

提问：同学们观察到什么现象？

学生回答后，教师总结：通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。

提问：怎样判断通电 螺线管两端的极性呢？它的极性与电流的方向有没有关系呢？

演示实验：将小磁针放在螺线管的两端，通电后，请同学们观察小磁针的N极指向，从而引导学生判别出通电螺线管的N、S极。

再改变电流的方向，观察小磁针的N极指向有没有变化，从而说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。

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引导学生讨论后，教师板书：通电螺线管两端的极性跟螺线管中电 流的方向有关。当电流的方向变化时，通电螺线管的磁性也发生改变。

教师引导：给螺线管通电，它的周围就会产生磁场。如果要使通电螺线管的磁性增强，应该怎么办呢？ 学生回答：1.可以增大电流的强度；2.加大电源的电压等。

教师对学生的回答做出评价，并提出学生没有提出的答案，即将会铁棒插入螺线管也能增强通电螺线管的磁性。

演示实验：先将小磁针放在螺线管的两端，通电后观察小磁针偏转的程度，再将铁棒插入螺线管，通电后观察小磁针偏转的程度。

我们会看到但插入铁棒后通电螺线管周围的磁性大大增强。为什么插入铁棒后，通电螺线管的磁性会增强呢？原来铁芯插入通电螺线管，铁芯被磁化，也产生磁场，于是，通电螺线管的周围既有电流产生的磁场，又有磁铁产生的磁场，因而磁性大大增强了。

提问：采用什么办法可以很简便地判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系呢？同学们看书、讨论，弄清右手螺旋定则的作用和判定方法。板书：右手螺旋定则

1．作用：可以判定通电螺线管的磁性与电流方向的关系。

2．判定方法：用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。

教师演示具体的判定方法。

练习：如附图所示的几个通电螺线管，用右手螺旋定则判定它们的两极。

可以引导学生分别按上图将导线在铅笔上绕成螺线管，先弄清螺线管 中电流的指向，再用右手螺旋定则判定出两端的极性。

通过以上练习，强调：螺线管的绕制方向不同，螺线管中电流的方向也不同。同学自主学习课本P146的“信息窗”，学习电磁继电器的结构及其原理。

三、板书设计 第二节 电流的磁场 1.奥斯特实验。

（1）通电导体周围存在磁场。

（2）通电导体周围磁场的方向与电流的方向有关。2.通电螺线管的磁场。

（1）通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似。

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（2）右手螺旋定则。(3)电磁铁。

四、教学反思

本节课我先引入磁铁之间相互作用是因为有力的作用，从而使学生能更好的认识奥斯特实验。之后我通过对奥斯特实验的讲述，让学生自己动手进行奥斯特实验，从而揭示电现象和磁现象不是各自孤立的，而是紧密联系的。对于通电线圈具有磁性的原理及其磁性的特点我通过实验将抽象实物形象化，学生能很好的理解，并在此基础上能提出不同的疑问和见解，进而将右手螺旋定则和电磁铁知识融入其中。不足之处是由于受到办学条件的限制，实验的器材比较缺乏，学生实验比较薄弱。

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2.电流和电路导学案 篇二

关键词：微弱电流,测量,PSPICE,仿真

0 引言

nA级别的微弱电流测量在静电研究、材料测试、电力系统在线监测等众多领域具有重要应用[1]。而传统的电流测量仪器,如数字万用表,通常只能测到1μA。为了实现nA级别的电流测量,需要分析元件非理想特性的影响,例如运放的非理想特性。我们选择运放电流反馈法设计电路,改进电路设计并合理确定电路参数,最终实现了1nA的测量精度。

1 电流测量方法

微弱电流测量主要有两种方法,分别是取样电阻法和运算放大器反馈电流法[1]。取样电阻法的缺点是取样电阻会和信号源内阻串联,减小待测电流的数值。而运放反馈电流法测量精度高,对待测电路几乎没有影响,本电路采用此法。

利用运放虚短和虚断的特性,让待测电流全部流经反馈电阻Rf,从而将电流转换成电压测量。

对于理想运放,输入端不取电流,有

根据虚短特性,同相端和反相端之间没有电压降。因此将测量电路串联到待测电路中时,相当于"理想电流表",对待测电路几乎没有影响。这对电流测量非常可贵。

对实际运放,输入偏置电流IB会对待测电流分流;此外因为存在输入失调电压Vos且增益A为有限值,造成反相输入端和同相输入端之间有一定的电势差。实际输出电压和输入量之间的关系为:[2]

因此为了接近理想运放,应该选择IB尽量小,Vos尽量小,A尽量大的运放。这是实现微小电流精确测量的关键。此外,实际电路还需要考虑Rf的噪声、电源噪声等。以下分别进行讨论。

2 非理想特性,电路具体化

2.1 运放选择

J-FET输入放大器具有高输入阻抗、低偏置电流的优点。而和J-FET输入放大器相比,新型CMOS输入放大器可以提供更小的输入偏置电流。AD8603是采用CMOS技术的微功耗精密输入/输出运放[3],具有极低的输入偏置电流和输入失调电流,以及极低的输入失调电压。这些特性让它很符合本电路的需要。其各主要参数如下:

Vs=5V,T=25度

输入偏置电流IB 0.2pA

输入失调电流Ios 0.1pA

输入失调电压Vos 40μV

开环增益Avo 120dB

共模抑制比CMRR 100dB

2.2 反馈电阻的影响

过小的Rf会造成I-V转换的电压值过小,容易受环境噪声的干扰。过大的Rf会造成较大的热电压噪声,选择和测量也很困难。一般Rf的取值范围为MΩ～GΩ,我们经过实验调试,选取Rf的最大值为20MΩ。

2.3 电压放大和跟随,精密电压基准芯片

对于1nA的输入电流,经过Rf=20MΩ的I-V转换之后的输出电压为20mV。这个电压还需要进一步放大才能满足后续处理如滤波和A/D转换的需要。我们在第一级I-V转换后进行两级电压放大。实验证明放大倍数为10倍时信噪比最高。经过电压放大之后1nA电流转换为2V电压,可以方便地进行后续处理。

在两级电压放大之间增加一级电压跟随。主要作用是隔离前后级的影响,避免后级大信号电路干扰前级的微弱信号转换电路,提高信噪比。跟随运放的输出端增加低通滤波,抑制噪声。

另外,电源噪声会造成信号参考电压不稳定,特别是对信号非常微弱的输入级影响很大。使用精密电压基准芯片:输出电压为5 V的MAX6250和2.5 V的MAX6225[4]为各运放提供精密参考电压。各运放的电源端连接+5V和地,而同相端连接2.5V。运放输入和输出信号的参考电平是同相端,因此相对于输入输出信号,电源电压为±2.5V。此外为了抑制电源噪声,在运放的电源端增加滤波电容。

2.4 电路全貌

经过以上的改进后,电路全貌如图2所示。

第一个运放完成I-V转换;第二、第四个运放进行电压放大;第三个运放作用是电压跟随。

3 PSPICE仿真

3.1 简介

PSPICE是优秀的电路模拟仿真软件。它以图形方式输入,模拟和计算电路,生成图表。主要功能为直流分析、交流分析、噪声分析等。本电路使用PSPICE 9.2版仿真,目的是验证电路的正确性,合理选择电路参数,确定测量范围。

3.2 仿真步骤

3.2.1 输入原理图

进入Capture,新建项目,放置元器件、连线、电源,绘制原理图。其中AD8603的PSPICE模型需要从ADI公司网站下载。绘制的电路图如图3所示。仅仿真输入级,因为这是测量电路的核心部分,而后面跟随和放大级原理简单,此处不参与仿真。

3.2.2 设置元件参数

设置Vcc、Rf等参数的值。Vcc=±2.5V,反馈电阻Rf=20M.R2/R1=20.

3.2.3 运行仿真

进行直流扫描,输入电流Ii为0.1～1.2n A,输出电压曲线如图4所示。

图4 PSPICE仿真输出电压曲线(参见右栏)

3.2.4 仿真结果分析

由图可见,I-V曲线线性度非常好。图中曲线斜率为负,因为电路的输入接在反相端。

根据式(2),Ii=0时,Vo=Vos+IBRf。截取Ii=0A时的Vo数据可知:Vos+IBRf=0.0125m V=-11.66μV。考虑到IB约为0.2 pA,Rf=1 M,代入得IBRf=0.2μV.因此Vos=11.4~11.8μV。进一步考虑到AD8603,放大倍数A=120d B=106,而输入级I-V转换后Vo在10～100m V范围,Vo/A最大值为0.1μV<

待测电流较小时,Ii Rf和Vos相当,因此误差较大。而Ii较大时误差较小。设可接受的最大误差为1%,有Vos/(Ii Rf)=1%,取Rf=20M,得Ii=0.1n A.因此对0.1n A及以上的输入电流,可以获得误差不超过1%的测量精度。

仿真结果表明,10M、100M的电阻同样可以进行I-V转换。但实际情况下大电阻的热噪声、稳定性差、一致性差等因素不可避免被放大。本电路经过实验调试采用20M及以下的反馈电阻。本电路最大取反馈电阻Rf=20M,可以实现最低0.1nA级别的电流测量,此时误差不超过1%。通过更换较小的Rf,可以实现大于0.1nA电流的测量。

4 PCB设计过程

经过确定封装、载入网表、布局布线等步骤,完成PCB版图设计。其中AD8603没有现成的封装库,需要根据datasheet手工绘制封装。

PCB设计过程中需要注意以下几点:按照原理图进行布局,以便对照安放元件;各连接线尽量短,尤其是输入线;电源地和信号地分开;电源线和地线尽量粗;电路中除了最后一级输出Vout以外,另外增加若干圆型的中间级信号测试点和方形的电源电压测试点,方便调试。

版图如图5所示:

图中四个为AD8603在电路上部一字排开。由于空间拥挤只标注了第二和第四个。整个电路尺寸为6.5cm×4.0cm。制作PCB、器件安装完毕后,安装金属壳屏蔽。

5 结论

本文介绍了一种微弱电流测量电路的设计过程。我们选择具有极低输入偏置电流和失调电压的运放,合理选择反馈电阻的数值,增加多级放大与电压跟随级。仿真结果表明本电路测量精度为1nA,达到了设计目标。

参考文献

[1]于海洋,袁瑞铭,王长瑞,等.微电流测量方法评述[J].华北电力技术,2006,(11):51-54.

[2]周红,夏勇,苏建坡,等.电分析仪器中的微弱电流测量[J].分析仪器,2000,(2):20-23.

[3]Analog Device.Precision Micropower,Low Noise CMOS Rail-to-Rail Input/Output Operational Amplifiers AD8603/AD8607/AD8609[DB/OL].2008http://cn.ic-on-line.cn/iol_LOW-NOISE/classified/LOW-NOISE.htm

3.学案导学和学生一起成长 篇三

一、精心设计学案，为有序的教学奠基

在初四英语话题复习模式研讨中，我曾执教了区级公开课----《单元话题复习》，体现出话题复习的课前预习导学案的重要性，它不仅培养了学生的自主学习能力，而且也制约着我们上课的效果。也就是说我们需要把大量的知识输入放在课前进行。以第四章的教学为例，基础课的预习方案一般设计为五项作业。第一项是把本章的重点词汇及常用短语在听力材料中标出，并朗读、翻译该句。实现了在语境中复习单词和听力材料。第二项是在听力材料中找出有关本话题的n个特殊疑问句，列举出来，并给出答语。这是话题句的呈现、记忆、运用，同时疑问句也为补全对话，答语为书面表达做准备。第三项熟读并翻译本章的交际用语，分析本章的功能，分析对应的中考真题，也为补全对话服务。实现了在语境中复习话题和功能句。第四项是课本短文的复习，大多采用多项填空，进行了知识的迁移。第五项是难点的复习，大多给出课文中的难句子，让学生分析、理解。学生通过自学及合作学习围绕话题再次对基础知识进行了梳理、理解、记忆。为课上的综合训练做好了语言上的准备。

为了让学生学好一节课，根据学生的认识规律，教师将知识点进行分析、组合、设计成不同层次的问题，使学生在知识学习上形成明确的学习思路。例如，我设计的七年级下Unit 1《Can you come to my party?》SectionA的学案中的【课前准备】环节，共分为四个层次：I. 在朋友的晚会上，你打算出什么节目？请回忆所学过的动词及短语。（包括音乐、体育、美术等方面）

I like English. I can sing English songs. I can dance. I can play the guitar……

II. 列举出你的一些课外活动。

play the guitar _________ _________ _________ __________ _____

III. 你能猜出下面活动的汉语意思吗？借助手中的词典或p70的词汇表，试一试，译一译：

go to the doctor ____________have a piano lesson______________

help my parents ____________visit my aunt ___________________

study for a test _____________ go to my guitar lesson____________

have too much homework____________ another time ____________

IV. 想一想：如果你的朋友周六举行一个party, 根据你的日常安排，你愿意去该如何表达？尝试着写一写___________________________________

若不能去，又该如何拒绝呢？

这个学案，针对重、难点，创设一些启发性问题，引导学生通过独立思考、两两合作、小组合作、探究等学习方式，在做事情的过程中，体验、感悟、掌握、运用所学，突破重、难点，达成学习目标。

二、教师的引导，让学生学的更深入

采用学案导学教学模式后，由于学生的课前自主学习比较充分，所以，课堂上我不必再像以往一样担心学生“冷场”自己不知如何引导，我所做的是更多地关注对学生的学习方法的指导，以及引导学生往纵深方向思考。例如，在学习七年级下Unit 1《Can you come to my party?》SectionA (1a—2c)时，通过学生完成【课前准备】部分，在课堂内，我便以“Can you …?”为知识线索，运用Flash动画创设真实的语言环境，将教材中的1b和2a/2b两个听力材料合成一个完整的故事情节，让学生整体感知有礼貌邀请他人，有礼貌接受邀请以及有礼貌拒绝邀请并能够说明理由。针对重、难点，创设一些启发性问题，引导学生通过独立思考、两两合作、小组合作、探究等学习方式，在做事情的过程中，体验、感悟、掌握、运用所学，突破重、难点，达成学习目标。在学案中的【学习过程】环节，我创设了以下问题如：

1.通过和同伴的探讨，现在能理解“Can you do…?”的意思了吗？ ___________________________________

2.听录音，听对话中出现了______ 次“Can you …?”

这就使学生在学生在学习过程中有所思，有所想，有所学，有所得，能真正参与、体验学习过程，真正做到以学生的“学”为核心，凸显其学习的主体地位。让自主合作探究的学习方式更为实效了。

三、学案导学，让师生一起成长

回首与学案导学相伴的日子，不管是我还是学生们，都感到无比的欣慰，心中也充满了自豪——学案导学，让师生都得到了成长。

（一）、学生的成长令教师感到欣喜

1、通过学案导学，学生学会了主动学习。

在采用学案导学教学模式后，学生深切地感受到了自己是学习的主人，体验到自主学习带来的成就感，他们对学习的主动性、积极性达到了前所未有的高度。

2、通过学案导学，学生学会了如何学习。

经过一段时间的锻炼，学生知道了，要解决教师设计的问题不看书不行，看书不看详细也不行，光看书不思考不行，思考不深不透也不行。在学案导学中，学生学会了从教师设计的问题中找到解决问题的方法，学会了看书，学会了自学，也学会了与他人合作探究学习。

此外，学生在自主合作探究学习中，也获得语言表达能力、组织能力、思辩能力等各方面能力的发展。看到学生的长足进步，我感到十分欣喜。

（二）、教师自身的成长让我们备受鼓舞

1、通过学案导学，教师学会了如何更好的挖掘教材。

经常听市、区教研员在评课时讲课堂结构的整体性，如何将授课思路以一条线的形式展示出来等等，一直以来，我都在思考和琢磨着这些问题，自己也尝试着去突破，可每每总是以失败而告终。在2009年10月，通过参加市教研室组织编写的学案式教学辅导系列丛书----《同步学习》,感觉这学案里的内涵太多了，使我自身的教学理念又一次得到升华，尤其是我们一起讨论的过程。书中的“观察与思考”栏目，对学生的自学和自主探究发挥了许多作用，让学生通过查找，把语法知识进行了整理和梳理，教师不用在课堂上一一，反复讲解。还有一些语言点的反复呈现，在编写时，我还真没想到这一环节的巧妙之处，而真正应用起来，体会到：我们在备课，编写学案时，对每一节课的知识目标的处理一定要达到让学生感知，认知，应用。着实下了一番功夫后，运用到实际教学中，确实是对我们的教学是一种引领。

2、通过学案导学，教师提高了教学机智，课堂变得更加丰富多彩。

采用学案导学模式后，学生课前准备比较充分，我对教学流程早已了然于心，心中少了许多的顾虑，自然就有更多的精力关注提高自身教学机智的问题了。我在课堂上，已经能有意识地倾听学生的发言，并迅速作出判断，给予学生恰当的评价、指导了。当我发现，学案导学让我在以上两方面收获很大时，真的是备受鼓舞，因为这两点进步使我向自已心目中的优秀教师又前进了一步！

4.电流和电路教学反思 篇四

八年级物理学科

这节反思是根据自己上了的这节课与梁老师上的这节课后对比进行的反思。首先是对于电路入门课的引入，我和梁老师都采用了最贴近实际生活的的方法引入新课，从谈谈灯要发亮需要什么条件入手来引入新课。

其次是对于重难点的处理：

1、电流的形成梁老师用课件来展示电流的形成过程，让电流这个抽象的知识变的形象化。非常有助于学生对电流形成过程的理解。

而我在教学中就没有做到这一点。用单纯的讲解的方式，我发现老师的语速放慢，和学生的思维合拍的时候学生也是可以能听懂的，当然，效果是大大地不如用课件。

2、电流的方向

我调整了教学顺序，在讲完电路以及电路图后再介绍电源外部电流，这样还可以及时地设置相应的练习，例如：指出电路中电流的方向以及标出电路中电流方向的习题等。

3、电路中元件的作用

我认为从能量的角度来理解电路中组成部分的作用较好。学生会感到识是互相联系的，而且用已有的知识来认识新知识会让人有一种成就感。

4、电路图的教学

5.电流和电路教学反思 篇五

电流与电路是电学的入门，从电路的基本构成实物连接开始，让学生自己动手利用小灯泡(小电机)、电池、开关、导线进行连接，让小灯泡或小电机工作起来，从而激发学生的兴趣。让学生通过自己动手和小组合作的过程不知不觉中掌握电路的基本构成。让学生自己说出在使小灯泡亮起来(或小电机转起来)的过程中都用了哪些器材，再通过教师的引导把这些器材进行分类，并说明这些器材在电路中的作用。结合生活实际说出在生活中都哪些电器元件属于电源、用电器、开关或导线，帮助学生把所学到的物理知识和生活实际联系起来，本节课的第一个重点完成。介绍各元件对应的符号，教会学生如何画电路图，强调画线时要横平竖直;连接相交的要加点;电源、开关、导线、用电器这四个基本的元件缺一不可。

电流的感念比较抽象，讲解时学要用形象的身边的事例类比电流，(如水流)。这样学生才能理解电流，掌握电流。实验室新买了一些发光二极管，利用的特性，验证电流的方向：从电源的正极出发，经过用电器，到电源的负极。

6.电流和电路导学案 篇六

有源电力滤波器APF(Active Power Filter)作为解决谐波问题的有效途径,优于无源电力滤波器,进行补偿时需要实时检测出负载的谐波和无功电流[1,2,3,4,5,6]。

用于单相电路谐波电流检测的方法有很多[7,8,9,10,11,12,13,14,15],其中利用正弦函数的正交特性来进行谐波电流检测的方法称为基波电流分离法。当存在锁相环相位检测误差及电压畸变时,基波电流分离法不能准确检测谐波和无功电流。在分析检测误差的基础上提出新的检测方法,消除了锁相环相位检测误差和电压畸变带来的影响,实现了畸变电压下无锁相环的谐波和无功电流的综合检测。把该方法应用于APF中对谐波和无功电流进行综合补偿,并通过仿真验证。

1 基波电流分离法谐波电流检测原理

以电源电压相位为参考相位,利用傅里叶级数,畸变电流可以用基波电流和谐波电流表示:

其中,φ1为基波电流相位角,电流基波部分可以表示为

它由基波有功电流和基波无功电流组成,基波有功电流与电源电压同相位,基波无功电流与电源电压相位相差90°,则总的畸变电流可以表示为

ic(t)为无功电流和谐波电流总和,根据正、余弦函数的正交性,在1个工频周期T内有

由该方式得到谐波电流的方法称为基波电流分离法,原理框图如图1所示。此处把通过锁相环(PLL)得到用于变换的正、余弦函数称为基波电压参考矢量。该方法通过乘法器、积分器等实现谐波电流的检测,结构简单,适用于单相电路,该方法所用积分器是为了得到基波有功电流幅值,把输入积分器的信号通过低通滤波器,理想情况下也能得到相同的结果。图中的Δip是用于调整APF直流侧电压而加入的有功调整量。

2 畸变电压下谐波和无功电流检测方法

2.1 消除PLL检测误差影响的谐波无功综合检测方法

从图1检测原理可知,锁相环的环节至关重要,它得到与电源电压同频率、同相位的单位正弦、余弦量。当锁相环检测环节出现误差时,可能出现频率误差和相位误差。当频率误差不大时,由它引起的检测误差可以忽略。

当锁相环出现相位误差时,得到的正弦、余弦量与基波电压参考矢量间有相位误差;当电源电压发生畸变时,理想情况是利用电压基波正序参考量进行变换,进入锁相环的信号为畸变的电压信号,使得检测得到的参考量与基波电压参考矢量间有相位误差。这2种情况下的相位误差可视为同一类型的误差,设该相位误差为θ,在该误差下式(3)有功、无功电流幅值的检测为

上式表明当存在相位误差时,通过以上方式分别检测有功电流幅值和无功电流幅值有一定的误差,但带有误差的有功电流幅值和无功电流幅值之和为基波电流,不受相位误差影响,从而可准确检测出谐波电流。

由于直流侧电压需要保持恒定,用于保持直流侧电压恒定的有功电流调整量Δip直接加入基波有功电流幅值中,带有误差θ的有功电流幅值会影响直流侧电压的调整,严重时有可能引起直流侧电压调整失败。

结论1:锁相环相位检测误差θ不影响谐波电流的检测,但对APF直流侧电压的调整有影响,严重时甚至引起电压调整失败;由于θ会影响无功电流的检测,从而会带来谐波和无功电流的综合检测误差。

谐波和无功电流的综合检测可以通过基波有功电流的检测来实现,由式(4)得:

可见,式(5)中两式相加即得Ifp。

当需要进行谐波和无功电流的综合检测时,为消除锁相环检测误差的影响,在基波电流分离法的基础上进行改进,如图2所示,通过改进方式可以得到基波有功电流,且直流侧电压的调整不受锁相环检测误差的影响。改进方式不需要用锁相环跟踪电源电压频率相位,而以工频、任意指定相角ψ产生单位正弦、余弦量,图中正、余弦发生电路产生工频、相角为ψ的正弦量sin(ωt+ψ)和余弦量cos(ωt+ψ),可以采用单位化的方式得到电源电压单位矢量。单位化方式即通过检测电源电压的幅值,以总电压与幅值之比来表示电源电压单位矢量。

结论2:改进的基波电流分离法可省去锁相环,实现谐波和无功电流的综合检测从而避免锁相环检测误差的影响。但当电源电压发生畸变时,电源电压的畸变对APF直流侧电容电压的调整和谐波无功电流的检测仍有影响。

2.2 消除电压畸变影响的谐波无功综合检测方法

从结论1、2可看出,仅检测谐波电流时,电源电压的畸变和锁相环检测误差对谐波检测无影响,但对APF直流侧电容电压的调整有影响;当进行谐波和无功电流的综合检测时,采用改进的方案,可以消除锁相环检测误差对检测电流的影响,但不能消除畸变的电源电压对检测结果的影响。

进一步考虑消除电压畸变的影响,以感性负载为例,电流为感性滞后电流,基波电流滞后基波电压的角度为φ=arctan(Ifq/Ifp)。以下两式相加即为Ifq,可分离出基波无功电流幅值。

由基波有功、无功电流幅值得到基波电流滞后电源电压的角度(称为功率角),可分离出基波有功电流分量,从而得到谐波和无功电流,如图3所示。

结论3:同时检测单相电路的谐波和无功电流时,提取功率角的改进方式能完全消除畸变电压对谐波和无功电流检测的影响。

3 仿真验证

把以上检测方法用于APF,建立仿真系统对单相负载的谐波和无功电流进行综合补偿,取单相负载为iL=10 sin(ωt-30°)+5 sin(3ωt+15°)+sin(7ωt+10°),系统电压为us=380 sinωt。APF主电路为IGBT和续流二极管组成的两桥臂变流器,照图3的原理进行指令电流检测,采用三角载波控制产生补偿电流,载波频率为10 k Hz,APF直流侧电压Udc=500 V,直流侧电容Cdc=0.01 F,补偿电感Lc=0.01 H,采用基波电流分离原理得到基波电流,当相位误差为90°时,改进前后的电流及直流侧电压仿真波形见图4~7。

把与电压同频率同相位且幅值为1的正弦函数称为电压单位矢量,与电流同频率同相位且幅值为1的正弦函数称为电流单位矢量,电源电压(虚线)和负载基波电流(实线)的单位矢量波形如图8所示。

比较改进前后的波形图,锁相环检测误差的存在使得谐波无功电流的检测出现误差,该误差还引起直流侧电压的不理想调整,APF不能进行有效的补偿;改进后的检测电路不受锁相环相位检测误差的影响,能准确检测出基波有功电流,从而实现谐波和无功电流的检测。

电压发生畸变时,设us=380 sinωt+38 sin(3ωt+20°)+40 sin(5ωt+15°),采用提取功率角的改进系统得到的波形如图9所示。

由图9可知,改进的系统能克服电压畸变和锁相环检测带来的误差,准确检测出负载电流的基波有功分量,实现谐波无功的综合补偿。改进系统可省去锁相环,直接以工频、任意相角产生正、余弦函数得到基波电压参考矢量。

4 结论

通过分析锁相环检测误差和电压畸变对单相电路谐波和无功电流检测的影响,对基波电流分离法进行改进,采用无锁相环、提取功率角的方式,实现畸变电压下单相电路谐波和无功电流的综合检测。该方法应用于有源电力滤波器能实现谐波和无功的综合补偿,通过仿真系统进行了验证。

7.高一化学导学案编制和使用心得 篇七

【关键词】高效课堂；导学案；学生的积极性；能力提升

“10+30”高效课堂模式已经在我校开展了两年，编写和使用导学案也已经二年了。导学案是针对学生学习而编写的一种学习方案。从学生的角度帮助并促进他们自学。导学案的组成包括：学习目标，学法指导，学习重、难点，预习案，课内探究案，当堂检测（难度呈阶梯式训练题）我的收获及我还存在的疑惑等。经过两年的不断尝试与探索，备课组对导学案的编写形成了一套比较成熟的固定模式。下面我就讲我们高一化学备课组编制和使用导学案的情况以及在使用过程中的一些思考做一简要的汇报。

一、导学案的编写流程

高一化学备课组共六人，每人都有备课任务，每一个合格的导学案先由备课组集体讨论该章节的编排思路、题量、内容，然后由负责该章节的老师按照集体讨论的结果编制，初稿再由备课组讨论修改后，负责的老师再完善，备课组成员再审核，确认通过后才投入使用。导学案使得教师不再是照本宣科的讲教材，而是根据教材提供的知识，考虑学生的实际，按照由易到难或者其他的逻辑顺序提出问题，这样易被学生接受。

二、导学案的使用——学生如何使用导学案

①课前必须按要求去自主学习，才能保证课上充分的互动。 ②课上互学、高效利用：课堂交流离不开导学案、 课堂展示离不开导学案、 课堂生成离不开导学案 、 课堂引导、点拨离不开导学案。③导学案检查、及时到位，课下必须依据教师点拨，课堂互动成果修订导学案，要在导学案后的空白处写后记。每隔一段时间，将“导学案”进行归类整理，装订成册。

三、收获

（1）导学案拉近了师生之间的距离，让学生有了成就感，培养了他们的自信心，师生关系变得融洽。在课堂上，教师要积极营造思考和平等对话的良好平台，教师不再专制，学生不再盲从，师生之间形成双向影响、交互作用，真正使师生都成为共同学习、共同生活的主人。教育活动内容可由师生共同确定，共同感受，共同研究、分析、讨论；教育形式由师生民主协商选择，从而高效率地完成共同的活动任务，达到教育的目的。同时教师要辩证地对待一些事情，对于学生合理的说法、做法，要给予充分地肯定，尊重他们的想法、看法，如果他们有着不合理的一些想法，也要及时、正确地加以引导。课堂上，不再是教师提问题，学生回答。而是学生尽可能的展示自己，抢答或是提问或是讨论，尽最大可能发挥学生的主管能动性。

（2）导学案在培养学生良好的学习习惯方面帮助很大。例如在探究新知这个环节里，学生在教师指导下先阅读课本相关内容，同时把重点用红笔勾画出来，然后合上课本，凭自己对新知识的理解填写导学案，如有疑问的，再打开课本或者小组内交流意见，这样不仅培养了他们自学的能力，而且小组内的交流会刺激他们“比、学、赶、帮、超”的欲望，容易形成一个良好的学习风气。

（3）“10+30”高效课堂模式在我校实施以来，受到老师和学生的欢迎。在2013年的冬季学业水平测试中，化学成绩名列全市前茅。

四、思索

（1）导学案必须贴合学生实际，严格控制难度，保证质量，真正达到课堂上的“高效”。 我们在过去一年所编写的导学案中有一部分问题设计的难度偏大，知识点考查也比较综合，以致于学生的完成的质量不高。三个方面的因素提醒我们应注意探究问题的难度控制：一是教材的难度本身并不太大，如果设置的问题的难度高于教材太多，学生读教材不能完成导学案，自然也就不愿意再去读教材了：二是处于高一高二这样的学段尤其是高一，学生未适应高中的教学难度，有些问题可以在高三复习中再学习；三是我校高效课堂”模式刚刚起步，学生主动探究问题的能力还没有得到很好的锻炼，应注意保护学生探究的积极性和自信心。

（2）导学案要注意题量。由于课堂时间有限，学生课业负担重，导学案容量适中，不能太多，做到“堂堂清”，“不欠帐”。

（3）探究点的问题一定要注意层次性。为满足不同层次的学生的需求，要对所选取的探究问题进行必要的分注，A、B、C层的学生应分别完成哪些相应的探究问题，要使得特优生从导学案的设计中感到挑战，优生受到鼓励，待优生也能尝到成功的喜悦，让每个学生都学有所思，思有所获，既调动了学生的积极性又提升了自信心。

（4）用“导学案”进行课堂教学时，要努力做到“五放手”：新知识放手让学生主动探索；重点和疑点放手让学生讨论；提出问题放手让学生思考解答；结论或规律放手让学生概括；知识结构体系放手让学生构建。上课时教师要让学生打开预先发下的导学案，明确本节课要实现学习目标，根据导学案上老师的学法指导让学生先自己去读书、思考，去完成学习目标中的要求。教师一定要巡视指导，对学生有争议的答案可倾听学生自己的解释，一定要熟记于心，在讲课时解决。这两个学生自主学习的环节应该占去课堂教学一半多的时间。这个过程要发现学生在学习中存在的问题，包括学生的学习方式、学习习惯、思维方式、思维习惯、明显的学习障碍、学习的薄弱环节等等，以使引导能有的放矢，切中要害。最后教师就学生的问题及本堂课出现的问题精讲、点拨、解疑释惑，师生集体交流，学生归纳总结。对于难度较大的问题，要抓住要害，讲清思路，明晰事理，重点展示解题的思维过程，由个别问题上升到一般规律，以起到触类旁通的教学效果，使学生在教师指导下归纳出新旧知识点之间的内在联系，构建知识网络，从而培养学生的分析能力和综合能力。

（5）我的疑惑。在一年的“高效课堂”实施中，我们发现很少有学生填写“我的疑惑”，很明显这一版块的设计没有体现出它应有的功能，也不能为教师的教学提供明晰的线索。为了鼓励更多的学生填写“我的疑惑”，教师在“导学案”的评价中，可以考虑对这一版块的测重考评，即对于哪些提出特别有价值的问题的学生要给予表扬并提高“导学案”评价的等次。

（6）小结。课时小结应由学生自主完成。

总之，我们要坚定新课改的信心，以导学案为载体，积极贯彻高效课堂模式，使学生的身心达到更好的提升和发展，为他们今后的学习奠定坚实的基础。

8.中考物理专题-电流和电路 篇八

★知识点1：两种电荷

1.有甲、乙、丙三个带电体，甲物体吸引乙物体，乙物体排斥丙物体。如果丙物体带正电，则甲物体带

___

电。

2.加油站加油时经常能闻到一股汽油味，这是汽油发生了_________（填物态变化名称），加油时尽量不要整理头发或衣服，因为摩擦可能产生

______发生电火花引发着火。

3.现有A、B、C三个轻质小球，已知A带负电，A和B互相吸引，C和A互相排斥，则下列说法正确的是（）

A．B一定带正电，C带负电

B．B可能不带电，C带负电

C．B可能带正电，C带正电

D．B可能不带电，C带正电

4.下列物品中，通常情况下属于导体的是（）

A．玻璃瓶

B．橡皮擦

C．钢尺

D．塑料笔杆

5.“悟空”号卫星上的计算机被太空中带正电的某些粒子击中，导致

“死机”，在遥控指令下，计算机重新启动，卫星恢复正常.带正电的粒子可能是（）

A.原子核

质子

B.原子核

中子

C.电子

原子核

D.电子

质子

6.用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球（如图所示），发现验电器的两个金属箔片张开。以下说法正确的是（）

A．毛皮和橡胶棒摩擦的过程中创造了电子

B．毛皮和橡胶棒摩擦的过程中橡胶棒得到电子

C．验电器的金属箔片张开是因为带了异种电荷

D．橡胶棒接触验电器的金属球时，电子向橡胶棒转移

7.甲、乙、丙三个轻质小球，已知甲带正电，甲与乙相互排斥，甲与丙相互吸引，则（）

A．乙带正电，丙一定带正电

B．乙带正电，丙可能不带电

C．乙带负电，丙一定带负电

D．乙带负电，丙可能带负电

8.如图5所示，金属球使小芳带电，则小芳（）

A．得到电子

B．失去电子

C．得到原子核

D．相互排斥的头发上带同种电荷

9.甲、乙、丙三个轻质小球用绝缘细绳悬挂，相互作用情况如图所示，如果丙带正电荷，则甲（）

A．一定带正电荷

B．一定带负电荷

C．可能带负电荷

D．可能带正电荷

★知识点2：电路

1.现代社会倡导文明出行，小华同学对十字路口的人行横道的红绿交通信号灯进行了观察，画出了如图所示的控制人行红绿灯的电路图。你认为可行的是（）

2.小明家所在的小区安装了自动售水机。售水机既可以通过刷卡闭合“感应开关”，接通供水电机取水，也可以通过投币闭合“投币开关”，接通供水电机取水；光线较暗时“光控开关”自动闭合，接通灯泡提供照明。以下简化电路符合要求的是（）

A．

B．C．D．

3.家庭常用的电吹风既能吹冷风又能吹热风。下列电路中最符合电吹风工作要求的是（）

A．B．C．D．

4.指纹锁是一种集光学、电子计算机、精密机械等多项技术于一体的高科技产品，它的“钥匙”是特定人的指纹（S1）、磁卡（S2）或应急钥匙（S3），三者都可以单独使电动机M工作而打开门锁。下列电路设计符合要求的是（）

A．

B．C．D．

5.在探究串联电路电压特点的实验中，小红按图正确连接好电路，闭合开关后发现两电压表指针偏转角度相同。为寻找电路故障，小红用一根检测导线分别并联在灯L1或L2的两端，发现两电压表指针所指位置没有任何变化。由此可以推断（）

A．L1一定短路

B．L2

一定断路

C．L1短路，同时L2断路

D．检测导线一定断路

6.在图中虚线框内填入电池和电流表的符号，使电路成为并联电路。

7.请将如图所示元件连接成电路，使两灯并联，开关同时控制两灯，要求最多只能用五根导线。

★知识点3：电流

1.电流表内部电阻很小，当电流表______联接入电路中时，电路的总电阻和电流的变化可以忽略。但是，电流表的接入使电路有所变化，测量是有误差的，由此引起电流的测量值比真实值略______（填“大”或“小”）。

2.花灯初上，路灯的连接方式是______联；回到家中，按下开关，电灯亮了，开关与电灯的连接方式是______联。

3.如图所示，用一个带负电的物体a去接触不带电的验电器的金属球b时，金属球b也带上了负电，下列说法正确的是（）

A．a上的一些电子转移到b上，瞬时电流方向b→a

B．b上的一些电子转移到a上，瞬时电流方向a→b

C．b上的一些电原子核转移到a上，瞬时电流方向b→a

D．a上的一些原子核转移到b上，瞬时电流方向a→b

4.带有烘干功能的滚筒洗衣机，要求洗衣和烘干均能独立进行，下列电路设计符合要求的是（）

5.在“连接串联电路”实验中，实验电路如阁所示。

（1）在连接电路时，开关应该处于

状态。

（2）连接好电路后闭合开关S，小慧发现L1、L2两只灯泡都不亮，她用手按一下灯泡L1，L1、L2仍然都不亮，按一下灯泡L2，两灯都亮，松开手两灯又不亮，则故障可能是

。（选填“L1灯丝断了”、“L2灯丝断了”、“L1短路”或“L2与灯座接触不良”）

（3）排除故障后，闭合开关两灯同时亮，断开开关两灯同时灭；将开关S换接到L1和L2之间、L1和电池负极之间，观察到同样的现象。这样操作的目的是探究。

6.在某次电学实验中，已知所使用的双量程电流表能够满足实验的测量要求。在不能事先估计电流的情况下，为了避免损坏电流表，且又能较准确地测出电路中的电流，常常通过“试触”来确定电流表的量程。

（1）假如先选用电流表的小量程：闭合开关然后迅速断开，同时观察开关闭合瞬间电流表的指针偏转情况，若指针_____________，则换用电流表的大量程；

（2）假如先选用电流表的大量程：闭合开关然后迅速断开，同时观察开关闭合瞬间电流表的指针偏转情况，若指针_______________，则换用电流表的小量程。

参考答案

★知识点1：两种电荷

1.有甲、乙、丙三个带电体，甲物体吸引乙物体，乙物体排斥丙物体。如果丙物体带正电，则甲物体带

负

电。

2.加油站加油时经常能闻到一股汽油味，这是汽油发生了

汽化

（填物态变化名称），加油时尽量不要整理头发或衣服，因为摩擦可能产生

静电

发生电火花引发着火。

3.现有A、B、C三个轻质小球，已知A带负电，A和B互相吸引，C和A互相排斥，则下列说法正确的是(B)

A．B一定带正电，C带负电

B．B可能不带电，C带负电

C．B可能带正电，C带正电

D．B可能不带电，C带正电

4.下列物品中，通常情况下属于导体的是(C)

A．玻璃瓶

B．橡皮擦

C．钢尺

D．塑料笔杆

5.“悟空”号卫星上的计算机被太空中带正电的某些粒子击中，导致

“死机”，在遥控指令下，计算机重新启动，卫星恢复正常.带正电的粒子可能是（A）

A.原子核

质子

B.原子核

中子

C.电子

原子核

D.电子

质子

6.用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球（如图所示），发现验电器的两个金属箔片张开。以下说法正确的是（B）

A．毛皮和橡胶棒摩擦的过程中创造了电子

B．毛皮和橡胶棒摩擦的过程中橡胶棒得到电子

C．验电器的金属箔片张开是因为带了异种电荷

D．橡胶棒接触验电器的金属球时，电子向橡胶棒转移

7.甲、乙、丙三个轻质小球，已知甲带正电，甲与乙相互排斥，甲与丙相互吸引，则（B）

A．乙带正电，丙一定带正电

B．乙带正电，丙可能不带电

C．乙带负电，丙一定带负电

D．乙带负电，丙可能带负电

8.如图5所示，金属球使小芳带电，则小芳（D）

A．得到电子

B．失去电子

C．得到原子核

D．相互排斥的头发上带同种电荷

9.甲、乙、丙三个轻质小球用绝缘细绳悬挂，相互作用情况如图所示，如果丙带正电荷，则甲（C）

A．一定带正电荷

B．一定带负电荷

C．可能带负电荷

D．可能带正电荷

★知识点2：电路

1.现代社会倡导文明出行，小华同学对十字路口的人行横道的红绿交通信号灯进行了观察，画出了如图所示的控制人行红绿灯的电路图。你认为可行的是（B）

2.小明家所在的小区安装了自动售水机。售水机既可以通过刷卡闭合“感应开关”，接通供水电机取水，也可以通过投币闭合“投币开关”，接通供水电机取水；光线较暗时“光控开关”自动闭合，接通灯泡提供照明。以下简化电路符合要求的是（A）

A．

B．C．D．

3.家庭常用的电吹风既能吹冷风又能吹热风。下列电路中最符合电吹风工作要求的是（A）

A．B．C．D．

4.指纹锁是一种集光学、电子计算机、精密机械等多项技术于一体的高科技产品，它的“钥匙”是特定人的指纹（S1）、磁卡（S2）或应急钥匙（S3），三者都可以单独使电动机M工作而打开门锁。下列电路设计符合要求的是（B）

A．

B．C．D．

5.在探究串联电路电压特点的实验中，小红按图正确连接好电路，闭合开关后发现两电压表指针偏转角度相同。为寻找电路故障，小红用一根检测导线分别并联在灯L1或L2的两端，发现两电压表指针所指位置没有任何变化。由此可以推断（D）

A．L1一定短路

B．L2

一定断路

C．L1短路，同时L2断路

D．检测导线一定断路

6.在图中虚线框内填入电池和电流表的符号，使电路成为并联电路。

【答案】

7.请将如图所示元件连接成电路，使两灯并联，开关同时控制两灯，要求最多只能用五根导线。

【答案】

★知识点3：电流

1.电流表内部电阻很小，当电流表

串

联接入电路中时，电路的总电阻和电流的变化可以忽略。但是，电流表的接入使电路有所变化，测量是有误差的，由此引起电流的测量值比真实值略

小

（填“大”或“小”）。

2.花灯初上，路灯的连接方式是___并___联；回到家中，按下开关，电灯亮了，开关与电灯的连接方式是__串___联。

3.如图所示，用一个带负电的物体a去接触不带电的验电器的金属球b时，金属球b也带上了负电，下列说法正确的是（A）

A．a上的一些电子转移到b上，瞬时电流方向b→a

B．b上的一些电子转移到a上，瞬时电流方向a→b

C．b上的一些电原子核转移到a上，瞬时电流方向b→a

D．a上的一些原子核转移到b上，瞬时电流方向a→b

4.带有烘干功能的滚筒洗衣机，要求洗衣和烘干均能独立进行，下列电路设计符合要求的是（D）

5.在“连接串联电路”实验中，实验电路如阁所示。

（1）在连接电路时，开关应该处于

状态。

（2）连接好电路后闭合开关S，小慧发现L1、L2两只灯泡都不亮，她用手按一下灯泡L1，L1、L2仍然都不亮，按一下灯泡L2，两灯都亮，松开手两灯又不亮，则故障可能是

。（选填“L1灯丝断了”、“L2灯丝断了”、“L1短路”或“L2与灯座接触不良”）

（3）排除故障后，闭合开关两灯同时亮，断开开关两灯同时灭；将开关S换接到L1和L2之间、L1和电池负极之间，观察到同样的现象。这样操作的目的是探究。

【答案】（1）断开；（2）L2与灯座接触不良；（3）串联电路中开关的作用。

6.在某次电学实验中，已知所使用的双量程电流表能够满足实验的测量要求。在不能事先估计电流的情况下，为了避免损坏电流表，且又能较准确地测出电路中的电流，常常通过“试触”来确定电流表的量程。

（1）假如先选用电流表的小量程：闭合开关然后迅速断开，同时观察开关闭合瞬间电流表的指针偏转情况，若指针_____________，则换用电流表的大量程；

（2）假如先选用电流表的大量程：闭合开关然后迅速断开，同时观察开关闭合瞬间电流表的指针偏转情况，若指针_______________，则换用电流表的小量程。