負(fù)載獲得最大功率的教案

《負(fù)載獲得最大功率》教案劉勇班班：1.引而激發(fā)同/8程

1.復(fù)習(xí)全歐姆定律的公式。I=E/（R+r）2.復(fù)習(xí)上節(jié)學(xué)習(xí)的電阻消耗功率的計(jì)算公式。2*R（先展示一些浪費(fèi)糧食的圖片而后展示一些浪費(fèi)資源的圖片，最后再展示一些浪費(fèi)電能的圖片師問：同學(xué)們，你們從這些圖中發(fā)現(xiàn)了一些怎么樣的共同點(diǎn)呢？學(xué)答：發(fā)現(xiàn)了浪費(fèi)東西，比如資源，糧食、電能。師問我們要怎么樣減小這些浪費(fèi)呢？如何減小電能的浪費(fèi)呢？學(xué)答：節(jié)約糧食，合理利用資源。電能嘛，走時(shí)及得關(guān)燈，關(guān)電腦等等。師問:節(jié)約電能還有其他方法嗎（引導(dǎo)他們回答：我們假設(shè)電源輸出的功率是不變的怎么樣使用浪費(fèi)最小呢？是不是我們的用電器獲得最大功率就行了呢？）師說：好，今天我們就一起來學(xué)習(xí)怎么樣使負(fù)載獲得最大功率。提問：1.電源向外供電時(shí)，最大的供電功率是多少呢？

設(shè)計(jì)意圖主要通過復(fù)習(xí)這兩個(gè)公式后面要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)分析和理論計(jì)算做鋪墊。通過這個(gè)引入導(dǎo)學(xué)生再新課之前思考住他們的注意力，方便后面的教學(xué)。以設(shè)問的方式學(xué)生們

我們的負(fù)載又可以從電源那里獲得多少功率呢？著問題主獲得的最大功率是多少呢？他們發(fā)生在什么情況條件動思考此下呢？抓住生的如何使電源提供最大功率和使負(fù)載獲得最大的功注意力問

率呢？下面我們就一起來尋找些答案吧。/8

邊答的式讓學(xué)生參與學(xué)習(xí)中理解并指出它們的共性。一實(shí)探（

用演示得到如下圖中的I的值最后根據(jù)昨天學(xué)習(xí)的電阻消耗功率公式求出消耗功率P

）

電源輸出最大功率和負(fù)載獲得最大功率的條件在一定的電源下負(fù)載電阻的大小與電源提供的功率有用實(shí)得出無關(guān)系呢？或者說什么條件下電源才能提供最大功率、數(shù)據(jù)通過負(fù)載獲得最大的功率呢？現(xiàn)設(shè)電源電動勢E=5V內(nèi)阻對數(shù)據(jù)進(jìn)行r=3Ω，通過列表計(jì)算和作圖分析不同負(fù)載電阻時(shí)電源的些簡單

提供的功率。E(V)5r(Ω)2R(Ω)012345I(A)2.51.671.251.00.830.71U(V)01.672.533.33.6P(w)02.783.132.82.5根據(jù)表中數(shù)據(jù)，做出圖1.1：圖1.1從表和圖可見，用一定的電源向負(fù)載供電，電流增大，負(fù)載的端電壓就降低。因此電流增大負(fù)載的做功能力不一定增大當(dāng)R=r，負(fù)載的功率最大，當(dāng)然電重強(qiáng)源輸出的功率也最大上述情況下是否有一般性呢？二理推我們從負(fù)載功率的計(jì)算式來推導(dǎo)負(fù)載獲得最大功率的條件：電阻的功率的計(jì)算：

的處理和分析導(dǎo)學(xué)生得到我們想要的結(jié)論學(xué)生明白解決一般物理問題可以有使用這種方法先假設(shè)問題—數(shù)據(jù)論證——得出結(jié)論一分析物理問題的方法。同學(xué)協(xié)作得到這么一組數(shù)據(jù)以培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。在上面進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的猜想之后P=I

*R

得到了結(jié)果，那么是不是/8EErm根據(jù)前面全歐姆定律所學(xué)：I=E/（R+r

確定的這組數(shù)據(jù)沒有特殊呢？我們P=IR=

*R

還不能知道，所以還得進(jìn)行理論的推導(dǎo)步是必須的明實(shí)驗(yàn)猜想是對=

E

2

的。R2Rrr

2=

E

2

2

Rrr

2

Rr=

R=

R

r對于一定的電源，Er都可以看作是恒量，那么只有分母最小，也即是R=r時(shí)，P能達(dá)到最大值。因此，R=r時(shí)，電源輸出最大功率，負(fù)載獲得最大過對這些功率R=r是電源輸出最大功率和負(fù)載獲得最大功率要知識點(diǎn)的條件。電源輸出最大功率（或負(fù)載獲得最大功率）是：E2P==4R4r（重要式）電源與負(fù)載匹配時(shí)，電源內(nèi)阻消耗的功率等于負(fù)載功率，故此時(shí)電路的效率只有50。在強(qiáng)電（如電力配電線路）方面，通常不考慮電源與負(fù)載匹配（效率太低在弱電（如通訊系統(tǒng)、控制線路）方面，較多考慮如何使電源與負(fù)載匹配。延：對于有多個(gè)外阻與電源串聯(lián)的電路R是電源輸出最大功的條件但某個(gè)電阻獲得最大功率的條件卻是該電阻等于電路的其他電阻之和1.2示電路中：/8

的學(xué)生記住這些我們得出的結(jié)論，也是我們的必考點(diǎn)以必須要學(xué)生記住。ax圖1.2

因?yàn)槲宜淌诘膶ο笫荘

R

=

I

Er

*R

高考班以必須對他們要求高一點(diǎn)，=

R

RR1

稍稍提升一點(diǎn)點(diǎn)難度時(shí)練習(xí)的時(shí)=

R2

候難點(diǎn)到考試的時(shí)候就覺考試=

21R2

1

的題很簡單，可以大大增加他們對學(xué)習(xí)的信心。可見，當(dāng)R=R+r時(shí)，P

最大。故R=R+r是圖1示電路中R獲得最大功率的條件。但獲得最大功率2的條件卻不是電源輸出最大功率的條件獲得的最大功率是P==4R三習(xí)講例1

在圖1.3所示電路中R=2Ω源電動勢E=10V,內(nèi)阻r=0.5Ω，R為可變電阻?？勺冸娮璧淖柚禐槎嗌偎趴赡塬@得最大的功率，R消耗的最大功率為多少？/8

及時(shí)對所講的內(nèi)容進(jìn)行運(yùn)通同學(xué)們了解到它的使用方法，同時(shí)也可以加深同學(xué)對所學(xué)內(nèi)容的印象。解要使可變電阻R獲得最大功率，可將+r）視21為內(nèi)阻，利用最大功率輸出定理，可以求出：R=R+r=2Ω+0.5Ω=2.5Ω當(dāng)R=2.5Ω時(shí)，消耗的最大功率為P

=

E24r

=

4*2.5

練1在圖1.4所示電路中R=1Ω源電動勢E=20V,1內(nèi)阻r=4Ω，R為可變電阻?？勺冸娮璧淖柚禐槎嗌偎?才可能獲得最大的功率，R消耗的最大功率為多少？此時(shí)電源的輸出功率是多少？圖1.3解要使可變電阻R獲得最大功率，可將+r）視21為內(nèi)阻，利用最大功率輸出定理，可以求出：R=R+r=1Ω+4Ω=5Ω2當(dāng)R=2.5Ω時(shí)，消耗的最大功率為2/8

精選課堂練習(xí)過練習(xí)學(xué)生可以對當(dāng)堂所學(xué)的知識進(jìn)行鞏固和檢查強(qiáng)了課堂學(xué)習(xí)的效果師據(jù)此了解學(xué)生對重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容的掌握程度下一步開展教學(xué)做到心中有數(shù)。P=m

E24R

=

4*

此時(shí)電源的輸出功率是：P=I212

Er

=

201

1

=24W可見，電路有多個(gè)電阻時(shí)，某個(gè)外阻獲得最大功率的條件不一定是電源輸出最大功率的條件。師生一回顧電源輸出最大功率和負(fù)載獲得最大功率的條件是R=r。多個(gè)負(fù)載時(shí)，其中任一負(fù)載獲得最大功率的條件是該負(fù)載電阻等于其他負(fù)載電阻與電源內(nèi)阻之和其中任一負(fù)載獲得最大功率的條件卻不是電源輸出最大功率的條件。或者說多個(gè)負(fù)載時(shí)，如其中一個(gè)負(fù)載獲得最大功率，此時(shí)電源就不是輸出最大功率。當(dāng)R=r時(shí)，稱為電源與負(fù)載匹配。電源與負(fù)載匹配時(shí)，電源內(nèi)阻消耗的功率等于負(fù)載功率，故此時(shí)電路的效率只有50%在強(qiáng)電（如電力配電線路）方面，通常不考慮電源與負(fù)載匹配（效率太低在弱電（如通訊系統(tǒng)、控制線路）方面，較多考慮如何使電源與負(fù)載匹配。課習(xí)18的第6、7。選：

主要根據(jù)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的效果和反饋的問題過課堂小結(jié)來深理解時(shí)要求學(xué)生對本節(jié)重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容加以鞏固。

請大家下去想一想如果外電阻總是小于內(nèi)電阻那么它消耗的最大功率是多少？例2.圖可變電阻為何值時(shí)電源的輸出功率最培養(yǎng)良好大？最大輸出功率為多少？習(xí)慣。2.及時(shí)鞏固，彌補(bǔ)不足。圖1.5/8r第六節(jié)負(fù)載獲得最大功率一、負(fù)載獲得最大功率的條件：負(fù)載電阻等于電源內(nèi)阻R=r二、負(fù)載獲得最大功率的表達(dá)式：

復(fù)習(xí)的公式。數(shù)據(jù)處理的草稿。分析的數(shù)據(jù)。以及理推導(dǎo)載獲