負載獲得最大功率的教案

《負載獲得最大功率》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算公式。2*R（先展示一些浪費糧食的圖片而后展示一些浪費資源的圖片，最后再展示一些浪費電能的圖片師問：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呢？學(xué)答：發(fā)現(xiàn)了浪費東西，比如資源，糧食、電能。師問我們要怎么樣減小這些浪費呢？如何減小電能的浪費呢？學(xué)答：節(jié)約糧食，合理利用資源。電能嘛，走時及得關(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)怎么樣使負載獲得最大功率。提問：1.電源向外供電時，最大的供電功率是多少呢？

設(shè)計意圖主要通過復(fù)習(xí)這兩個公式后面要進行的實驗分析和理論計算做鋪墊。通過這個引入導(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載獲得最大功率的條件在一定的電源下負載電阻的大小與電源提供的功率有用實得出無關(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)進行r=3Ω，通過列表計算和作圖分析不同負載電阻時電源的些簡單

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，用一定的電源向負載供電，電流增大，負載的端電壓就降低。因此電流增大負載的做功能力不一定增大當(dāng)R=r，負載的功率最大，當(dāng)然電重強源輸出的功率也最大上述情況下是否有一般性呢？二理推我們從負載功率的計算式來推導(dǎo)負載獲得最大功率的條件：電阻的功率的計算：

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)生團隊協(xié)作的能力。在上面進行了實驗數(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，所以還得進行理論的推導(dǎo)步是必須的明實驗猜想是對=

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，P能達到最大值。因此，R=r時，電源輸出最大功率，負載獲得最大過對這些功率R=r是電源輸出最大功率和負載獲得最大功率要知識點的條件。電源輸出最大功率（或負載獲得最大功率）是：E2P==4R4r（重要式）電源與負載匹配時，電源內(nèi)阻消耗的功率等于負載功率，故此時電路的效率只有50。在強電（如電力配電線路）方面，通常不考慮電源與負載匹配（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載匹配。延：對于有多個外阻與電源串聯(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，也是我們的必考點以必須要學(xué)生記住。ax圖1.2

因為我所教授的對象是P

R

=

I

Er

*R

高考班以必須對他們要求高一點，=

R

RR1

稍稍提升一點點難度時練習(xí)的時=

R2

候難點到考試的時候就覺考試=

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，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

及時對所講的內(nèi)容進行運通同學(xué)們了解到它的使用方法，同時也可以加深同學(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，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，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)的知識進行鞏固和檢查強了課堂學(xué)習(xí)的效果師據(jù)此了解學(xué)生對重點、難點內(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*

此時電源的輸出功率是：P=I212

Er

=

201

1

=24W可見，電路有多個電阻時，某個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載獲得最大功率的條件是R=r。多個負載時，其中任一負載獲得最大功率的條件是該負載電阻等于其他負載電阻與電源內(nèi)阻之和其中任一負載獲得最大功率的條件卻不是電源輸出最大功率的條件。或者說多個負載時，如其中一個負載獲得最大功率，此時電源就不是輸出最大功率。當(dāng)R=r時，稱為電源與負載匹配。電源與負載匹配時，電源內(nèi)阻消耗的功率等于負載功率，故此時電路的效率只有50%在強電（如電力配電線路）方面，通常不考慮電源與負載匹配（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)來深理解時要求學(xué)生對本節(jié)重點、難點內(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.及時鞏固，彌補不足。圖1.5/8r第六節(jié)負載獲得最大功率一、負載獲得最大功率的條件：負載電阻等于電源內(nèi)阻R=r二、負載獲得最大功率的表達式：

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