负载获得最大功率的教案

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1、负载获得最大功率教案重庆文理学院 刘勇授课章节：第一章第七节授课对象：职教班(高考班)授课时间：45 分钟一、 教学目标：（一） 、知识目标：1.熟记负载获得最大功率的表达式。2.掌握负载获得最大功率的计算方法。3.学会使用这个表达式解决一些常见的问题。（二） 、能力目标：1.培养学生养成“先假设问题数据论证得出结论”这一分析物理问题的思想。2.培养学生观察图表总结一般物理规律的能力。（三） 、情感目标：1.引导学生享受探索新知识的过程中的快乐，从而激发同学们对新知识的探索热情。二、教学重、难点：（一） 、教学重点：电源向负载输出最大功率的条件和应用。（二） 、教学难点：负载获得最大功率的问题

2、求解。三、 教学方法：提问法、讲解法、演示法。四教学过程:教学环节教学内容设计设计意图（目标）复习旧课1. 复习全欧姆定律的公式。I=E/（R+r） 2. 复习上节学习的电阻消耗功率的计算公式。P=I *R2主要通过复 习这两个公 式，为后面 要进行的实 验分析和理 论计算做铺 垫。教学导入（先展示一些浪费粮食的图片，而后展示一些浪 费资源的图片，最后再展示一些浪费电能的图片。 ） 师问：同学们，你们从这些图中发现了一些怎么 样的共同点呢？ 学答：发现了浪费东西，比如资源，粮食、电能。师问：我们要怎么样减小这些浪费呢？如何减小 电能的浪费呢？ 学答：节约粮食，合理利用资源。电能嘛，走时 及得关

3、灯，关电脑等等。 师问:节约电能还有其他方法吗？（引导他们回答： 我们假设电源输出的功率是不变的，怎么样使用浪费 最小呢？是不是我们的用电器获得最大功率就行了呢？ ） 师说：好，今天我们就一起来学习怎么样使负载 获得最大功率。通过这个引 入，引导学 生再新课之 前思考，抓 住他们的注 意力，方便 后面的教学。引入新提问：提问： 1.电源向外供电时，最大的供电功率是多少呢？ 2 我们的负载又可以从电源那里获得多少功率呢？ 获得的最大功率是多少呢？他们发生在什么情况条件 下呢？ 3 如何使电源提供最大功率和使负载获得最大的功 率呢？ 下面我们就一起来寻找些答案吧。以设问的方 式，让学生 们带着问题

4、 主动思考， 以此抓住学 生的注意力， 边问边答的 方式让学生课参与学习， 从中理解并 指出它们的 共性。新课教授一、实验探索（一、实验探索（用 Authorware 演示得到如下图中的I、U 的值。最后根据昨天学习的电阻消耗功率公式求出消耗功率 P）电源输出最大功率和负载获得最大功率的条件 在一定的电源下，负载电阻的大小与电源提供的功率 有无关系呢？或者说什么条件下电源才能提供最大功 率、负载获得最大的功率呢？现设电源电动势 E=5V， 内阻 r=3，通过列表计算和作图分析不同负载电阻时 电源提供的功率。E(V)5 r()2 R()012345 I(A)2.51.671.251.00.830

5、.71 U(V)01.672.533.33.6 P(w)02.783.132.82.5根据表中数据，做出图 1.1：图 1.1 从表和图可见，用一定的电源向负载供电，电流 增大，负载的端电压就降低。因此电流增大负载的做 功能力不一定增大， （当 R=r 时，负载的功率最大，当然电源输出的功率也最大。 ）重点强调重点强调上述情况下是否有一般性呢？二、二、 理论推导理论推导我们从负载功率的计算式来推导负载获得最大功 率的条件：用实验得出 数据，在通 过对数据进 行的一些简 单的处理和 分析，引导 学生得到我 们想要的结 论。让学生 明白解决一 般物理问题 可以有使用 这种方法。 “先假设问 题数据

6、 论证得 出结论”这 一分析物理 问题的方法。 同学协作得 到这么一组 数据，可以 培养学生团 队协作的能 力。电阻的功率的计算：P= I *R2根据前面全欧姆定律所学：I=E/（R+r）P= I *R=*R22 rRE=22rRRE=2222rRrRRE =RrrRrRRE 42222=RrrRRE422=rRrRE422对于一定的电源，E 和 r 都可以看作是恒量，那么 只有分母最小，也即是 R=r 时，P 才能达到最大值。 因此，R=r 时，电源输出最大功率，负载获得最大 功率。R=r，是电源输出最大功率和负载获得最大功率 的条件。 电源输出最大功率（或负载获得最大功率）是：P P= =

7、 = maxRE 42rE 42（重要公式）（重要公式） 电源与负载匹配时，电源内阻消耗的功率等于负载 功率，故此时电路的效率只有 50。 在强电（如电力配电线路）方面，通常不考虑电源 与负载匹配（效率太低） ；在弱电（如通讯系统、控制 线路）方面，较多考虑如何使电源与负载匹配。延伸：延伸：对于有多个外阻与电源串联的电路，r=是电源R在上面进行 了实验数据 的猜想之后 得到了结果， 那么是不是 确定的这组 数据没有特 殊呢？我们 还不能知道， 所以还得进 行理论的推 导，这步是 必须的，证 明实验猜想 是对的。通过对这些 重要知识点 的，使学生 记住这些我 们得出的结 论，也是我 们的必考点，

8、 所以必须要 学生记住。输出最大功的条件，但某个电阻获得最大功率的条件 却是该电阻等于电路的其他电阻之和。如图 1.2 示电 路中：图 1.2P= I *R= 2R2 2212*RrRRE = 2 1122 222rRrRRRRE=rRRrRRRE1 22 12224=rRRrRRE1 22 1224可见，当 R=R +r 时，P最大。故 R =R +r 是212R21图示电路中获得最大功率的条件。但获得最大功2R2R率的条件却不是电源输出最大功率的条件。获得的2R最大功率是P=max2R 224RE rRE 124三、三、 习题讲解习题讲解例例 1 1在图 1.3 所示电路中，=2，电源电动

9、势1RE=10V,内阻 r=0.5，R 为可变电阻。可变电阻的阻2因为我所教 授的对象是 高考班，所 以必须对他 们要求高一 点，稍稍提 升一点点难 度。平时练 习的时候难 点，等到考 试的时候就 觉得考试的 题很简单， 可以大大增 加他们对学 习的信心。值为多少它才可能获得最大的功率，R消耗的最大功2率为多少？解：解：要使可变电阻 R 获得最大功率，可将（+r）21R视为内阻，利用最大功率输出定理，可以求出：R =+r=2+0.5=2.521R当 R =2.5 时，消耗的最大功率为2= = = =10WmPrE 42 5 . 2*4102V及时对所讲 的内容进行 运通，使同 学们了解到 它的

10、使用方 法，同时也 可以加深同 学对所学内 容的印象。课堂练习练习练习 1 1在图 1.4 所示电路中，=1，电源电动势1RE=20V,内阻 r=4，R 为可变电阻。可变电阻的阻值2为多少它才可能获得最大的功率，R消耗的最大功率2为多少？此时电源的输出功率是多少？图 1.3解：解：要使可变电阻 R 获得最大功率，可将（+r）21R视为内阻，利用最大功率输出定理，可以求出：精选课堂练 习，通过练 习学生可以 对当堂所学 的知识进行 巩固和检查， 增强了课堂 学习的效果， 老师据此了 解学生对重 点、难点内 容的掌握程 度，为下一 步开展教学 做到心中有R =+r=1+4=521R当 R =2.5

11、 时，消耗的最大功率为2= = = =20WmPRE 42 5*4202V此时电源的输出功率是：P=212RRI21221RRrRRE =51451202 =24W可见，电路有多个电阻时，某个外阻获得最大功 率的条件不一定是电源输出最大功率的条件。数。课堂小结师生一起回顾师生一起回顾: : 1.电源输出最大功率和负载获得最大功率的条件是 R=r。 2.多个负载时，其中任一负载获得最大功率的条件 是该负载电阻等于其他负载电阻与电源内阻之和。其 中任一负载获得最大功率的条件却不是电源输出最大 功率的条件。或者说多个负载时，如其中一个负载获 得最大功率，此时电源就不是输出最大功率。 3.当 R=r

12、时，称为电源与负载匹配。 4.电源与负载匹配时，电源内阻消耗的功率等于负 载功率，故此时电路的效率只有 50%。 5.在强电（如电力配电线路）方面，通常不考虑电 源与负载匹配（效率太低） ；在弱电（如通讯系统、控 制线路）方面，较多考虑如何使电源与负载匹配。主要根据学 生课堂学习 的效果和反 馈的问题， 通过课堂小 结来深理解， 同时要求学 生对本节重 点、难点内 容加以巩固。布置作业课后习题课后习题 1818 页的第页的第 6 6、7 7 题。题。选作：选作：请大家下去想一想如果外电阻总是小于内电阻那么 它消耗的最大功率是多少？ 例 2.图 1.5 中可变电阻为何值时电源的输出功率最 大？最大输出功率为多少？1.培养良好 习惯。 2.及时巩固， 弥补不足。图 1.5板书设计主黑板副黑板第六节负载获得最大功率 一、负载获得最大功率的条件： 负载电阻等于电源内阻 R=r 二、负载获得最大功率的表达式：P= I *R=*R22 rRE=22rRRE=2222rRrRRE =RrrRrRRE 42222=RrrRRE422=rRrRE422例题 1： 先分析例题，在解答例题。 . 练习 1： 叫学生上黑板来做，其他同学在下面做，最后我再 讲解。1. 复习的公式。 2. 数据处理的草稿。 3. 分析的数据。 4. 以及理论推导负载获 得最大功率的表达式 的一些假想的计算。