負(fù)載獲得最大功率的教學(xué)案

1、WORD格式可編輯負(fù)載獲得最大功率教案重慶文理學(xué)院劉勇授課章節(jié)：第一章第七節(jié)授課對象：職教班（高考班）授課時間：45分鐘一、教學(xué)目標(biāo)：（一）、知識目標(biāo)：1. 熟記負(fù)載獲得最大功率的表達(dá)式。2. 掌握負(fù)載獲得最大功率的計算方法。3. 學(xué)會使用這個表達(dá)式解決一些常見的問題。（二）、能力目標(biāo)：得出結(jié)從而激發(fā)同1. 培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成“先假設(shè)問題數(shù)據(jù)論證一 論”這一分析物理問題的思想。2. 培養(yǎng)學(xué)生觀察圖表總結(jié)一般物理規(guī)律的能力（三）、情感目標(biāo)：1.引導(dǎo)學(xué)生享受探索新知識的過程中的快樂， 學(xué)們對新知識的探索熱情。二、教學(xué)重、難點：（一）、教學(xué)重點：電源向負(fù)載輸出最大功率的條件和應(yīng)用。（二八教學(xué)難點：負(fù)載獲得

2、最大功率的問題求解。三、教學(xué)方法:提問法、講解法、演示法四. 教學(xué)過程：教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計設(shè)計意圖（目標(biāo)）復(fù) 習(xí) 舊 課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。P=I2*r主要通過復(fù) 習(xí)這兩個公 式，為后面要 進(jìn)行的實驗 分析和理論 計算做鋪墊。教學(xué) 導(dǎo) 入（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

3、嘛，走時及 得關(guān)燈，關(guān)電腦等等。師冋: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(fù)載獲 得最大功率。通過這個引 入，引導(dǎo)學(xué)生 再新課之前 思考，抓住他 們的注意力， 方便后面的 教學(xué)。引 入 新 課提冋：1.電源向外供電時，最大的供電功率是多少呢？2 我們的負(fù)載又可以從電源那里獲得多少功率呢？ 獲得的最大功率是多少呢？他們發(fā)生在什么情況條件 下呢？3如何使電源提供最大功率和使負(fù)載獲得最大的功 率呢？下面我們就一起來尋找些答案吧。以設(shè)問的方 式，讓學(xué)生們 帶著

4、問題主 動思考，以此 抓住學(xué)生的 注意力，邊問 邊答的方式 讓學(xué)生參與 學(xué)習(xí)，從中理 解并指出它專業(yè)知識整理分享們的共性。、實驗探索（用Authorware演示得到如下圖中的I、U的值。最后根據(jù)昨天學(xué)習(xí)的電阻消耗功率公式求出新 課 教 授消耗功率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 無關(guān)系呢？或者說什么條件下電源才能提供最大功率、 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r=3 Q,通過列表計算和作圖分析不同負(fù)載電阻時電源 提供的功率。E(V)5r( Q)2R( Q)1 0123451(A)2.51.671.251.00.830

5、.71U(V)01.672.533.33.6P(w)02.783.132.8：2.5根據(jù)表中數(shù)據(jù)，做出圖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時，負(fù)載的功率最大，當(dāng)然電.源輸出的功率也最大。）重點強調(diào)上述情況下是否有一般性呢？二、理論推導(dǎo)我們從負(fù)載功率的計算式來推導(dǎo)負(fù)載獲得最大功 率的條件：電阻的功率的計算：P= I 2*R用實驗得出 數(shù)據(jù)，在通過 對數(shù)據(jù)進(jìn)行 的一些簡單 的處理和分 析，引導(dǎo)學(xué)生 得到我們想 要的結(jié)論。讓 學(xué)生明白解 決一般物理 問題可以有 使用這種方 法?！跋燃僭O(shè) 問題數(shù)據(jù)論證 得出

6、結(jié)論”這 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)，可以培 養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊 協(xié)作的能力。在上面進(jìn)行 了實驗數(shù)據(jù) 的猜想之后 得到了結(jié)果， 那么是不是根據(jù)前面全歐姆定律所學(xué)：I=E/ （R+r）e2r R r 2e2rR2 2Rr r2 確定的這組 數(shù)據(jù)沒有特 殊呢？我們 還不能知道， 所以還得進(jìn) 行理論的推 導(dǎo)，這步是必 須的，證明實 驗猜想是對 的。e2r22R -2Rr r 4RrE2RR - r 2 4RrE2R-r 24r對于一定的電源，E和r都可以看作是恒量，那么 只有分母最小，也即是R=r時，P才能達(dá)到最大值。因此，R=r時，電源輸出最大功率，負(fù)載獲得最大 功率。是電源輸出

7、最大功率和負(fù)載獲得最大功率一、 的條件電源輸出最大功率（或負(fù)載獲得最大功率）是：maxE24RE24r（重要公式）電源與負(fù)載匹配時，電源內(nèi)阻消耗的功率等于負(fù)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(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。通過對這些 重要知識點 的，使學(xué)生記 住這些我們 得出的結(jié)論， 也是我們的 必考點，所以 必須要學(xué)生 記住。延伸:對于有多個外阻與電源串聯(lián)的電路，r= a 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。如圖1.2示電路中：

8、圖1.2f匚、2P R = I 2*R=|E_ *R221R2 + Ri + r=E2RR； + 2R2 （R + r 片（R + r 予=E2 R2R2 -（R +r +4R2（Rr ）=E2R2 - R r F214 R1 rR2可見，當(dāng)R2 =R1+r時，PR2最大。故R2=R+r是圖因為我所教 授的對象是 高考班，所以 必須對他們 要求高一點， 稍稍提升一 點點難度。平 時練習(xí)的時 候難點，等到 考試的時候 就覺得考試 的題很簡單， 可以大大增 加他們對學(xué) 習(xí)的信心。示電路中R2獲得最大功率的條件。但 R2獲得最大功率 的條件卻不是電源輸出最大功率的條件。R2獲得的最大 功率是E2R2

9、 max4R24 Ri rE2及時對所講 的內(nèi)容進(jìn)行 運通，使同學(xué) 們了解到它 的使用方法， 同時也可以三、習(xí)題講解在圖1.3所示電路中，尺=2,電源電動勢E=10V, 內(nèi)阻r=0.5 Q，R2為可變電阻。可變電阻的阻值為多少它才可能獲得最大的功率，R2消耗的最大功率為多少？加深同學(xué)對 所學(xué)內(nèi)容的 印象。課 堂 練 習(xí)解:要使可變電阻R2獲得最大功率，可將（R1+r）視 為內(nèi)阻，利用最大功率輸出定理，可以求出：R2 = Ri+r=2 Q +0.5 Q =2.5 Q當(dāng)R2 =2.5 Q時，消耗的最大功率為Pm=E2 =10V 2 =10W4r 4* 2.5Q練習(xí)1在圖1.4所示電路中，R=1Q，

10、電源電動勢E=20V,內(nèi)阻r=4 Q，R2為可變電阻?？勺冸娮璧淖柚禐槎嗌偎趴赡塬@得最大的功率，R2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R2獲得最大功率，可將（R1+r）視 為內(nèi)阻，利用最大功率輸出定理，可以求出：R2 = R1 +r=1 Q +4Q =5Q當(dāng)R2 =2.5 Q時，消耗的最大功率為精選課堂練 習(xí)，通過練習(xí) 學(xué)生可以對 當(dāng)堂所學(xué)的 知識進(jìn)行鞏 固和檢查，增 強了課堂學(xué) 習(xí)的效果，老 師據(jù)此了解 學(xué)生對重點、 難點內(nèi)容的 掌握程度，為 下一步開展 教學(xué)做到心 中有數(shù)。Pm =E24R2=20V=20W4*5Q此時電源的輸出功率是:P=12 Ri

11、R2 =E占 + R2 + rR1 ' R22f 20 i1 x(1+5)J +5+4.丿課 堂 小 結(jié)=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。師生一起回顧：1. 電源輸出最大功率和負(fù)載獲得最大功率的條件是 R=r。2. 多個負(fù)載時，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。或者說多個負(fù)載時，如其中一個負(fù)載獲得最 大功率，此時電源就不是輸出最大功率。3. 當(dāng)R=r時，稱為電源與負(fù)載匹配。4. 電源與負(fù)載匹配時，電源內(nèi)阻消耗的功率等于負(fù) 載功率

12、，故此時電路的效率只有 50%5. 在強電（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。課后習(xí)題18頁的第6、7題。選作:布置作業(yè)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1.5中可變電阻為何值時電源的輸出功率最 大？最大輸出功率為多少？主要根據(jù)學(xué) 生課堂學(xué)習(xí) 的效果和反 饋的問題，通 過課堂小結(jié) 來深理解，同 時要求學(xué)生 對本節(jié)重點、 難點內(nèi)容加 以鞏固。1. 培養(yǎng)良好 習(xí)慣。2. 及時鞏固， 彌補不足。板書設(shè)計主黑板副黑板第六節(jié)負(fù)載獲得最大功率1.復(fù)習(xí)的公式。一、負(fù)載獲得最大功率的條件：2.數(shù)據(jù)處理的草稿。負(fù)載電阻等于電源內(nèi)阻3.分