負載獲得最大功率的教學案

1、WORD格式可編輯負載獲得最大功率教案重慶文理學院劉勇授課章節(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、教學目標：（一）、知識目標：1. 熟記負載獲得最大功率的表達式。2. 掌握負載獲得最大功率的計算方法。3. 學會使用這個表達式解決一些常見的問題。（二）、能力目標：得出結(jié)從而激發(fā)同1. 培養(yǎng)學生養(yǎng)成“先假設問題數(shù)據(jù)論證一 論”這一分析物理問題的思想。2. 培養(yǎng)學生觀察圖表總結(jié)一般物理規(guī)律的能力（三）、情感目標：1.引導學生享受探索新知識的過程中的快樂， 學們對新知識的探索熱情。二、教學重、難點：（一）、教學重點：電源向負載輸出最大功率的條件和應用。（二八教學難點：負載獲得

2、最大功率的問題求解。三、教學方法:提問法、講解法、演示法四. 教學過程：教學環(huán)節(jié)教學內(nèi)容設計設計意圖（目標）復 習 舊 課1. 復習全歐姆定律的公式。I=E/（ R+r）2. 復習上節(jié)學習的電阻消耗功率的計算公式。P=I2*r主要通過復 習這兩個公 式，為后面要 進行的實驗 分析和理論 計算做鋪墊。教學 導 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：同學們，你們從這些圖中發(fā)現(xiàn)了一些怎么樣 的共同點呢？學答：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？學答：節(jié)約糧食，合理利用資源。電能

3、嘛，走時及 得關燈，關電腦等等。師冋:節(jié)約電能還有其他方法嗎？（引導他們回答： 我們假設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習怎么樣使負載獲 得最大功率。通過這個引 入，引導學生 再新課之前 思考，抓住他 們的注意力， 方便后面的 教學。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。以設問的方 式，讓學生們 帶著

4、問題主 動思考，以此 抓住學生的 注意力，邊問 邊答的方式 讓學生參與 學習，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)昨天學習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 無關系呢？或者說什么條件下電源才能提供最大功率、 負載獲得最大的功率呢？現(xiàn)設電源電動勢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R=r時，負載的功率最大，當然電.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、理論推導我們從負載功率的計算式來推導負載獲得最大功 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)進行 的一些簡單 的處理和分 析，引導學生 得到我們想 要的結(jié)論。讓 學生明白解 決一般物理 問題可以有 使用這種方 法?！跋燃僭O 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。同學協(xié)作得 到這么一組 數(shù)據(jù)，可以培 養(yǎng)學生團隊 協(xié)作的能力。在上面進行 了實驗數(shù)據(jù) 的猜想之后 得到了結(jié)果， 那么是不是根據(jù)前面全歐姆定律所學：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 行理論的推 導，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才能達到最大值。因此，R=r時，電源輸出最大功率，負載獲得最大 功率。是電源輸出

7、最大功率和負載獲得最大功率一、 的條件電源輸出最大功率（或負載獲得最大功率）是：maxE24RE24r（重要公式）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。通過對這些 重要知識點 的，使學生記 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 習的信心。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)容進行 運通，使同學 們了解到它 的使用方法， 同時也可以三、習題講解在圖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?？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？加深同學對 所學內(nèi)容的 印象。課 堂 練 習解: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R2 =2.5 Q時，消耗的最大功率為Pm=E2 =10V 2 =10W4r 4* 2.5Q練習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R2 =2.5 Q時，消耗的最大功率為精選課堂練 習，通過練習 學生可以對 當堂所學的 知識進行鞏 固和檢查，增 強了課堂學 習的效果，老 師據(jù)此了解 學生對重點、 難點內(nèi)容的 掌握程度，為 下一步開展 教學做到心 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載獲得最大功率的條件是 R=r。2. 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?；蛘哒f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。3. 當R=r時，稱為電源與負載匹配。4. 電源與負載匹配時，電源內(nèi)阻消耗的功率等于負 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。課后習題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 生課堂學習 的效果和反 饋的問題，通 過課堂小結(jié) 來深理解，同 時要求學生 對本節(jié)重點、 難點內(nèi)容加 以鞏固。1. 培養(yǎng)良好 習慣。2. 及時鞏固， 彌補不足。板書設計主黑板副黑板第六節(jié)負載獲得最大功率1.復習的公式。一、負載獲得最大功率的條件：2.數(shù)據(jù)處理的草稿。負載電阻等于電源內(nèi)阻3.分