負(fù)載獲得最大功率的教案

1、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(duì)象：職教班(高考班)授課時(shí)間：45分鐘一、 教學(xué)目標(biāo)：（一）、知識(shí)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(jì)算方法。 3.學(xué)會(huì)使用這個(gè)表達(dá)式解決一些常見的問(wèn)題。（二）、能力目標(biāo)： 1.培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成“先假設(shè)問(wèn)題數(shù)據(jù)論證得出結(jié)論”這一分析物理問(wèn)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(shí)的過(guò)程中的快樂，從而激發(fā)同學(xué)們對(duì)新知識(shí)的探索熱情。二、教學(xué)重、難點(diǎn)：（一）、教學(xué)重點(diǎn)： 電源向負(fù)載輸出最大功率的條件和應(yīng)用。（二）、教學(xué)難點(diǎn)： 負(fù)載獲得最大功率的

2、問(wèn)題求解。1 / 11三、 教學(xué)方法：提問(wèn)法、講解法、演示法。四教學(xué)過(guò)程:教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)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(jì)算公式。 P=I*R主要通過(guò)復(fù)習(xí)這兩個(gè)公式，為后面要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)分析和理論計(jì)算做鋪墊。教學(xué)導(dǎo)入（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(wèn)：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(wèn)：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

3、。師問(wèn):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(shuō)：好，今天我們就一起來(lái)學(xué)習(xí)怎么樣使負(fù)載獲得最大功率。通過(guò)這個(gè)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)。引入新提問(wèn)：1.電源向外供電時(shí)，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(lái)尋找些答案吧。以設(shè)問(wèn)的方式，讓學(xué)生們帶著問(wèn)題主動(dòng)思考，以此抓住學(xué)生的注意力，邊問(wèn)邊答的方式讓學(xué)生參與學(xué)習(xí)課，

4、從中理解并指出它們的共性。新課教授一、實(shí)驗(yàn)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(wú)關(guān)系呢？或者說(shuō)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(dòng)勢(shì)E=5V，內(nèi)阻r=3，通過(guò)列表計(jì)算和作圖分析不同負(fù)載電阻時(shí)電源提供的功率。E(V)5r()2R()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

5、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(shí)，負(fù)載的功率最大，當(dāng)然電源輸出的功率也最大。）重點(diǎn)強(qiáng)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(jì)算式來(lái)推導(dǎo)負(fù)載獲得最大功率的條件： 用實(shí)驗(yàn)得出數(shù)據(jù)，在通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的一些簡(jiǎn)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(wèn)題可以有使用這種方法?！跋燃僭O(shè)問(wèn)題數(shù)據(jù)論證得出結(jié)論”這一分析物理問(wèn)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(duì)協(xié)作的能力。電阻的功率的計(jì)算：P= I*R根據(jù)前面全歐姆定律所學(xué)：I=E/（R+r） P= I*R=*R =

6、 = = = =對(duì)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(shí)，P才能達(dá)到最大值。因此，R=r時(shí)，電源輸出最大功率，負(fù)載獲得最大功率。R=r，是電源輸出最大功率和負(fù)載獲得最大功率的條件。電源輸出最大功率（或負(fù)載獲得最大功率）是： P= （重要公式）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。延伸：對(duì)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

7、阻等于電路的其他電阻之和。如圖1.在上面進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的猜想之后得到了結(jié)果，那么是不是確定的這組數(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(shí)驗(yàn)猜想是對(duì)的。通過(guò)對(duì)這些重要知識(shí)點(diǎn)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(diǎn)，所以必須要學(xué)生記住。2示電路中： 圖1.2 P= I*R= = = =可見，當(dāng)R=R+r時(shí)，P最大。故R=R+r是圖示電路中獲得最大功率的條件。但獲得最大功率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=三、 習(xí)題講解例1在圖1.3所示電路中，=2，電源電動(dòng)勢(shì)E=10V,內(nèi)阻r=0.5，R為可變電阻?？勺冸娮璧淖柚禐槎嗌偎趴赡?/p>

8、獲得最大的功率，因?yàn)槲宜淌诘膶?duì)象是高考班，所以必須對(duì)他們要求高一點(diǎn)，稍稍提升一點(diǎn)點(diǎn)難度。平時(shí)練習(xí)的時(shí)候難點(diǎn)，等到考試的時(shí)候就覺得考試的題很簡(jiǎn)單，可以大大增加他們對(duì)學(xué)習(xí)的信心。R消耗的最大功率為多少？解：要使可變電阻R獲得最大功率，可將（+r）視為內(nèi)阻，利用最大功率輸出定理，可以求出： R=+r=2+0.5=2.5當(dāng)R=2.5時(shí)，消耗的最大功率為 = =10W 及時(shí)對(duì)所講的內(nèi)容進(jìn)行運(yùn)通，使同學(xué)們了解到它的使用方法，同時(shí)也可以加深同學(xué)對(duì)所學(xué)內(nèi)容的印象。課堂練習(xí)練習(xí)1在圖1.4所示電路中，=1，電源電動(dòng)勢(shì)E=20V,內(nèi)阻r=4，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

9、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）視為內(nèi)阻，利用最大功率輸出定理，可以求出：精選課堂練習(xí)，通過(guò)練習(xí)學(xué)生可以對(duì)當(dāng)堂所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行鞏固和檢查，增強(qiáng)了課堂學(xué)習(xí)的效果，老師據(jù)此了解學(xué)生對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容的掌握程度，為下一步開展教學(xué)做到心中有數(shù)。 R=+r=1+4=5當(dāng)R=2.5時(shí)，消耗的最大功率為 = =20W此時(shí)電源的輸出功率是： P= = =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。課堂小結(jié)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(gè)負(fù)載時(shí)，其中任一負(fù)

10、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?；蛘哒f(shuō)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。3.當(dāng)R=r時(shí)，稱為電源與負(fù)載匹配。 4.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%。 5.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。主要根據(jù)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的效果和反饋的問(wèn)題，通過(guò)課堂小結(jié)來(lái)深理解，同時(shí)要求學(xué)生對(duì)本節(jié)重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容加以鞏固。布置作業(yè)課后習(xí)題18頁(yè)的第6、7題。選作：請(qǐng)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(shí)電源的輸出功率最大？最大輸出功率為多少？1.培養(yǎng)良好習(xí)慣。2.及時(shí)鞏固，彌補(bǔ)不足。 圖1.5板書設(shè)計(jì)主黑板副黑板第六節(jié) 負(fù)載獲得最大功率一、負(fù)載獲