负载获得最大功率的教案

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

2、问题求解。1 / 11三、 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*R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，走时及得关灯，关电脑等等

3、。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：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，让学生们带着问题主动思考，以此抓住学生的注意力，边问边答的方式让学生参与学习课，

4、从中理解并指出它们的共性。新课教授一、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)5r()2R()012345I(A)2.51.671.251.00.830.71U(V)01.672.533.33.6P(w)02.783.132.82.5根据表中数据，做出图1.1： 图1.1

5、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。）重点强调上述情况下是否有一般性呢？二、 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*R根据前面全欧姆定律所学：I=E/（R+r） P= I*R=*R =

6、 = = = =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= （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：对于有多个外阻与电源串联的电路，r=是电源输出最大功的条件，但某个电阻获得最大功率的条件却是该电

7、阻等于电路的其他电阻之和。如图1.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，所以必须要学生记住。2示电路中： 图1.2 P= I*R= = = =可见，当R=R+r时，P最大。故R=R+r是图示电路中获得最大功率的条件。但获得最大功率的条件却不是电源输出最大功率的条件。获得的最大功率是 P=三、 习题讲解例1在图1.3所示电路中，=2，电源电动势E=10V,内阻r=0.5，R为可变电阻。可变电阻的阻值为多少它才可能

8、获得最大的功率，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。R消耗的最大功率为多少？解：要使可变电阻R获得最大功率，可将（+r）视为内阻，利用最大功率输出定理，可以求出： R=+r=2+0.5=2.5当R=2.5时，消耗的最大功率为 = =10W 及时对所讲的内容进行运通，使同学们了解到它的使用方法，同时也可以加深同学对所学内容的印象。课堂练习练习1在图1.4所示电路中，=1，电源电动势E=20V,内阻r=4，R为可变电阻。可变电阻的阻值为多少它才可能获得最大的功率，R消耗的最大

9、功率为多少？此时电源的输出功率是多少？ 图1.3解：要使可变电阻R获得最大功率，可将（+r）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数。 R=+r=1+4=5当R=2.5时，消耗的最大功率为 = =20W此时电源的输出功率是： P= = =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。课堂小结师生一起回顾: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

10、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18页的第6、7题。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