负载获得最大功率的教案

《负载获得最大功率》教案刘勇班班：1.引而激发同/8程

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。2*R（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。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。提问：1.电源向外供电时，最大的供电功率是多少呢？

设计意图主要通过复习这两个公式后面要进行的实验分析和理论计算做铺垫。通过这个引入导学生再新课之前思考住他们的注意力，方便后面的教学。以设问的方式学生们

我们的负载又可以从电源那里获得多少功率呢？着问题主获得的最大功率是多少呢？他们发生在什么情况条件动思考此下呢？抓住生的如何使电源提供最大功率和使负载获得最大的功注意力问

率呢？下面我们就一起来寻找些答案吧。/8

边答的式让学生参与学习中理解并指出它们的共性。一实探（

用演示得到如下图中的I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用实得出无关系呢？或者说什么条件下电源才能提供最大功率、数据通过负载获得最大的功率呢？现设电源电动势E=5V内阻对数据进行r=3Ω，通过列表计算和作图分析不同负载电阻时电源的些简单

提供的功率。E(V)5r(Ω)2R(Ω)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，负载的功率最大，当然电重强源输出的功率也最大上述情况下是否有一般性呢？二理推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：电阻的功率的计算：

的处理和分析导学生得到我们想要的结论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——得出结论一分析物理问题的方法。同学协作得到这么一组数据以培养学生团队协作的能力。在上面进行了实验数据的猜想之后P=I

*R

得到了结果，那么是不是/8EErm根据前面全欧姆定律所学：I=E/（R+r

确定的这组数据没有特殊呢？我们P=IR=

*R

还不能知道，所以还得进行理论的推导步是必须的明实验猜想是对=

E

2

的。R2Rrr

2=

E

2

2

Rrr

2

Rr=

R=

R

r对于一定的电源，Er都可以看作是恒量，那么只有分母最小，也即是R=r时，P能达到最大值。因此，R=r时，电源输出最大功率，负载获得最大过对这些功率R=r是电源输出最大功率和负载获得最大功率要知识点的条件。电源输出最大功率（或负载获得最大功率）是：E2P==4R4r（重要式）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：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阻等于电路的其他电阻之和1.2示电路中：/8

的学生记住这些我们得出的结论，也是我们的必考点以必须要学生记住。ax图1.2

因为我所教授的对象是P

R

=

I

Er

*R

高考班以必须对他们要求高一点，=

R

RR1

稍稍提升一点点难度时练习的时=

R2

候难点到考试的时候就觉考试=

21R2

1

的题很简单，可以大大增加他们对学习的信心。可见，当R=R+r时，P

最大。故R=R+r是图1示电路中R获得最大功率的条件。但获得最大功率2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==4R三习讲例1

在图1.3所示电路中R=2Ω源电动势E=10V,内阻r=0.5Ω，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消耗的最大功率为多少？/8

及时对所讲的内容进行运通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。解要使可变电阻R获得最大功率，可将+r）视21为内阻，利用最大功率输出定理，可以求出：R=R+r=2Ω+0.5Ω=2.5Ω当R=2.5Ω时，消耗的最大功率为P

=

E24r

=

4*2.5

练1在图1.4所示电路中R=1Ω源电动势E=20V,1内阻r=4Ω，R为可变电阻。可变电阻的阻值为多少它2才可能获得最大的功率，R消耗的最大功率为多少？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21为内阻，利用最大功率输出定理，可以求出：R=R+r=1Ω+4Ω=5Ω2当R=2.5Ω时，消耗的最大功率为2/8

精选课堂练习过练习学生可以对当堂所学的知识进行巩固和检查强了课堂学习的效果师据此了解学生对重点、难点内容的掌握程度下一步开展教学做到心中有数。P=m

E24R

=

4*

此时电源的输出功率是：P=I212

Er

=

201

1

=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。师生一回顾电源输出最大功率和负载获得最大功率的条件是R=r。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。当R=r时，称为电源与负载匹配。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。课习18的第6、7。选：

主要根据学生课堂学习的效果和反馈的问题过课堂小结来深理解时要求学生对本节重点、难点内容加以巩固。

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.图可变电阻为何值时电源的输出功率最培养良好大？最大输出功率为多少？习惯。2.及时巩固，弥补不足。图1.5/8r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：

复习的公式。数据处理的草稿。分析的数据。以及理推导载获