负载获得最功率的教案.doc

《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 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问题求解。 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 复习全欧姆定律的公式。 I=E/（R+r） 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。 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 课 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，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=3Ω，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) 5 r(Ω) 2 R(Ω) 0 1 2 3 4 5 I(A) 2.5 1.67 1.25 1.0 0.83 0.71 U(V) 0 1.67 2.5 3 3.3 3.6 P(w) 0 2.78 3.1 3 2.8 2.5 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？ 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： 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 = = = = = 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阻等于电路的其他电阻之和。如图1.2示电路中： 图1.2 P= I*R= = =