浅谈电源输出功率的教学策略 电源的输出功率
时间：2019-01-30 03:23:09 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：电源输出功率的主要通过以下的教学方法实施：实验法、求极值法、图像法。实验法通过实验获取数据得出结论；求极值法根据电源输出功率写出表达式，求出极值；图像法根据函数关系式画出图像，根据图像得出电源输出功率与外电阻的关系。
关键词：电源的输出功率；外电路电阻；极值；图像
在闭合电路欧姆定律的教学中，电源的输出功率与外电阻的关系是高中物理的主干知识，是高考的热点，但对学生来讲却是一个难点，特别遇到外电路是非纯电阻电路的题目时，学生会顺理成章的把R=r作为电源的输出功率达到最大的条件，导致错误。下面就针对这部分内容的教学方法与大家共享。
一、实验法
将滑动变阻器作为外电路电阻，用电压表测出滑动变阻器两端的电压，用电流表测出通过滑动变阻器的电流。根据P=UI计算出电源的输出功率。改变滑动变阻器的阻值再继续测量，测出不同电阻对应的电压和电流值。在这个实验中，我们探究三种情况下电源的输出功率与外电路电阻的关系。
第一，当Rr时,随着R的增大，电源的输出功率怎样变化？
由于在此实验中，电源的内阻较小，想使Rr时随着R的增大输出功率减小。
二、求极值法
如果外电路是纯电阻电路，闭合电路欧姆定律适用，那么电源输出功率，根据P出=UI=I2R=（■）■R=■=■=■。由上式可得当R=r时,电源的输出功率最大Pmax=■；当Rr时，电源的输出功率随R的增大而减小。
三、图像法
根据P=■画出电源的输出功率与外电路电阻的图像。
■
由图像获得信息：
当Rr时，随外电路电阻R的增大电源的输出功率P减小。
通过三种教学方法的结合，学生能较熟练地应用该部分内容来解决相关问题。
典型例题：
如图所示：R为电阻箱，电表V为理想电压表。当电阻箱读数为R1=2 Ω时，电压表读数为U1=4 V；当电阻箱的读数为R2=5 Ω时，电压表读数为U2=5 V。求：
（1）电源的电动势E和内阻r。
（2）当R的读数为多少时，电源输出功率最大？最大值是多少？
■
解析：（1）闭合电路欧姆定律，上述两种情况可列以下两个方程：
E=U1+I1r（1）
E=U2+I2r（2）
而I1=■=■A=2 A,I2=■=■ A=1 A,代入数据解得r=1 Ω,E=6 V。
（2）当R=r=1 Ω时，电源的输出功率最大，Pmax=■=9 W。
扩展：如图所示：
■
电源电动势E=6 V,r=10 Ω，固定电阻R1=90 Ω，R2为变阻器，在R2从0 Ω增大到400 Ω的过程中，求:
（1）可变电阻R2所消耗的功率最大的条件和最大功率。
（2）电源的内阻r和固定电阻R1上消耗的最小功率之和。
解析：（1）如图电路为纯电阻电路，把R1看成电源内阻的一部分，则r"=r+R1,根据电源输出功率最大的条件，有R2=r+R1=100 Ω时，R2上消耗功率最大P2max=■=■=■ W。
（2）因为r和R1是固定电阻，所以当电路电流最小时，电阻最大，即R2=400 Ω时，电源的内阻和固定电阻R1上消耗的功率之和最小。
以上方法和结论只是满足外电路是纯电阻电路,如果外电路是非纯电阻电路,闭合电路欧姆定律不再适应,那么电源的输出功率P出=IE-I2r-I2+■=-（I-■）2+■。
不难看出当I=■时,电源的输出功率有最大值P出max=■，且此最大值与外电路电阻R无关,仅由电源本身决定。
典型例题:
一个电源，电动势E=6 V，内电阻r=1 Ω，下列结论正确的是（ ）
A.当外电路只分别单独接R1，R2时，若R1P2，P1 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文
