2022-2023学年上学期高二上交大电工技术基础与技能课件项目二任务四：欧姆定律的验证

天津市经济易学校教案首页 教案序号 周次 授课日期 授课班级 课题 任务四：欧姆定律的验证 教学目的和要求 1．了解电阻元件电压与电流的关系，理解欧姆定律； 2．掌握部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律的区别与联系； 3．掌握负载获得最大功率的条件； 4．掌握负载伏安特性曲线的测绘。 教学 重点 1．闭合电路欧姆定律的应用； 2．部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律的区别于联系； 3.负载获得最大功率的条件。 教学 难点 欧姆定律的应用 课型及 教法提示 讲述法 教具及 教学手段 多媒体课件 课后记 课的进程和内容(接下页) 天津市经济贸易学校 班级 科目 教师课时授课计划 年 月 日 1、 部分电路欧姆定律 （一）欧姆定律 导体的电流与它两端的电压成正比，与它的电阻成反比。 公式： 或 U—— 电压 （V） I —— 电流 （A） R—— 电阻 （Ω） （二）伏安特性曲线 直线——“线性电阻” 2、 闭合电路的欧姆定律 1、结合电源说明：内电路亦有电阻，内电阻，小r表示 内电路表示成电动势串内阻形式 2、闭合电路电流应遵循规律：可由能量转化与守恒定律及焦耳定律决定。推导如下： 电源非静电力做功：W=Eq=Eit 内阻及外电路消耗：Q=RI2t+rI2t 由于： W=Q 有： E=RI+rI 或： I = E /（R+r） 3、全电路欧姆定律：闭合电路内的电流，跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比。 教师板书，引导学生回忆这几个物理量的概念，并从中体会它们之间的联系。 全电路：含有电源的闭合电路，如下图 天津市经济贸易学校 班级 科目 教师课时授课计划 年 月 日 3、 负载获得最大功率的条件 1、全电路功率： 由全电路欧姆定律及端电压： U = E - Ir, 可得： U I = E I - I2 r 其中 EI电源功率，I2r内阻消耗功率， UI输出功率。 由于电源要提供能量，则向外输出最大功率也同样是电源性能指标。 2、最大输出功率 由外特性说明：电源E，r一定，若负载R增，I下降，而U上升，反之I增加，U下降，P变化规律及何时最大： P = I2 R = R（E / R + r）2 变换： P = R E2/（R + r）2 = R E2/（R - r）2 + 4 R r = E2 /（（R - r）2 / R + 4r） 分析：E，r是常量与外电路无关，比较当R = r时分母最小，比值最大，即输出功率最大。 最大输出功率计算公式：Pmax = E2 / 4 r = E2 / 4 R 【结论】： 外电路电阻等于电源内阻时电源输出功率最大。 即电源输出功率或称负载获得最大功率的条件是: 外电路电阻等于电源内阻 3、说明： （1）上述称负载与电源匹配，或称阻抗匹配。 （2）同理内阻上消耗的功率也和负载得到的一样最大，所以电源的效率仅50%。 天津市经济贸易学校 班级 科目 教师课时授课计划 年 月 日 应用举例： {1} 一电源的电动势E = 8 V、内阻r = 0.5 ，问：负载电阻RL为多大时可获得最大功率及大小？ 解：由最大功率条件RL = r = 0.5 负载获得功率最大， 由最大功率公式：Pmax = E2 / 4 r = E2 / 4 R = 82/4×0.5= 32W {2}下图所示电路，直流电源的电动势E = 10 V、内阻r = 0.5 ，电阻R1 = 2 ，问：可变电阻RP调至多大时可获得最大功率Pmax？ 分析：此题问RP何值时功率最大，所以把视作唯一负载，(R1 r)视为电源的内阻，进行求解。 解：将(R1 r)视为电源的内阻，则RP = R1 r = 2.5 时，RP获得最大功率 {3}学生练习： 一电源电动势