电痴
范文一：电源的最大输出功率doc
课题:电源的最大输出功率
教学要求:掌握电源的最大输出功率的计算公式
教学重点:理解阻抗匹配的概念
教学难点:计算公式的应用
教学课时:2课时
教学过程:
一、 新课:一个实际电源是具有电动势E和内阻r，所以电源的功率一部分消耗在内电路内阻r上，另
一部消耗在外电路负载电阻R上。电源的输出功率就是负载电阻R吸收的功率，即
2P,IR
显然，当负载电阻R很大，电路接近于开路状态;或当R很小，电路接近于短路状态时，都不能使负载得到最大功率。所以负载电阻R从极小逐渐增大到极大的变化过程中，必须某一电阻值的负载，能从电源获得最大的功率。那么R值应该等于多少呢,下面讨论这个问题:
2222EREREE,,2P,IR,?R,,, ,,2222R，2Rr，rR，r，，R,r，，R,r，4Rr,,，4rR
上式中的电源势E、内电阻r可以认为是恒量，因此，只有R,r时，上式分母最小，P值最大。
可见，使负载电阻从电源获得最大输出功率的条件是负载电阻R等于电源的内阻r，即R,r。
此时负载获得的最大功率为
22EEP ,, max4R4r
从以上分析可知，电源的输出功率P是随着负载R的变化而变化的。P随R变化的曲线如图1,11所示。(P19)
从曲线上可以看出，只有在R,r时，负载所获得的功率最大，也就是电源输出最大功率。在无线电技术中，常把负载电阻等于电源内阻时的状态叫做负载与电源匹配，简称阻抗匹配。这样，当阻抗匹配时，负载一定能获得最大功率。
当电源输出功率为最大时，由于R,r，所以负载上和内阻上消耗的功率是相等的，因此在匹配时，电源的效率只有50%，是比较低的。在无线电技术中，由于输送的功率小，效率高低不是主要的，重要的问题是使负载能获得最大功率，这就是要求负载(如扬声器)和信号源(如功率放大器)能达到匹配。但对电力网而言，由于输出功率相当大，因此要求输送效率必须很高，否则会因效率低而白白耗费电能，而且还会因电流过大而损坏电源本身。
1
二、例题:P12
三、 作业布置:p21 1-11 1-12
2222UU10022012解:1-11: RR,,,20,,,,96.8,12PP50050012
22UU11 Q,,tQ,,t121RR122
11RQ96.8R2112,,,,2.42 1QR2，20211R22
能代替，但放热不一样。
1-12: E,U，I,r,237，0.6，5,240
U237R,,,47.4, I5
2IEIUIr,,,，
2 ？I,E,1200wI,U,1185wI,r,15w
2
范文二：电源的最大输出功率问题
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电源的最大输出功率问题
问题自练:
1.电源电动势为10伏，内阻为2欧，则其输出最大功率为 瓦。
2.已知某电源的电动势为8伏，其最大输出功率为16瓦，则该电源的内阻为 欧。 3.已知某电源的最大输出功率为3600瓦，电源内阻为9欧，则电源电动势为 千伏。 4.已知某电源的电动势为10伏，内阻为2欧，现有三个阻值为2欧的定值电阻，要求将该电源与三个电阻相连，并且每个电阻均不可短路或断路，请问如何连接，才可使电源输出功率最大,最大功率是多少瓦,
5.将一个电阻为10欧的定值电阻与一个(0--20欧，2安)的滑动变阻器串联，连接在一个电动势为12V，内阻为2欧的电源两端，如何移动滑动变阻器的滑片，使得 (1)定值电阻消耗的功率最大，最大值是多少,
(2)滑动变阻器消耗的功率最大，最大值是多少,
(3)电源的输出功率最大，最大值是多少,
6.一电源电动势为11伏，内阻可在1至5欧任意调节，将一个10欧的定值电阻与一个(0--20欧，2安)的滑动变阻器串联，连接在该电源上，问:定值电阻的最大功率是多少, 7.电源电动势为E，内阻为r，一个最大阻值为R的滑动变阻器接在该电源上，请问电源的最大输出功率是多少,
8.电源电动势为E，内阻为r，一个最大阻值为R的滑动变阻器与一个阻值为R的定值电阻0串联后，接在该电源上，请问(1)定值电阻的最大功率是多少,(2)滑动变阻器的最大功率是多少,(3思路拓展)电源的最大输出功率是多少,
9.如何到达人生的最高点,
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2RE2电源的输出功率P,IR,(只适用于外电路为纯电阻的电路)(该公式中R是自变量，出2(R，r)
P是因变量，并不能直接看出P与R的关系，整理得
2EP,2 r，R，2rR
2E,P由基本不等式可知，当R=r时，P存在最小值
4r
问题1则是关于该公式的基本类型，直接把数据代入公式即可得到答案。
所有刷题高手必备的素质之一，即将已选变未知，未知变已知，公式的反复使用，做到正用无误，倒背如流。
2E同样是当R=r时，P存在最小值 P,
4r
问题2，3基本是关于该公式的反向应用，直接把数据代入公式即可得到答案。
数学逻辑上任何一个命题都是它的逆命题和否命题(逆否与原命题一致，这里不多讨论)，物理学中任何公式都有其他特定的条件，而否命题则是部分否定其条件，从而增加理解难度。
2E的应用条件是，R=r，否则不能取得理论的最大值，但实际的最大值仍然存在。 ,P4r
转换成数学问题，则变成一个分段函数的最值问题，注意定义域与最值点的位置关系即可。 问题4要分别讨论三个电阻的四种连接情况，对应的四个阻值2/3,4/3,3,6，的最大功率关系，算得4/3与3两个阻值同为12瓦;问题7与问题8的后两问也是讨论定义域内是否包含最值点来确定问题的答案的。
2ER要点一:当电路中增加一个定值电阻时，公式P=中的R，可以分成三种情况A.R ，20(R，r)
B.R ，C.R+R，第一种情况P是关于R的减函数，后两种是倒U型线，不过是定义域变变0
有所不同。
要点二:滑变的功率变化中电流与电压方向相反，即一个变大的同时另一个变小;而定值电阻的功率变化过程中，电流与电压方向一致，即同时变大或变小。
规律:如果增长是靠自己努力所得，则存在一个平衡点;如果增长是靠减少别人所得，则其他越少，自己越多。
问题5，6中定值电阻的最大功率永远是让其他可变的电阻阻值最小，即分到电压最小时得
刷题高手，快速升级 高中物理独家讲解 到;而滑变或电源输出功率，都存在一个理论上的平衡点，数字计算时相对简单，先判断能否取到平衡点，再计算。问题7、8中，思路一致，但是要判断定义域与平衡点的位置关系，从而分情况讨论。2013年高题中，前两个计算题均是只有字母没有数字的计算，分情况讨论则是主要的失分来源(详见2013年高考题31题)。
由物及人，世间道理都是一样的，人生的最高点有两种，但真正的至高点，是平衡点。
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问题答案:
1. 12.5
2. 1
3. 0.36
4. 将其中两个串联再跟第三个并联，或将其中两个并联后再跟第三个串联，最大输出功率为12瓦。
5. (1)0欧时最大，最大值为10瓦;(2)12欧时最大，最大值为3瓦;(3)0欧时最大，最大值为10瓦。
6. 10瓦(内阻1欧，滑变0欧时取得)
2E,P7. 如果R>r，则当R=r时，功率最大，且最大功率为;如果R<>
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2E,,时功率最大，且最大功率为 PR,,,R，r,,
2,,E8. (1)(滑变接入阻值为0时，定值电阻功率最大); ,,P,R0,,R，r0,,
2EP, (2)如果R>r+R，则当R=r+R时，滑变功率最大，最大功率为;变004(r，R)0
2,,E如果R 2E,P如果R<><><> 2,,E则当R=0时，电源输出功率最大，且最大值为。 变,,P,R0,,R，r0,, 9.要么找到平衡点，要么把竞争对手全干掉。 电源的最大输出功率 电源的输出功率P等于路端电压U跟电流强度I的乘积，由闭合电路欧姆定律来分析可知，I增大时U减小，I减小时U增大，表明UI有极值存在( 1(电源的最大输出功率 一个外电路是纯电阻的闭合电路总可以等效为如图所示的电路(电源的输出功率为: 由于 所以 可见，当时，电源有最大的功率输出， 结论:当外电路的电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大( 2(从图线来看电源的输出功率 (1)输出功率随外电阻R变化的图线 如图所示: (2)在电源外特性曲线上某点纵坐标和横坐标值的乘积为电源的输出功率，在下图中的那块矩形的面积表示电源的输出功率，当时，P最大(想一想，为什么,) 3(电源的效率 由于电源内阻的存在，电源的输出功率仅占电源功率的一部分，另一部分为内阻上的发热功率( (1)电源效率的定义:输出功率UI跟电源功率EI的比值叫做电源的效率( 因为，所以电源效率可表示为( (2)当电源的输出功率达最大时， ( 在电工和电子技术中，根据具体情况有时要求 电源的输出功率尽可能大些，有时又要求在保证一定功率输出的前提 下尽可能提高电源的效率，这就要根据实际需要来选择适当的阻值， 以充分发挥电源的作用( 浅析电源的最大输出功率 山东 宋连义 一、电源的最大输出功率 在电源负载为纯电阻时，电源的输出功率与外电阻R的关系是:P出 222REREE,,.222，,，,(Rr)(Rr)4Rr(Rr)，4r2R=IR=由此式可以看出，当外电阻等于内电阻(即 2EP,m4rR=r)时，电源输出功率最大，最大输出功率为. 电源的输出功率P与外电阻R出的关系可以用P—R图象表示，如图1所示. 由图象可知，对应于电源的非最大输出功率P出 2可以有不同的外电阻R和R，且RR=r(请同学们自己证明). 由图象还可以看出，当1212 R 注意:1. 推导此关系式时，R是可变电阻，r是定值电阻. 当外电阻等于内电阻，即R=r 2EP,m4r时，电源输出功率最大，最大输出功率为;若R与r不相等，则R值越接近r的值，P越大. 出 2. 电源的输出功率与电源的效率是完全不同的物理量. 电源的效率 2IRR1,,,,2rR，rI(R，r)，1,R，所以当R增大时，效率提高. 当R=r时，电源有最大输出功率，但效率仅为50,，效率并不高. 二、电源的外特性曲线 如图2所示，在电源的外特性曲线上某点纵坐标和横坐标值的乘积为电源的输出功率， EU,2图中阴影矩形的面积表示电源的输出功率，当时，电源输出功率最大. (请同学们想一想，为什么,) 三、典例分析 例1、如图3所示，电源的电动势E=2V，内阻r=1Ω，定值电阻R=2Ω，变阻器R的阻0 值变化范围为0~10Ω，求: (1)变阻器R的阻值为多大时，R消耗的功率最大, 0 (2)变阻器R的阻值为多大时，R上消耗的功率最大,是多少, (3)变阻器R的阻值为多大时，电源的输出功率最大,是多少, 2UP,0R0解析(1)R消耗的功率，由于R是定值电阻，故R两端的电压越大，R消0000耗的功率P越大. 而路端电压随着外电阻的增大而增大，所以当R=10Ω时，R消耗的功率00最大. (2)可以把电源和定值电阻R合起来看作一个等效电源，等效电路图如图4所示，等0 RrR241，2200E,，2V,V,,,,R，r2，13R，r2，1300效电源的电动势E′=，等效内阻r′=， 42()2,E23P,,W,W.Rmax22,4r3R,4，33当R=r′时，即Ω时R上消耗的功率最大， RR0P,,r外R，R0(3)当外电路电阻与内电路电阻相等时，电源输出功率最大，即时， 22E2P,,W,1W.max4r4，1代入数值得:R=2Ω时，电源输出功率最大. 最大输出功率 例2、如图5所示的电路中，当电键K断开和闭合时，电源的输出功率完全相同. 已知R=9Ω，R=7.2Ω，求当K断开时R上消耗的功率P和K闭合时R上消耗的功率P之比. 12111 RR12R,,12RR，12解析:K闭合时，R、R并联，其并联电阻为4Ω，由于当电键K断12 2r,RR,RR,r112112开和闭合时，电源的输出功率完全相同，据可得6Ω，所以有:当 2E9E2P,()R,1R，r2251K断开时R上消耗的功率?;当K闭合时R上消耗的功率11 E2(,R)122R，r4EP912P,,,.1R25，9P41，所以有: 1 电源最大输出功率问题的研究 —从一道高考题谈起 戴儒京 (江苏省丰县中学 江苏 丰县 221700) 1.如图1所示，R为电阻箱，V为理想电压表(当电阻箱读数? 为R=2Ω时，电压表读数为U=4V;当电阻箱读数为R=5Ω时，112电压表读数为U=5V(求: 2 (1)电源的电动势E和内阻r (2)当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大?最大值P为多少? m 图1 解:(1)由闭合电路欧姆定律 U1EUr,， 1R1 U2EUr,， 2R2 联立上式并代入数据解得 r,,1 EV,6 (2)由电功率表达式 2EPR, (1) 2()Rr， 解法1.将(1)式变形为 2E P,2()Rr,，4rR Rr,,,1P由上式可知时有最大值 2E9PW,, m4r 解法2. 将(1)式变形为 222ErrP,,，,Rr,,,1PyRRy,令,则当即时,有最小值2,有最2RRrRr，2，R 2EP,,9W大值. m2，2r 2.实验列表作图法探究电源最大输出问题 如图1,设电源电动势E=6V，内电阻r=3,,改变外电阻R的值,可以得到输出功率P的 对应的值,列表如下(用Excel做): 外电阻输出功率 电动势E/V P/W 内电阻r/, R/, 6 3 0 0 6 3 0.2 0.703125 6 3 0.4 1.245675 6 3 0.6 1.666667 6 3 0.8 1.99446 6 3 1 2.25 6 3 1.2 2.44898 6 3 1.4 2.603306 6 3 1.6 2.722117 6 3 1.8 2.8125 6 3 2 2.88 6 3 2.2 2.928994 6 3 2.4 2.962963 6 3 2.6 2.984694 6 3 2.8 2.996433 6 3 3 3 6 3 3.2 2.996878 6 3 3.4 2.988281 6 3 3.6 2.975207 6 3 3.8 2.958478 6 3 4 2.938776 6 3 4.2 2.916667 6 3 4.6 2.867036 6 3 5 2.8125 6 3 5.5 2.740484 6 3 6 2.666667 6 3 6.5 2.592798 6 3 7 2.52 6 3 7.5 2.44898 6 3 8 2.380165 6 3 9 2.25 按照上表数据用描点法作P-R图象如下: 输出功率 3.5 3 2.5 2输出功率1.5 1 0.5 0 0510 从图象可以看出,当R=r=3Ω时,电源输出功率最大为P=3W; 当R 当R>r=3Ω时,电源输出功率P随R的增大而减小. 3.变式训练 3.1如图2所示,已知保护电阻, R,0.5,0 求当电阻箱R读数为多少时, 电源输出功率 P最大,并求这个最大值. 出 解:据以上结论,当R+R=r,即R=1-0.5=0.5Ω 0 2ER0 P,,9W时,. 出m4r 3.2条件同上,求当电阻箱R读数为多少时, 电阻箱R消耗的功率P最大,并求这个最大值. R 解:这时要把保护电阻与电源内阻r算在 R0 一起, 据以上结论,当R=R+r即R=1+0.5=1.5Ω 0 2E时,. P,,6WRm4(r，R)0 3.3条件同上,求当电阻箱R读数为多少时, 保护电阻R消耗的功率最大, 并求这个最大值. 0 有的同学套用以上的结论,把R与电源内阻r算在一起,这样解:当,即R,R，rR,R,r00 时,电阻R消耗的功率最大.但计算时发现结果为负,显然是错误的.如果R>r,例如R=2Ω,000 2E,R0则R,R,r=1Ω时,电阻R消耗的功率最大.最大值为. P,,18W00m2(R，r) 2E,R0解: 电阻消耗的功率为,因R是常量,而R是变量,所以R最小时,P’最P',02(r，R，R)0 22E,RE,R''00大,即R=0时,.如果R=2Ω,则. P,,7.2WP,,8W0mm22(r，R)(r，R)00 3.4 设电阻箱R的变化范围为0,10Ω,分别求R的读数为多少时,电源内阻消耗的功率最大和最小,并求这两个值. 2E,r解: 电源内阻消耗的功率为,其中,R为变量.所以R最大时,p最小; R最小p,(r，R，R)0 26,1时,p最大;即R=10Ω时,,R=0p,,0.27Wmin2(1，10，0.5) 26,1时,. p,,14.4Wmax2(1，0.5) 从这几例可以看出,对物理结论,要注意条件.3.1和3.2可以套用高考题的结论,3.3和3.4不能套用,因为所研究的对象不含变量. 4.加深或延扩 右图中直线表示某电池组的输出电压-电流关 系，曲线表示其输出功率-电流关系。该12050电池组的内阻为_____Ω，当电池组的输10045 出功率为120W时,电池组的输出电压是80 40 60 ______V。 35输出电压(V) 40 305，30 20 25解:从图中读出,电动势E=50V(电流I=0),又当 0 20 I=5A时,U=25V,据闭合电路欧姆定律有: 012345 电流(A) ,得 E,U，Ir E,U50,25. r,,,,5,I5 从图中读出,当电池组的输出功率为120W时,电流为4A,则电池组的输出电压是 U,E,Ir,50,4，5,30V. 有的同学从图中直接读出:当P=120W时,U=50V,是错误的,因为这是两个图象,虽然画在同一个图中,不能同时读两个纵坐标. 22E50,,125WR,r,5延扩:对该电源,当外电阻为Ω时,最大输出功率为=.此P输出功率(W) m4r4，5时,I=5A,U=IR=5×5=25V. 还可以进一步研究输出功率P与电流I的关系,画出P-I关系图象.本文提供如下数据,同学们可以自己作图象. I/A 6 7 8 9 10 P/W 124 122 118 115 111 转载请注明出处范文大全网 » 电源的最大输出功率doc范文三：电源的最大输出功率
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