如何走出电源输出最大功率的解题误区

来源 :今日中国教研 | 被引量 : 0次 | 上传用户:editzhang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  大家知道,当一个电源电动势为ε的电源的外电阻R与其内阻r相等时,电源有最大输出功率:P最大=ε2/4r。但在学生解题过程中,须注意以下问题:一是电源的内阻要为定值。二是电路中的电源是针对同一电源而言。如果在解题时不注意题目的条件和公式的范围就很容易出现问题,陷入误区。现举几例供参考。
  例1、如图,电源电动势ε=12V,内阻r=6Ω,外电阻R=4Ω与一滑动变阻器串联。问当滑动变器调到何阻值时,变阻器有最大的消耗功率?并求出该最大功率。
  


  误解:当外电阻与电源内阻相等时,电源有最大输出功率,变阻器也具有最大消耗功率。所以R+R=r。
  得到变阻器阻值R=6Ω-4Ω=2Ω
  此时,变阻器的功率为:
  P=I2·R=[ε/(R+r+R)]2·R=[12V/(6Ω+4Ω+2Ω)]2×2Ω=2W
  分析:当外电阻与内电阻相等时,电源输出功率最大,外电阻与电源内阻各获得50%的电源功率。而按以上解法,外电阻R与变阻器一共才获得一半的电源功率。显然,变阻器未获得最大功率,因此该解法是错误的。
  正确解法:将R与r一起视为内阻,则当变阻器阻值R=R+r=4Ω+6Ω=10Ω时,将获得最大功率,这个最大的消耗功率:
  P=ε2/4·(R+r)=(12V)2/4×(4Ω+6Ω)=3.6W。
  例2、如上图,R=8Ω ε=12V r=2Ω,问变阻器阻值调到何值时,R消耗的功率最大?并求出这个最大功率。
  误解:将R视为内阻的一部份,则当R=r+R时,R有最大消耗功率。此时,R=r-R=8Ω-2Ω=6Ω,R消耗的最大功率:
  P=ε2/4(r+R)=(12V)2/4×(4Ω+6Ω)=4.5W。
  分析:因为变阻器值不固定,则以上解法中所视为的共同内阻值也可变。显然,电路电流最大时,外电阻R将获得最大功率。而此时,要求电源内阻处于最小。所以这种解法是错误的。
  正确解法;当变阻器调到零时,电路电流到达最大,外电阻有最大功率P=I2·R=[ε/(R+r)]2·R=[12V(8Ω+2Ω)]2×8Ω=11.52W。
  例3、三个电源ε1=6V,r2Ω;ε2=4V,r2=4Ω;ε3=8V,r3=5Ω。分别对电阻R=4Ω供电,问采用何种电源可使R获得最大功率?
  误解:当外电阻R与内阻r相等时,电源输出最大功率,电阻R获得最大功率,所以选ε2=4V,r2=4Ω电源。此时,R的最大功率:
  P=ε2/4r=(4V)2/4×4Ω=1W
  分析:该题是采用不同的电源分别对R供电,若采用某电源能使R有最大电流,则R获得最大功率。
  正确解法:三个电源分别对R供电时,流过R的电流分别是:
  I21/(R+r1)=6V/(4Ω+2Ω)=1A
  I22/(R+r2)=4V/(4Ω+4Ω)=0.5A
  I33/(R+r3)=8V/(4Ω+5Ω)=8/9A
  故选第一个电源。此时,R获得最大功率:P1=I12·R=1A×4Ω=4W。
  (作者单位:629000四川省遂宁二中)
其他文献
兴趣,是人们积极探究某种事物的认识倾向。是在需要的基础上产生发展的。根据兴趣的倾向性,可分为直接兴趣和间接兴趣;根据维持时间的长短,分为短暂兴趣和稳定兴趣。如果除去工作娱乐等其他兴趣,单就学习兴趣而言,它是指学习活动赖以产生、持续和强化的最切近的动力源泉,它与思维和创造力的发展有极为密切的联系,是所谓勤奋的内在动因,它甚至使学习者达到如痴如醉的程度。   对于兴趣的重要性,教育家、思想家孔子曾说:
期刊
插图在现代化教学中被认为是一种比较有效的直观教具,它形象、客观、逼真,能弥补语言文字的不足。可是,许多教师对插图教学往往没有引起足够的重视,既没有运用插图进行教学,也没有对学生阅读给予指导,以至插图没有能充分发挥应有的教育功能,这种状况,对于提高思想政治课教学质量是不科学的。  义务教育初级中学思想政治课本(人教版)共有插图画328幅(包括彩图、图表)初一年级88幅,初二年级168幅,初三年级72
期刊
孔子说:“知之者不如好知者,好知者不如乐知者。”可见,激发学生学习兴趣是教学成功的关键。通过多年的教学实践,我总结了激发学生地理学习兴趣的方法。现介绍如下:    一、通过各种教学媒体激发学生兴趣    教学媒体要新、奇,常变花样,牢牢地吸引住学生的好奇心,让他们的注意力始终集中在教学过程中,以便准确掌握教学内容,达到教学目标。比如:在上《地球的运动》时,教师通过制作地球自传,公转的flash动画
期刊
对于文科生而言,地理学科是相对较难的内容,它有较强的逻辑性、空间性、连贯性,具有一定的抽象能力。因此,培养其学习兴趣,提高学生的地理能力,在高考中取得较好成绩,需不断提高课堂教学质量,充分利用各种教学资源,使学生在学习过程中达到事倍功半的效果。    一、以教材为本,挖掘潜伏的因子    教师在课堂教学过程中,要将课本内容讲清楚、透彻,有必要把潜在的知识点挖掘出来。“地球的运动”一节内容中,谈到“
期刊
地理图象导学法是近年来在福州市部分中学开展研究的课题之一,有一定的教学使用价值。本文就该课题概念、观点、教学过程及其现实意义谈谈个人肤浅的看法。     一、地理图象导学法的概念     图象是指根据教学大纲的目的要求、教材内容和学生的知识水平等而设计的地理图和画组成的系统,包括教学挂图、地图册、附图、插图、填充图册、地理图片、自制教学挂图、板图、板画、幻灯、投影和录像等,以及地理模型、地理标本和
期刊
课堂教学不仅是一门科学,也是一门艺术。形成地理课堂教学艺术特色的因素很多,其中最主要且容易观察、训练的是教学活动方式的变化,即变化技能。变化技能是教学过程中信息传递。师生相互作用和各种教学媒体、教学方法,学生训练的转换方式。变化能使课堂教学充满生机,是形成教师教学风格的主要因素。变化技能大致可分为:教态的变化、信息传输通道及教学媒体的变化,师生相互作用的变化。    一、教态的变化    教态的变
期刊
高考文科综合政治学科材料分析题是指命题者多以现实生活中的有关理论问题和实际问题立意,给出具体背景材料,要求考生运用所学基础理论知识,分析实际问题和解决实际问题的主观性试题。这是以知识为基础,知识、能力相交融的应用型和能力型试题,主要考察考生理解、分析、综合和评价能力,解决实际问题的能力,体现了思想政治课理论联系实际的原则,也体现了《考试大纲》所规定的要求。解答此类试题难度大,考生失分较多。除了因为
期刊
在高三生物学总复习过程中,本人依据“3+X+1”高考命题指导思想和我校高中生物学教学及学生实际,制定切实可行的复习计划,采取行之有效的复习方法,取得理想的复习效果。为此对“3+X+1”高考生物学复习应抓好的关键问题,谈谈自己的具体做法。     一、认真研究《教学大纲》和理科综合《考试说明》,广泛搜集高考信息 。    《教学大纲》和理科综合《考试说明》(即考纲)是高中生物学教学和高考命题的依据,
期刊
阅读教学,就是教师创设愉悦、民主、和谐的情境,激发学生的学习热情,在时间上、空间上、学习方法上,让学生自主学习,主动参与,主动探索,主动奉献自己思维的一种教学模式。    一、独立阅读,引导自究    独立阅读,是指学生带着问题(教师择定)独立阅读教材。虽说是独立阅读,但也不是放羊式的,教师要从中发挥引导、点拨作用。那么,要如何阅读教材呢?首先,要保证有足够的时间让学生读书。其次,要教给学生圈画、
期刊
[摘要]学习兴趣是学生对学习生活产生的心理上的爱好和追求的倾向,一旦对学习发生兴趣,就会充分发挥自己的积极性和主动性  [关键词]直观教学 课堂情境 质量    教学的成功与否在很大程度上取决于学生的学习主动性,而学习主动性的高低则主要来自学习的兴趣。所谓学习兴趣是指学生对学习活动产生的心理上的爱好和追求的倾向。通常,兴趣对人的活动产生巨大的推动作用。一旦对学习发生兴趣,就会充分发挥自己的积极性和
期刊