高中物理中非純電阻元件的最大功率的求解方法

黃濤 安坤 徐俊

摘 要：《普通高中物理課程標準（2017年版）》明確提出了“核心素養”概念，取代了過去的“三維目標”的表述。高中物理核心素養包括物理觀念、科學思維、科學探究和科學態度與責任四個維度。在實際的教學實踐中，筆者發現高中物理電路中的非純電阻元件的最大輸入功率或最大輸出功率問題，需要學生根據閉合電路的歐姆定律、焦耳定律以及電源的等效等知識，進行科學分析、推理、綜合，方能正確解決，對學生的思維要求比較高，是學生學習電路知識的一個難點，也是學生樹立物理觀念、培養科學思維的有效材料。于是，本文搜集、篩選學生遇到的該方面習題，進行分析，總結出非純電阻元件的最大功率求解方法，以期幫助學生克服非純電阻元件的最大功率這個難點，提高學生學生的科學思維能力。

關鍵詞：非純電阻元件;最大功率;高中物理

所謂非純電阻元件是指能將輸入電能除了轉化成熱能外還轉化成機械能或化學能等其他形式能量的元件，常見的非純電阻元件有電動機、電解槽等。非純電阻元件的最大功率求解問題包含非純電阻元件最大輸入電功率和最大輸出功率求解兩類問題，我們分別來分析。

一、 非純電阻元件的最大輸入功率的求解

二、 非純電阻元件的最大輸出功率

對于圖1的電路，當非純電阻元件正常工作時，其輸出的最大功率是多少？我們來進行分析：對于非純電阻元件M，根據能量守恒定律，可將它等效為只發熱一個純電阻r′和一個無能量損耗的理想的能量轉化裝置e，如下圖2所示：

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：1.

作者簡介：

黃濤，安坤，徐俊，河南省信陽市，河南省信陽市息縣第一高級中學。