黑龙江省齐齐哈尔市高中物理 第二章 恒定电流2.2 电动势

黑龙江省齐齐哈尔市高中物理 第二章 恒定电流2.2 电动势

‎2.2 电动势 ‎ 学习 目标 ‎1.知道电源是将其他形式能转化为电势能的装置.‎ ‎2.了解电路中自由电荷定向移动过程中，静电力和非静电力做功与能量转化的关系.‎ ‎3.了解电源电动势的基本含义，知道它的定义式.‎ ‎1． 4. 理解电源内电阻。‎ 学习 疑问 学习 建议 ‎【知识链接】‎ ‎【预学能掌握的内容】‎ ‎【问题导引】‎ 1. 电源的作用是什么？‎ 2. 电源通过什么力做功实现能量间的转化的？‎ ‎3.电动势在数值上等于什么？定义式是怎么写的？‎ ‎4.电源的几个参数是什么？什么是电池的容量？容量的单位是什么？‎ ‎【知识导引】‎ 一、电源 ‎1．概念：通过 做功把其他形式的能转化为电势能的装置．‎ ‎2．作用 ‎（1）外电路（电源以外的电路）： 电荷从电源正极流向负极，形成持续电流．电源的作用就是维持外电路中这种持续电流．‎ ‎（2）内电路（电源内部的电路）：电源提供“ 力”，通过这种力做功，把 电荷从负极搬运到正极，使电荷的 能增加．‎ 思考讨论水力发电是一种既环保又高效的发电方式．一台水力发电机在发电时，发生了哪些能量之间的转化？‎ 二、电源的三个重要参数 ‎1．电动势 ‎（1）物理意义：反映电源 做功的本领的大小．‎ ‎（2）大小：在数值上等于非静电力把 的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功．即.‎ ‎（3）单位：伏特（V）．‎ ‎（4）大小的决定因素：由电源中 的特性决定，跟电源的 无关，跟 也无关．‎ ‎（5）常用电源的电动势 干电池 铅蓄电池 锂电池 锌汞电池 ‎1.5 V ‎2 V ‎3 V或3.6 V ‎1.2 V ‎2．内阻 ‎（1）电源内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫做电源的 ‎（2）内阻和电动势同为电源的重要参数．‎ ‎3．容量：电池放电时能输出的 ．其单位是A·h或mA·h.‎ 温馨提示（1）电动势是用比值法定义的物理量，由电源中非静电力的特性决定，是电源的属性，与移送的电荷量q和所做的功W无关，跟电源的体积、外电路也无关．‎ ‎（2）电动势越大，表明每移动‎1 C的电荷，电源可把更多的其他形式的能量转化为电势能，而不表明电源容量大．‎ ‎【合作探究一】‎ 问题1： 既然电源内部存在着由正极指向负极的静电场，为何还能维持电荷的流动？‎ 问题2： 电源提供的这个力实现了什么能量间的转化？是如何实现的？‎ ‎【典题探究】‎ ‎【例1】关于电源与电路，下列说法正确的是（ ）‎ A.外电路中电流由电源正极流向负极，内电路中电流也由电源正极流向负极 B.外电路中电流由电源正极流向负极，内电路中电流由电源负极流向正极 C.外电路中电场力对电荷做正功，内电路中电场力对电荷也做正功 D.外电路中电场力对电荷做正功，内电路中非静电力对电荷做正功 ‎【合作探究二】‎ 问题1：不同的电源非静电力做功的本领不同，引入什么物理量来表征电源的这种特性？‎ 问题2：电源的这种特性大小决定因素是什么？‎ 问题3：电动势和电势差的区别与联系？‎ 电势差 电源电动势 物理意义 表示非静电力做功将其他形式的能转化成电能的本领 定义式 ‎ ，W为 做的功 ‎ ，W为 做的功 决定因素 由 及导体 、导体连接方法而决定 由 本身决定，与其他因素无关 单位 测量方法 将电压表并联在被测电路两端 ‎①将内阻很大的电压表并联在电源两端，且外电路断开 ‎②用伏安法 联系 电路闭合时， 外　电路断开时， ‎ 提醒 （1）定义式给出了一种物理量的测量方法．‎ ‎（2）电动势大小等于电源内非静电力将‎1 C的正电荷从负极搬运到正极所做的功．‎ ‎【例2】 （多选）关于电动势E的说法中正确的是（　　）‎ A．电动势E的大小，与非静电力所做的功W的大小成正比，与移送电荷量q的大小成反比 B．电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关 C．电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量 D．电动势E的单位与电势差的单位相同，故两者在本质上相同 ‎．【反馈训练】‎ ‎1、下列有关电动势的说法正确的是（　　）‎ A．电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比 B．电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是电源两极间的电压 C．非静电力做功越多，电动势就越大 D．E＝W/q只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源内非静电力的特性决定 ‎2、 常用的干电池有1号电池、5号电池等，电动势均为1.5 V，如果这两种电池对外供电的电荷量均为‎2 C，那么电源所做的功各是多少?若有一电动势为2 V的蓄电池，当移动相同的电荷时，电源所做的功又是多少?‎ ‎【合作探究三】电源的内阻和电池的容量 问题1：电源的内阻大小决定因素是什么？‎ 问题2：电池的容量大小决定因素是什么？‎ ‎【例3】随着中国电信业的发展，国产手机在手机市场上已占有相当大的市场份额。如图是某公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明，由此可知电池的电动势、待机状态下的平均工作电流分别是（　　）‎ A．4.2 V、14.58 mA B．4.2 V、700 mA C．3.7 V、14.58 mA D．3.7 V、700 mA ‎【课堂检测】‎ 对电动势的理解 ‎1.关于电动势下列说法中正确的是(　　)‎ A．在电源内部把正电荷从负极移到正极，静电力做功使电能增加 B．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大 C．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送单位电荷量做功越多 D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多 电动势的计算 ‎2.一台发电机用‎0.5A的电流向外输电，在1min内有180J的机械能转化为电能，试求发 电机的电动势是多少？ （ ）‎ A 6V B 360V C 120V D 12V 非静电力及其做功问题 ‎3.以下说法中正确的是（ ）‎ A 在外电路和电源内部，正电荷都受静电力作用，所以能不断地定向移动形成电流 B 静电力和非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少 C 在电源内部正电荷能从负极到达正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力 D 静电力移动电荷做功使电势能减少，非静电力移动电荷做功使电势能增加 电压与电动势区别 ‎4.下列说法中正确的是(　　)‎ A.电源的电动势实质上就是电源两极间的电压 B.用电压表直接连到电源两端，电压表的读数就为电源电动势的大小 C.电源的电动势与电压的单位相同，但与电压有本质的区别 D.电动势越大，电源两极间的电压一定越高 电源参数的认知 ‎5.对于不同型号的干电池，下列说法正确的是（　　）‎ A．１号干电池的电动势大于５号干电池的电动势 B．１号干电池的容量大于５号干电池的容量0‎ C．１号干电池的内阻大于５号干电池的内阻 D．把１号干电池和５号干电池分别连入电路中，若电流相同，它们做功的快慢相同 层次一 ‎1.关于电源的说法，正确的是(　　)‎ A.电源向外提供的电能越多，表明电动势越大 B.电动势表示电源将单位正电荷从负极移到正极时，非静电力做的功 C.在电源内部，从正极到负极电势逐渐提高 D.在电源外部，从正极到负极电势逐渐提高 ‎2.铅蓄电池的电动势为2 V，这表示(　　)‎ A.电路中每通过‎1 C的电荷量，电源把2 J的化学能转变为电能 B.没有接入电路时蓄电池两极间的电压为2 V C.蓄电池在1 s内将2 J的化学能转变为电能 D.蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的大 ‎3.手电筒的两节干电池已经用过较长时间，灯泡只发出很微弱的光。把它们取出来，用电压表测电压，电压表示数接近3 V。再把它们作为一个台式电子钟的电源，电子钟能正常工作，下列说法：‎ ‎①这两节干电池的电动势减少了很多　‎ ‎②这两节干电池的内阻增大了很多　‎ ‎③这台电子钟的额定电压一定比手电筒的小灯泡的额定电压小　‎ ‎④这台电子钟的正常工作电流一定比小灯泡正常工作电流小 其中正确的是(　　)‎ A.①② B.①③‎ C.②④ D.③④‎ ‎4.下列关于电源的说法中不正确的是(　　)‎ A．干电池是化学能转化为电能的装置 　B．发电机是机械能转化为电能的装置 C．太阳电池是光能转化为电能的装置 　 D．锂电池是光能转化为电能的装置 ‎5.对电动势的定义式E＝W/q的理解正确的是(　　)‎ A.E与W成正比　　　　 B.E与q成反比 C.E的大小与W、q无关 D.W表示非静电力做功 ‎6. 一节干电池的电动势为1.5 V，其物理意义可以表述为(　　)‎ A.外电路断开时，1 s内它能将1.5 J的化学能转化为电势能 B.外电路闭合时，1 s内它能将1.5 J的化学能转化为电势能 C.外电路闭合时，1 s内它能将‎1.5 C的电荷量通过导线的某一截面 D.外电路闭合时，导线某一截面每通过‎1 C的电荷量，整个电路就获得1.5 J的电能 ‎7.下列说法中正确的是 (　　)‎ A.同一型号干电池，旧电池比新电池的电动势小，内阻小，容量小 B.电源电动势E与通过电源的电流I的乘积EI表示电源内静电力的功率 C.1号干电池比5号干电池的电动势小，容量大 D.当通过同样的电荷量时，电动势为2 V的蓄电池比1.5 V的干电池提供的电能多 层次二 ‎8.如图所示，这是一种化学原电池，电路中电流表的作用可以测电流的方向，测得外电路的电流方向如图中所示。其中两金属板分别为锌板和铜板，电解槽中的电解液为硫酸铜。下列说法中正确的是(　　)‎ A.A是铜板，B是锌板 B.A是锌板，B是铜板 C.A端是电源的正极，B端是电源的负极 D.该种电池能把化学能转化为电能 ‎9.电池容量就是电池放电时能输出的总电荷量，某蓄电池标有“‎15 A·h”的字样，则表示(　　)‎ A.该电池在工作1 h后达到的电流为‎15 A B.该电池在工作15 h后达到的电流为‎15 A C.电池以‎1.5 A的电流工作，可用10 h D.电池以‎15 A的电流工作，可用15 h ‎1０．将电动势为3.0 V的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为2.4 V，当电路中有‎6C的电荷流过时，求：‎ ‎(1)有多少其他形式的能转化为电能。‎ ‎(2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能 ‎(3)内电路中有多少电能转化为其他形式的能。‎