2020学年高中物理 2.2 电动势 学案（人教版选修3-1）

2020学年高中物理 2.2 电动势 学案（人教版选修3-1）

‎2.2 电动势 学案（人教版选修3-1） ‎ ‎1．电源之所以能维持外电路中稳定的电流，是因为它有能力把来到__________________极的正电荷经过电源________________部不断地搬运到__________极．‎ ‎2．在电源内要使正电荷向正极移动，就一定要有________力作用于电荷才行．在这个过程中，电源使电荷的电势能________．‎ ‎3．在电池中，非静电力是__________，它使__________能转化为____________能；在发电机中，非静电力是__________，它使__________能转化为____________能．从能量转化的角度看，电源是通过__________力做功把__________能转化为________能的装置．‎ ‎4．电动势的定义：在电源内部，非静电力所做的功W与被移送的电荷量q的比值叫做电源的电动势，即E＝________，其单位是________．电动势在数值上等于非静电力把________电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．‎ ‎5．电动势由电源中__________的特性决定，跟电源的体积__________，也跟外电路________．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________.‎ 一、电源的理解 ‎[问题情境]‎ 电源的种类比较多，干电池、蓄电池、充电锂电池、发电机等都是电源，目前南京大学材料系的“概念电池”已正式进入南京高科技转化市场，它只需要接受阳光，便可以像植物的光合作用一样捕捉其中的能量，进而产生电能．那么，电池都是怎样工作的呢？‎ ‎1．在内、外电路中，正电荷的移动方向各是怎样的？“搬运”电荷的作用力各是什么力？‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎2．从能量转化的角度看，电源是怎样的装置？‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎[要点提炼]‎ ‎1．在电源内部，静电力对形成电流的电荷的定向移动起阻碍作用，正是________力的存在，使电源能维持这一运动．‎ ‎2．电源通过非静电力做功，使电荷的______能增加了．‎ 二、电动势 ‎[问题情境]‎ 下面是一块手机上使用的锂离子电池上面的几个数据：“电压：3.7 V　容量：900 mA·h”，“充电电压：4.2 V”．你知道上面各值表示的物理意义吗？‎ ‎1．电动势表明了电源的什么特性？‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎2．上述电源若通过非静电力把‎1 C的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功是多少？‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎[要点提炼]‎ ‎1．电动势的定义式是______________________．‎ ‎2．电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，而电压则是描述导体把电能转化为______本领大小的物理量.‎ 例1　下列关于电源的说法中正确的是(　　)‎ A．在外电路和电源内部，正电荷都受到静电力的作用，所以能不断地定向移动形成电流 B．静电力与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，正电荷能从负极移动到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电势能减少，非静电力移动电荷做功电势能增加 听课记录：　‎ ‎　‎ ‎　‎ 变式训练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动到正极，非静电力做功，电势能增加 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 电源内部把单位正电荷从负极向正极移送所做的功越多 D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多 例2　由6节新干电池组对一电阻供电，电路中的电流为‎2 A，在10 s内电源做功为180 J，则电源的总电动势为多少？‎ 变式训练2　一节干电池的电动势为1.5 V，说明电池内非静电力每移动‎1 C的电荷做功是________ J，其电势能______(填“增加”或“减少”)，是________能转化为________能的过程．‎ ‎【即学即练】‎ ‎1．下列关于电源的说法中，正确的是(　　)‎ A．电源向外提供的电能越多，表示电动势越大 B．电动势表示电源将单位正电荷从负极移动到正极时非静电力所做的功 C．电源的电动势与外电路有关 D．在电源内从负极到正极电势升高 ‎2．关于电源的电动势，下列说法正确的是(　　)‎ A．电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量 B．电动势在数值上等于电路中通过‎1 C的电荷量时电源提供的能量 C．电源的电动势跟电源的体积有关，跟外电路也有关 D．电动势有方向，因此电动势是矢量 ‎3．下列关于电流的说法中，正确的是(　　)‎ A．电流大，通过导体横截面的电荷量必定多 B．如果在任意相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流不变 C．电流的方向就是自由电荷定向移动的方向 D．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位 ‎4．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，电源就把2 J的化学能转化为电能 B．铅蓄电池两极间的电压为2 V C．铅蓄电池在1 s内将2 J的化学能转化为电能 D．铅蓄电池将化学能转化为电能的本领比一节普通干电池(电动势为1.5 V)的大 参考答案 课前自主学习 ‎1．负　内　正　2.非静电　增加 ‎3．化学作用　化学　电势　电磁作用　机械　电势　非静电　其他形式的　电势 ‎4.　伏特　‎1 C的正 ‎5．非静电力　无关　无关　内阻 核心知识探究 一、‎ ‎[问题情境]‎ ‎1．在电源内部，正电荷由负极流向正极．“搬运”电荷的作用力是非静电力；在外电路，正电荷由电源正极流向负极．“搬运”电荷的作用力是静电力．‎ ‎2．通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能 ‎[要点提炼]　1.非静电　2.电势 二、‎ ‎[问题情境]‎ ‎1．把其他形式的能转化为电势能‎　2.3.7‎ J ‎[要点提炼]‎ ‎1．E＝　2.其他形式的能 解题方法探究 例1　D　[电源内部非静电力做功使电荷的电势能增加，引出了电动势的概念，来描述非静电力的做功本领．而静电力移动电荷做正功使电势能减少．D项对．]‎ 变式训练1　AC　[电源是将其他形式的能转化为电能的装置，是通过电源内部的非静电力做功来完成的，所以非静电力做功，电势能就增加，选项A正确；电源电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，电动势在数值上等于移送单位电荷量的正电荷所做的功，不能说非静电力做功越多，电动势越大，也不能说电动势越大，移送的电荷量越多，选项C正确，B、D错误．]‎ 例2　9 V 解析　本题考查的是电源的串联问题，电源所做的功就是搬运电荷的非静电力所做的功，根据E＝可确定电动势，进而得出启示或结论．电源做的功等于搬运电荷的非静电力所做的功，在10 s内共搬运的总电荷量为：q＝It＝2×‎10 C＝‎20 C．再根据W＝qE，式中的E为电源的总电动势，E＝＝ V＝9 V.‎ 变式训练2　1.5　增加　化学　电势 即学即练 ‎1．BD　[电源向外提供电能的多少与电动势的大小无关，选项A错误；电动势的大小是由电源自身决定的，与外电路无关，选项C错误．]‎ ‎2．AB　[由电动势的物理意义可知，电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，它在数值上等于电源没有接入电路时其两极间的电压，也等于电路中通过‎1 C的电荷量时所提供的能量；电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路也无关，电动势虽有方向，但电动势是标量．]‎ ‎3．BD　[由q＝It可知选项A错误；由I＝可知选项B正确；电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，选项C错误；国际单位制中共有七个基本物理量，对应有七个基本单位，电流的单位“安培”是其中之一，选项D正确．]‎ ‎4．AD　[根据电动势的定义式E＝知，非静电力移动‎1 C的电荷量所做的功W＝qE＝1×2 J＝2 J，由功能关系可知有2 J的化学能转化为电能，选项A正确，选项C错误．电源开路时两极间的电势差(电压)等于电动势，题目中未说处于开路状态，所以选项B错误．电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，铅蓄电池的电动势大于一节干电池的电动势1.5 V，选项D正确．]‎