【物理】2019届一轮复习人教版 电动势 学案

【物理】2019届一轮复习人教版 电动势 学案

重难讲练 一、电源的参数——电动势和内阻 ‎1.电动势 ‎(1)电动势：在电源内部，非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功W与被移送电荷q的比值.‎ ‎(2)定义式：E＝.单位：伏特(V)‎ ‎(3)意义：反映电源非静电力做功本领大小的量.‎ ‎(4)决定因素：由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路无关.(填“有关”或“无关”)‎ ‎(5)常用电池的电动势 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 ‎ step. ^c om]‎ ‎2.内阻：电源内部导体的电阻.[ ^ : 中教 ]‎ ‎3.容量：电池放电时能输出的总电荷量，其单位是：A·h或mA·h.‎ 二、对电动势的理解 ‎1.电动势的意义：反映电源把其他形式的能(非静电力做功)转化为电能的本领大小，电动势越大，电路中每通过1 C电荷量时，电源将其他形式的能转化成电能的数值就越多.‎ ‎2.电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.常用干电池的电动势为1.5 V，意味着将1 C正电荷在电池内从负极移送到正极的过程中，有1.5 J的化 能转化成了电能. 中国教育出版 ]‎ ‎3.电动势是标量，但为研究问题的方便，常认为其有方向，规定其方向为电源内部电流的方向，即在电源内部由电源负极指向正极.‎ ‎4. 电源电动势与电势差的区别和联系 ‎【典例1】一节干电池的电动势为1.5 V，这表示(　　)‎ A.电池中每通过1 C的电荷量，该电池能将1.5 J的化 能转变成电势能 B.该电池接入电路工作时，电池两极间的电压恒为1.5 V[w^w w . st ep.c om]‎ C.该电池存储的电能一定比电动势为1.2 V的电池存储的电能多[w ww. s t ep^.co m]‎ D.将1 C的电子由该电池负极移送到正极的过程中，非静电力做了1.5 J的功 ‎【答案】A ‎【典例2】智能手机耗电量大，移动充电宝应运而生，它是能直接给移动设备充电的储能装置．充电宝的转化率是指电源放电总量占电源容量的比值，一般在 0.60-0.70 之间（包括移动电源和被充电池的线路板、接头和连线的损耗）．如图为某一款移动充电宝，其参数见下表，下列说法正确的是（ ）‎ A． 充电宝充电时将电能转化为内能 B． 该充电宝最多能储存能量为 C． 该充电宝电量从零到完全满电的时间约为2h D． 该充电宝给电量为零，容量为 3000mAh 的手机充电，则理论上能充满 4 次 中 国教^育 出版 ]‎ ‎【答案】D[中国教育 ^ 出 版 ]‎ ‎【跟踪训练】‎ ‎1．下面是对电源电动势概念的认识，你认为正确的是(　　 )‎ A．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化 B．1号干电池比7号干电池大，但电动势相同 C．电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势就越大 D．电动势、电压和电势差虽名称不同，但意义相同，所以单位也相同 ‎【答案】B ‎【解析】电动势的大小由非静电力性质决定，与外电路及电池体积无关，故A错，B对；电动势在数值上等于搬运1 C电荷量把其他形式的能转化为电能的数值，C选项由于没确定多少电荷量，所以不对；电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领的量，而电压是电势差的大小，D错。‎ ‎2. 太阳能电池已经越来越多地应用于我们生活中，有些太阳帽前安装的小风扇就是靠太阳能电池供电的.可以测得某太阳能电池可产生0.6 V的电动势，这表示(　　)‎ A.电路中每通过1 C电荷量，太阳能电池把0.6 J的太阳能转变为电能 B.无论接不接入外电路，太阳能电池两极间的电压都为0.6 V C.太阳能电池在1 s内将0.6 J的太阳能转变为电能 D.太阳能电池将太阳能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)将化 能转化为电能的本领小 ‎【答案】AD ‎3.如图，为一块手机电池的背面印有的一些符号，下列说法正确的是(　　)‎ A.该电池的容量为500 mA·h B.该电池的电动势为3.6 V，内阻为0[来 源: 中教^ ]‎ C.该电池在工作时的电流为500 mA D.若电池以10 mA的电流工作，可用50小时 ‎【答案】AD ‎【解析】电池上的3.6 V表示电动势，但该电池的内阻不为零，故B错；该电池在工作时的电流很小，远小于500 mA，故C错；500 mA·h表示电荷容量，可以由电荷容量计算在一定放电电流下使用的时间，由500 mA·h＝t×10 mA，得t＝50 h，所以A、D选项正确.‎ 二、公式E＝的理解和应用 ‎1.公式E＝是电动势的定义式，是比值法定义的量，E的大小与W、q无关.‎ ‎2.由公式E＝变形可知W＝qE，因此若已知电源的电动势和移动电荷的电荷量，就可以计算非静电力做功的大小，即把其他形式的能转化为电能的多少.‎ ‎3. 电动势E＝和电压U＝的区别 电动势E＝是电动势的计算式，其中W为非静电力做的功；电压U＝为电压的计算式，其中W为静电力做的功.两者的单位虽然相同，但表示的意义不同；电动势反映非静电力做功把其他形式的能转化为电能的本领，表征电源的性质；电压就是电势差，即电路(电场)中两点电势的差值，反映电场能的性质.‎ ‎【典例3】铅蓄电池的电动势为2 V，一节干电池的电动势为1.5 V，将铅蓄电池和干电池分别接入电路，两个电路中的电流分别为0.1 A和0.2 A.试求：两个电路都工作20 s，电源所消耗的化 能分别为多少？哪一个电源把化 能转化为电能的本领更大？‎ ‎【答案】4 J　6 J　铅蓄电池把化 能转化为电能的本领更大 ‎【典例4】将电动势为3 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6 C的电荷流过时，求：‎ ‎(1)有多少其他形式的能转化为电能；[来 源:中教^ ]‎ ‎(2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能；[中 国教育 出 版 ]‎ ‎(3)内电路中有多少电能转化为其他形式的能.‎ ‎【答案】(1)18 J　(2)14.4 J　(3)3.6 J ‎【解析】由电动势的定义可知，在电源内部非静电力每移送1 C电荷，有3 J其他形式的能转化为电能.也可认为在电源中，非静电力移送电荷做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能；在电路中，静电力移送电荷做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能.‎ ‎(1)W＝Eq＝3×6 J＝18 J，电源中共有18 J其他形式的能转化为电能.[来 源 ^ :中国教育出版 ]‎ ‎(2)W1＝U1q＝2.4×6 J＝14.4 J，外电路中共有14.4 J的电能转化为其他形式的能.‎ ‎(3)W2＝W－W1＝3.6 J，内电路中有3.6 J电能转化为其他形式的能.‎ ‎【跟踪训练】‎ ‎1.关于电源电动势，以下说法正确的是(　　)[来 源 : ste p ]‎ A.1号干电池比5号干电池大，所以1号干电池的电动势大 B.由电动势E＝可知E跟W成正比，电源做的功越多，电动势越大 C.由电动势E＝可知E跟q成反比，电路中移送的电荷量越多，电动势越小 D.电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关 ‎【答案】D ‎【解析】1号干电池比5号干电池大，但是电动势相等，内阻不相同，故A错误；电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关，与做功以及电荷量也无关，所以B、C错误，D正确.‎ ‎2．铅蓄电池的电动势为2 V，下列说法错误的是(　　 )‎ A．电路中每通过1 C电荷量，电源把2 J的化 能转化为电能 B．铅蓄电池断开时其两极间的电压为2 V[中国教 育^出 版 ]‎ C．铅蓄电池在1 s内将2 J的化 能转变成电能 D．铅蓄电池将化 能转变为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的大 ‎【答案】C ‎3.一台发电机用0.5 A的电流向外输电，在1 min内将180 J的机械能转化为电能，则发电机的电动势为(　　)‎ A.6 V B.360 V ‎ C.120 V D.12 V ‎【答案】A[来^源 :中教 ]‎ ‎【解析】q＝It，E＝＝＝ V＝6 V.‎ ‎4．有一蓄电池，当移动1 C电荷时非静电力做的功是2 J，该蓄电池的电动势是多少？给小灯泡供电，供电电流是0.2 A，供电10 min，非静电力做的功是多少？‎ ‎【答案】2 V　240 J ‎【解析】由电动势的定义式得E＝＝2 V10 min内通过电源的电荷量等于通过小灯泡的电荷量，即Q＝It＝120 C则非静电力做的功W′＝QE＝240 J ‎5. 由六节干电池(每节的电动势为1.5 V)串联组成的电池组，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，则电池组的电动势为多少？从计算结果中你能得到什么启示？‎ ‎【答案】9 V　串联电池组的总电动势等于各电池的电动势之和 ‎[ :中 教 ]‎ 模拟提升[www. step. co^m]‎ ‎1．【2018山西省太原市第五中 高二月考】‎ 电池给灯泡供电与人将球抛出在能量转化方面有相似之处，我们可以将电势能类比于重力势能，如图所示，下列说法正确的是(　　)‎ A． 可以将电流通过灯泡时电流做功与抛球时人对球做功相类比 B． 可以将电池的非静电力做功与抛球时人对球做功相类比 C． 可以将电流通过灯泡时电流做功与重力对球做功相类比 D． 可以将电池的非静电力做功与重力对球做功相类比 ‎【答案】BC ‎【解析】电池的非静电力做功把化 能转化为电能的装置，类比人对球做功，故A错误，B正确；当电荷被非静电力搬到正极后，就会自发的由电势能高的地方向电势能低的地方运动，可以类比为重力对球做功，故C正确，D错误。所以BC正确，AD错误。‎ ‎2．【2018山东省枣庄市第三中 高一下期中】‎ 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，跟通过的电量成反比[来 ^源 :中教 ]‎ B． 电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间的电压 C． 干电池电动势为1.6V，表面将1C的正电荷从电源负极移到正极，通过非静电力做功，将其他性质的能量1.5J转化为电能 D． 只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的 ‎【答案】CD ‎3．【2018北京师范大 第二附属中 高一上期中】[ :中 ^教 ]‎ 关于电源的电动势，下列说法中正确的是（ ）‎ A． 电动势的大小与非静电力所做的功的大小成正比，与移动电荷量的大小成反比 B． 电动势由电源本身决定，跟电源的内电阻和外电阻大小均无关 C． 电动势的单位与电压的单位都是伏特，其二者本质一样的 D． 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量 ‎【答案】D ‎【解析】A．电动势的意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的量，与非静电力做功的大小以及移送电荷量的大小无关，故A错误；‎ B．电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，与外电阻无关，只由电源本身决定，故B错误．‎ C．电动势的意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱，电压是反映电场力做功性质的量，二者的本质不同，故C错误．‎ D．电动势的意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱，电动势越大，本领越大，故D正确． s te p.c o m]‎ 故选D．‎ ‎4．【2018云南省宣威市第十一中 高二下期中】[来^源: 中 教 ]‎ 关于电源的电动势，下列说法中正确的是(　　)‎ A． 电动势公式中W与电压中的W是一样的，都是电场力做的功 B． 不管外电路的电阻如何变化，电源的电动势不变[来^源: 中教 ]‎ C． 电动势就是电压，它们之间无区别 D． 外电路全部断开时，电动势将变为零 中国教育出 版 ]‎ ‎【答案】B ‎5．【2018浙江省宁波诺丁汉大 附属中 高一下期中】‎ 铅蓄电池的电动势为2V，这表示（ ）‎ A． 电路通过2库仑电量，电源把2焦耳的化 能转化为电能 B． 电池内电压是2V C． 电源没有接入电路时，其两极间的电压是2V D． 把化 能转化为电能的本领比一节干电池小 ‎【答案】C 中 国教育出^版 ]‎ ‎【解析】A项：由电动势的定义式可知：电源的电动势E为2V，电路中每通过q=1C电荷量，电源把2J的化 能转变为电能，故A错误；‎ B、C项：当电源断开时，其两极间的电压等于电动势，故B错误，C正确；‎ D项：电源的电动势是表示电源将其它形式的能转化为电能的本领，铅蓄电池的电动势比一节干电池的电动势大，故D错误。‎ ‎6．【2018江西省上饶市高二上期末】‎ 一组铅蓄电池的电动势为4.8V，内阻不为零，以下说法中错误的是 A． 电路中每通过1C电荷量，铅蓄电池能把4.8J的化 能转变为电能 B． 体积大的铅蓄电池比体积小的铅蓄电池的电动势大 C． 电路中每通过1C电荷量，铅蓄电池内部非静电力做功为4.8J D． 该铅蓄电池把其他形式能转化为电能的本领比一节千电池(电动势为1.5V) 的强 ‎【答案】B ‎7．【2018北京市第二十中 高二上期中】‎ 已知干电池的电动势为．下列说法正确的是（ ）‎ A． 用电压直接连接干电池的两极，测量得到的电压等于该电池的电动势的大小 中教^ ]‎ B． 当外电路闭合时，在内有的电荷量通过该电池 C． 当外电路闭合时，每当的电荷量通过干电池，则该电池就能提供的电能 中教 ]‎ D． 当外电路闭合时，在内该电池能提供的电能 ‎【答案】C ‎【解析】用电压表直接连接干电池的两极，电压表与电池构成了一个回路，此时电压表作为外电路，测得的电压也为外电路的电压，因为电池有内阻要分担一部分电压，所以测量得到的电压小于该电池的电动势，故A错误；当外电路闭合时，电路中电流不一定是1A，由q=It知，则1s内不一定有1.5C的电荷量通过该电池，故B错误；根据电动势的定义式： ，可得当1C的电荷量通过干电池时所做的功为： ‎ ‎，故C正确；当外电路闭合时，1C的电荷量通过该电池时该电池能提供1.5J的电能，由于电流未知，则所用时间不一定是1s，故D错误。所以C正确，ABD错误。[来 源:中 国教育出版 ]‎ ‎8．【2018浙江省宁波市高一下期末】‎ 如图是米家牌扫地机器人的照片，下表内容是它的一些重要参数：‎ 额定电压 ‎100－240V/50－60H ‎ 额定功率 ‎55W 电池输入电压 ‎14.4V 电池容量 ‎5200mAh 充电时间 约3小时 工作时间 ‎2.5小时 根据以上信息，下列说法错误的是 A． 工作时，电池把化 能转化为电能 B． 电池充电时平均充电电流约1.73A s tep . com]‎ C． 电池充满电时储存的能量大约为5.94×105J D． 在2.5小时工作时间内机器人并非一直以55W额定功率工作 ‎【答案】C ‎9．【2018北京市顺义区高三二模】‎ 手机充电器又名电源适配器．手机常用锂离子(li-ion)电池的充电器采用的是恒流限压充电，充电器上所标注的输出参数如图11所示.充电的锂离子电池标识如图12所示.对于电源适配器与锂电池，下列说法正确的是 A． 手机电池标识的mAh是电功的单位 B． 电源适配器输出的是6V交流电 C． 如果工作电流是200mA，手机电池最多能连续工作约8个小时．‎ D． 手机充电时会微微发热，所以手机充电器主要是把电能转化成热能的装置 ‎【答案】C ‎10．【2018全国百校名师联盟高二月考领航（二）】‎ 如图为某智能手机电池上的信息，电池支持“9V 2A”快充技术，电池充满仅需约1.3小时，轻度使用状态可使用一天.下列说法错误的是 A． 9.88 Wh为该电池的充电电能 B． 4.35V 为该电池的充电电压 C． 轻度使用时的平均功率约0.1W[来 源:^中国教 育 出版 ]‎ D． 根据数据可以计算得到该电池的容量约为2600mAh ‎【答案】D ‎【解析】A、9.88Wh为电池的充电电能，不是该电池的电量；故A错误；B、4.35V为充电电压，不是该电池的电动势，故B错误；C、轻度使用时平均功率约为，故C错误；D、充电电流为2A，充满电为1.3h，故电池的容量q=It=2000mA×1.3h=2600mAh，故D正确．故选D．‎ ‎11．【2018北京市首都师范大 附属中 高二上期中】‎ 图为一块手机电池的背面印有的一些符号，下列说法正确的是（ ）‎ A． 指的是该电池放电时能输出的总电荷量 B． 该电池的电动势为 C． 该电池充满电可提供的电能为 D． 若该手机的待机电流为，手机最多可待机小时 ‎【答案】ABD ‎12．【2018北京市海淀区高三查漏补缺】‎ 由某种金属材料制成的圆柱形导体，将其两端与电源连接，会在导体内部形成匀强电场，金属中的自由电子会在电场力作用下发生定向移动形成电流。已知电子质量为m，电荷量为e，该金属单位体积的自由电子数为n。‎ ‎（1）若电源电动势为E，且内阻不计，‎ a. 求电源从正极每搬运一个自由电子到达负极过程中非静电力所做的功W非；‎ b. 从能量转化与守恒的角度推导：导体两端的电压U等于电源的电动势E；‎ ‎（2）经典的金属电子论认为：在外电场（由电源提供的电场）中，金属中的自由电子受到电场力的驱动，在原热运动基础上叠加定向移动，如图所示。在定向加速运动中，自由电子与金属正离子发生碰撞，自身停顿一下，将定向移动所获得的能量转移给金属正离子，引起正离子振动加剧，金属温度升高。自由电子在定向移动时由于被频繁碰撞受到阻碍作用，这就是电阻形成的原因。‎ 自由电子定向移动的平均速率为v，热运动的平均速率为u，发生两次碰撞之间的平均距离为x。由于v<

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