1、优质文档优质文档第 2 节 电_动_势1.电动势与电压的单位都是伏特，但二者意义不同，电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领来源:学科网大小的物理量，电动势的大小仅取决于电源本身。2电动势的定义式为 E ，电动势和内阻是电源的Wq两个重要参数。电源在电路中的作用自 学 教 材 1非静电力(1)定义：非静电力是指电源把正电荷( 负电荷)从负极(正极) 搬运到正极(负极)的过程中做功的力，这种非静电力做的 功，使电荷的电势能增加。(2)在电池中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能；在发电机中，非静电力的作用是电磁作用，它使机械能转化为电势能。2电源(1)定义：通过非静电力做功把其他
2、形式的能转化为电势能的装置。(2)不同的电源，非静电力做功的本领不同，这是由电源本身性质决定的。重 点 诠 释 正确理解非静电力(1)如图 221 所示，在电源外部的电路里，自由电荷在电场力作用下移动，电场力做正功，电势能转化为其他形式的能；在电源内部自由电荷移动的方向与受到的电场力方向相反，移送电荷的不再是电场力，叫做“非静电力” 。非静电力做功将电荷“移送”到电势能高的电极，增加电势能( 消耗其他形式的能) 。所以可以说：电源是通过非静电力做功，将其他形式的能转化为电能的装置。优质文档优质文档图 221(2)从能量转化的角度看，电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。(3)
3、作用：保持两极间有一定电压，供给电路电能。特别提醒 在外电路中，静电力做功将电能转化为其他形式的能，而在内电路中，非静电力做功将其他形式的能转化为电能。电源被形象地比喻为“抽水机” 。1关于电源的说法正确的是( )A电源外部存在着由正极指向负极的电场，内部存在着由负极指向正极的电场B在电源外部电路中，负电荷靠电场力由电源的负极流向正极C在电源内部电路中，正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极D在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能 来源:Z_xx_k.Com解析：无论电源内部还是外部， 电场都是由正极指向负极，故 A 错；在外部电路中， 负电荷靠电场力由负极流向正极，而内部 电路中，正 电荷由
4、负 极流向正极，因电场力与移动方向相反，故必有非静电力作用在 电荷上才能使其由负极流向正极，在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能，故 B、C、D 正确。答案：BCD电动势和内阻自 学 教 材 1电动势(1)定义：非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功跟被搬运的 电荷量的比值叫电源的电动势。(2)公式：EWq(3)单位：伏特，用“V” 表示。(4)物理意义：电动势的大小反映了电源将其他形式的能转化为电能的本领，电动势大，表示电源的转化本领大。(5)大小：从做功角度，其数值等于非静电力把 1_C 的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功。优质文档优质文档(6)方向：电动势是标量，为研究问题
5、方便，规定其方向为电源内部电流的方向，即由电源负极指向正极。(7)电动势的决定因素：电动势是电源的属性，大小完全由电源本身决定，与电源的体积和外电路的组成及变化情况无关。2电源的内阻及电池的容量(1)电源的内阻：电源的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内阻，内阻与电动势为电源的两个重要参数。(2)电池的容量：定义：电池放电时能输出的总电荷量，通常以安培时 (Ah)或毫安时(mAh)作单位。特点：电池的容量与放电状态有关，同样的电池，小电流、间断性放电要比大电流、连续放电的容量大。来源:Z+xx+k.Com(3)对同一种电池，体 积越大，电池的 容量越大，电池的内阻越小。重
6、点 诠 释 1电动势 E 与电压 U 间的比较物理量比较内容 电势差 U 电动势 E物理意义电场力做功，电能转化为其他形式的能非静电力做功，其他形式能转化为电能定义式 U ，W 为电场力做的功WqE ，W 为非静电力做的功Wq单位 伏特(V) 伏特(V)联系 电动势等于电源未 接入电路时两极间的电势差2电源的连接(1)n 个完全相同的电源串联：电源的总电动势 E 总 nE，电源的总内阻 r 总 nr。(2)n 个完全相同的电源并联：电源的总电动势 E 总 E，电源的总内阻 r 总 。rn特别提醒(1)电动势 E 与 U 及电场强度 E 等均采用比值定义法。W非q W电q Fq(2)电压 U 计
7、算 时有正有负，而电动势 E 只能取正值。2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B1 号干电池比 7 号干电池大，但电动势相同优质文档优质文档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，但物理意义相同，所以单位也相同解析：电动势的大小由非静电力性质决定，与 电池体积与容量无关，故 A 错， B 对；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
8、领的物理量，而 电压是电势差的大小，D 错。答案：B对电动势概念的理解例 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，非静电力做功，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从负极向正极移送单位电荷量做的功越多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思路点拨 在电源内部，通 过非静电力做功，把正电荷从负极移到正极，电荷的电势能增加，电动势代表了非静电 力做功的本领，它等于非静 电 力将单位正电荷从负极移到正极所做的功。解析 电源是将其他形式的能量转化为电能的装置，是通过电源
9、内部的非静电力做功来完成的，所以非静电力做功，电能就增加，因此 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 单位电荷量的电荷所做的功，不能说电动势越大，非静电力做功越多，也不能说电动势越大，移送的电荷量越多，所以 C 正确， B、D 错误。答案 AC电路中的能量转化问题例 2 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 6 C 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。思路点拨 电源通过非静电力
10、做功，将其他形式的能 转化 为电能，故 WEq，E 为电动势；外电路中电流做的功 W1U 1q，电能转化为其他形式的能；内 电路中电流做的功W2U 2q，电能转化为其他形式的能，U 1U 2E。优质文档优质文档解析 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)WEq36 J18 J， 电源中共有 18 J 其他形式的能转化为电能。(2)W1 U1q2.46 J14.4 J，外 电路中共有
11、14.4 J 电能转 化为其他形式的能。(3)内电压 U2 EU 13 V2.4 V 0.6 V ，所以 W2U 2q0. 66 J3.6 J，内电路中共有 3.6 J 电能转化为其他形式的能。也可由能量守恒求出：W2WW 13.6 J 。答案 (1)18 J (2)14.4 J (3)3.6 J借题发挥 非静电力只在电源内部对电荷做功，将其他形式的能转化为电能，但静电力在整个闭合电路上都要做功，将电能转化为其他形式的能，不能只认为静电力只在外电路做功，因电源有内阻，在内电路上部分电能转化为内能，这要通过静电力做功来实现转化。电动势为 1.2 V 的计算器电池，若在电路中用 1.2 s 时间移
12、送 2 C 的电荷量，则：(1)电源把多少焦耳的其他形式的能转化为电能？(2)非静电力做功的功率多大？解析：(1)W Eq1.22 J 2.4 J。(2)P W2 W。Wt 2.41.2答案：(1)2.4 J (2)2 W随堂基础巩固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解析：电源是把其他形式的能转化为电能的装置。在 电源内部，非静电力做功，使电源正极电势低于负极电势；在电源外部电场力做功，正极 电势 高于负极电势。 电源提供
13、的电能E 电 qE，既与 电动势 E 有关，又与 电荷量 q 有关， B 选项正确。答案： B优质文档优质文档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 VC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)的大解析：蓄电池电动势 2 V 表示每通过 1 C 的电荷量， 电源把 2 J 的化学能转变为电能，故 A 对 C 错；电源没有接入电路时，两极 间的电压等于电 源电动势， B 正确；由于蓄电池的电动势大于 1 节
14、干电池的电动势，故其将化学能 转化为电 能的本领比干电池大，所以 D 正确。答案：ABD3关于电池的容量，下列说法中正确的是( )A电池的容量就是电池放电时能输出的总电荷量B对同一种电池， 体积越大容量越小C电池的容量表示电池放电时能输出的电能D以上说法都不对解析：电池的容量表示电池放电时输出的总电荷量， A 对，C 错；同一种电池，体积大容量大，B 错。答案：A4下面是两个电池外壳上的说明文字某型号进口电池 某型号国产电池RECHARGEABLE1.2 V 500 mAh STANDARDCHARGE15 h ac 50 mAGNY 0.6(KRAA) 1.2 V 600 mAh RECHA
15、RGEABLE ABLESTANDARD CHARGE15 h ac 60 mA上述进口电池的电动势是_V ，上述国产电池最多可放出_mAh 的电荷量，若该电池平均工作电流为 0.03 A，则最多可使用 _h。解析：电池的电动势是 1.2 V，容量是 600 mAh，按 0.03 A 的电流工作，最多可使用t 20 h。qI 60 mAh0.03 A 0.6 Ah0.03 A答案：1.2 600 20课时跟踪训练优质文档优质文档(满分 50 分 时间 30 分钟)一、选择题(本大题共 8 个小题，每小题 4 分，共计 32 分。每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1下
16、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解析：电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，而电压是电场中两点间的电势差，电动势 与电压有着本质的区别，所以 A 选项错， C 选项对；由电路知识可知，B 选项对；电动势越大，电源两极间的电压不一定越高，D 项错。答案：BC2对电动势的定义式 EW/q 的理解正确的是( )AE 与 W 成正比 BE 与 q 成反比CE 的大小与 W、q 无关 DW 表示非静电力做
17、功解析：电动势是由电源中非静电力的特性决定的。表征 电 源把其他形式的能转化为电能本领的大小，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。它在数值上等于 W 与 q 的比值，但不能说 E 与 W 成正比，与 q 成反比，其 大小与 W、q无关。答案：CD3. 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
18、 的电荷量，整个电路就获得 1.5 J 的电能解析：电动势是描述电源将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，也就是转化成的电能。答案：D4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，内阻大，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C1 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优质文档优质文档解析：同种型号的旧电池比新电池电动势略小，内阻略大。但不同型号的干电池
19、相比较，电动势相同而容量不同，故 A 正确， C 错误；电动势是表征 电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，它等于非静 电力移送单位电荷量所做的功，功率的表达式为 EI，故 B 错误，D 正确。答案：AD5.如图 1 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( )AA 是铜板，B 是锌板BA 是锌板，B 是铜板CA 端是电源的正极，B 端是电源的负极 图 1D该种电池能把化学能转化为电能解析：由外电路中的电流方向可知电源的正极为 A，负极为 B；哪种金属失去电子
20、即为该电池的负极，由于锌的化学性 质活泼，因此，锌板为负极，即 A 为铜板， B 为锌板；在反应过程中，电池将化学能转化为电 能，故 A、C、D 对。答案：ACD6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 Ah”的字样，则表示( )A该电池在工作 1 h 后达到的电流为 15 AB该 电池在工作 15 h 后达到的电流为 15 AC电池以 1.5 A 的电流工作，可用 10 hD电池以 15 A 的电流工作，可用 15 h解析：电池上“15 Ah”是表示电池蓄存的电荷量数值 ，即 q15 Ah15 A1 h1.5 A10 h，故 C 对，A、B 、D 均错。答案：C7一台发电
21、机用 0.5 A 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( )A6 V B360 VC120 V D12 V解析：由 WEq，qIt 可得：E V6 V，WIt 1800.560故 A 正确。答案：A优质文档优质文档8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：这两节干电池的电动势减少了很多 这两节干电池的内阻增大了很多 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 这台电子钟的正常工作电流一定比小灯泡正常工作
22、电流小其中正确的是( )A BC D解析：手电 筒的灯泡 发出很微弱的光，这 说明通过小灯泡的电流已经很小。用电压表测两节干电池的电压示数接近 3 V，这说明每节干电池的电动势仍约为 1.5 V。把它 们作为电子钟的电源，电子钟正常工作，说明电子钟的工作电流比较小。由此我们可以知道，干电池在用了很长一段时间之后，电动势 的大小仍基本没变，那 为什么手 电筒却发出微弱的光呢？可见， 该电池的内阻已经变大了很多，故正确选项为 C。答案：C二、非选择题(本题共 2 小题，共 18 分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)9(8 分) 铅蓄电池是太阳能供电系统的重要器
23、件，它的主要功能是把太阳能电池板发的电能即时储存在电瓶内，以供用电设备使用。某太阳能电池板给一电动势为 15 V 的铅蓄电池充电时的电流为 4 A，充电 10 小时充满。该铅蓄电池储存了多少电能？解析：由 WEq，qIt 可得：WEIt154103 600 J2.1610 6 J。答案：2.1610 6 J10(10 分) 如下表所示，是某一手机电池上的铭牌，仔细阅读铭牌上的数据，回答以下问题：优质文档优质文档科健 BL528MKEJIAN 700 mAh标准 3.7 V 锂离子电池充电限制电压：4.2 V执行标准：G B/T 182872000待机时间：48 h警告：切勿投入火中！只能使用指定充电器Liion 电池制造厂 商：中国科健股份有限公司地址：深圳蛇口工业六路科健大厦(1)该电池的电动势是多少？(2)该手机待机状态下的平均工作电流是多少？(3)每次完全放电过程中，该电池将多少其他形式的能转化为电能？解析：(1)由铭牌数据可知， 电源电动势为 E3.7 V(2)该电池容量 q70010 3 3 600 C根据 Iqt则 I A14.58 mA70010 33 600483 600(3)WEq3.770010 3 3600 J9 324 J。答案：(1)3.7 V (2)14.58 mA (3)9 324 J
