第二章2電動勢

1、.2電動勢學(xué)習(xí)目的1.知道電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置.2.理解電路中靜電力和非靜電力做功與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系.3.理解電源電動勢的根本含義,知道它的定義式,理解電源的內(nèi)阻一、電源與非靜電力做功1非靜電力的作用：把正電荷從負(fù)極搬運到正極，同時在該過程中非靜電力做功，使電荷的電勢能增加2電源1定義：通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置2能量轉(zhuǎn)化：在電源內(nèi)部，非靜電力做正功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，在電源外部，電場力做正功，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能二、電動勢和內(nèi)阻1電動勢1電動勢：在電源內(nèi)部，非靜電力把正電荷從負(fù)極移送到正極所做的功W與被移送電荷q的比值2定義式：E.單位：伏特V3

2、物理意義：反映電源非靜電力做功本領(lǐng)大小的物理量4決定因素：由電源中非靜電力的特性決定，跟電源的體積無關(guān)，跟外電路無關(guān)2內(nèi)阻：電源內(nèi)部導(dǎo)體的電阻即學(xué)即用判斷以下說法的正誤1在電源內(nèi)部，正電荷向正極挪動過程中，電場力做負(fù)功，電荷電勢能增加2在電源內(nèi)部，正電荷向正極挪動過程中，非靜電力做正功，電荷電勢能減少3所有的電源，均是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置4電源的電動勢跟電源內(nèi)非靜電力做的功成正比，跟通過的電荷量成反比5E只是電動勢的定義式而非決定式，電動勢的大小由電源中非靜電力的特性決定一、對非靜電力的理解導(dǎo)學(xué)探究1如圖1，水池A、B的水面有一定的高度差，假設(shè)在A、B之間用一細(xì)管連起來，那么水在重力的作

3、用下定向運動，A、B之間的高度差很快消失在這個過程中，水管中只有一個短暫水流怎樣才能保持A、B之間穩(wěn)定的高度差，在A、B之間形成持續(xù)的水流呢？2如圖2所示，電源在電路中的作用相當(dāng)于抽水機的作用，它能不斷地將流到負(fù)極的正電荷搬運到正極，從而保持正、負(fù)極有穩(wěn)定的電勢差，維持電路中有持續(xù)的電流電源是通過什么力做功實現(xiàn)這個功能的？圖1圖23比照上述抽水過程和電荷在電路中的運動，分析它們的能量轉(zhuǎn)化情況答案1需要加一個抽水機，把水池B中的水抽到水池A中2通過非靜電力做功3當(dāng)水由A池流向B池時重力做正功，減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；在電源外部，電場力對正電荷做正功，減少的電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；當(dāng)抽

4、水機將B中的水抽到A的過程中，要抑制水的重力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為水的重力勢能；在電源內(nèi)部，要靠非靜電力作用于正電荷抑制電場力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電荷的電勢能知識深化1非靜電力：電源內(nèi)使正、負(fù)電荷別離，并使正電荷聚積到電源正極、負(fù)電荷聚積到電源負(fù)極的非靜電性質(zhì)的作用力，是對除靜電力外能對電荷流動起作用的其他力的統(tǒng)稱2來源1在化學(xué)電池干電池、蓄電池中，非靜電力是化學(xué)作用，它使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢能2在發(fā)電機中，非靜電力是電磁作用，它使機械能轉(zhuǎn)化為電勢能3功能關(guān)系：非靜電力總是抑制靜電力做功，非靜電力做功的過程就是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能例1多項

5、選擇以下說法正確的選項是A在外電路和電源內(nèi)部，正電荷都受非靜電力作用，所以能不斷定向挪動形成電流B靜電力與非靜電力都可以使電荷挪動，所以本質(zhì)上都是使電荷的電勢能減少C在電源內(nèi)部正電荷能從負(fù)極到正極是電源內(nèi)部非靜電力抑制靜電力做功的結(jié)果D靜電力挪動電荷做功電勢能減少，非靜電力挪動電荷做功電勢能增加答案CD解析在電源外部，電荷受靜電力作用，而在電源內(nèi)部，電荷既受靜電力作用，又受非靜電力作用，故能使電荷不斷定向挪動形成電流，選項A錯誤，C正確；靜電力做功，使電荷電勢能減少，非靜電力做功，使電荷電勢能增加，選項B錯誤，D正確例2多項選擇電池給燈泡供電與人將球拋出在能量轉(zhuǎn)化方面有相似之處，我們可以將電勢

6、能類比于重力勢能，如圖3所示，以下說法正確的選項是圖3A可以將電流通過燈泡時電流做功與拋球時人對球做功類比B可以將電池的非靜電力做功與拋球時人對球做功類比C可以將電流通過燈泡時電流做功與重力對球做功類比D可以將電池的非靜電力做功與重力對球做功類比答案BC解析將電勢能類比重力勢能，電流通過燈泡做功，電勢能減少，可類比重力做功，重力勢能減少非靜電力做功，電勢能增加，可類比拋球時人對球做功，球重力勢能增加，故B、C正確1非靜電力只存在電源的內(nèi)部，而靜電力分布于電源內(nèi)外2非靜電力做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能二、對電動勢的理解導(dǎo)學(xué)探究日常生活中我們經(jīng)常接觸到各種各樣的電源，如圖4所示的干電池

7、、手機電池，它們有的標(biāo)有“1.5 V字樣，有的標(biāo)有“3.7 V字樣圖4假如把1 C的正電荷從1.5 V干電池的負(fù)極移到正極，電荷的電勢能增加了多少？非靜電力做了多少功？假如把1 C的正電荷從3.7 V的手機電池的負(fù)極移到正極呢？哪個電池做功本領(lǐng)大？答案把1 C的正電荷從1.5 V干電池的負(fù)極移到正極，電勢能增加了1.5 J，非靜電力做功1.5 J；從3.7 V手機電池的負(fù)極移到正極，電勢能增加了3.7 J，非靜電力做功3.7 J3.7 V手機電池做功本領(lǐng)大知識深化1E是電動勢的定義式而不是決定式，E的大小與W和q無關(guān)，是由電源自身的性質(zhì)決定的；電動勢不同，表示電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)

8、不同2電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1 C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功3電動勢是標(biāo)量，但為研究問題的方便，常認(rèn)為其有方向，規(guī)定其方向為電源內(nèi)部電流的方向，即在電源內(nèi)部由電源負(fù)極指向正極4常用電池的電動勢干電池鉛蓄電池鋰電池鋅汞電池1.5 V2 V3 V或3.6 V1.2 V5.容量：電池放電時能輸出的總電荷量，其單位是：Ah或mAh.例3一節(jié)干電池的電動勢為1.5 V，這表示A電池中每通過1 C的電荷量，該電池能將1.5 J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電勢能B該電池接入電路工作時，電池兩極間的電壓恒為1.5 VC該電池存儲的電能一定比電動勢為1.2 V的電池存儲的電能多D將1 C的電子由該電池負(fù)極

9、移送到正極的過程中，非靜電力做了1.5 J的功答案A解析電動勢大小表示電池中每通過1 C的電荷量，電池將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電勢能本領(lǐng)的大小，并非表示電池內(nèi)部儲存的能量大小，應(yīng)選項A正確，C錯誤；電動勢大小等于電池接入電路前兩極之間的電壓大小，應(yīng)選項B錯誤；電動勢為1.5 V，表示電池內(nèi)部非靜電力將1 C的電子由電源正極移送到負(fù)極過程中所做功的大小，應(yīng)選項D錯誤例4將電動勢為3 V的電源接入電路中，測得電源兩極間的電壓為2.4 V，當(dāng)電路中有6 C的電荷流過時，求：1有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能；2外電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；3內(nèi)電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能答案118 J214

10、.4 J33.6 J解析1WEq36 J18 J，電源中共有18 J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能2W1U1q2.46 J14.4 J，外電路中共有14.4 J的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能3W2WW13.6 J，內(nèi)電路中有3.6 J電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能電動勢E和電壓U的區(qū)別電動勢E是電動勢的計算式，其中W為非靜電力做的功；電壓U為電壓的計算式，其中W為靜電力做的功兩者的單位雖然一樣，但表示的意義不同；電動勢反映非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，表征電源的性質(zhì)；電壓就是電勢差，即電路電場中兩點電勢的差值，反映電場能的性質(zhì)1對電源與非靜電力做功的理解多項選擇以下說法中，正確的選項是A電源外部存在著

11、由正極指向負(fù)極的電場，內(nèi)部存在著由負(fù)極指向正極的電場B在電源外部電路中，負(fù)電荷靠靜電力由電源的負(fù)極流向正極C在電源內(nèi)部電路中，正電荷靠非靜電力由電源的負(fù)極流向正極D在干電池中，靠化學(xué)作用使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢能答案BCD2對電動勢的理解多項選擇以下說法中正確的選項是A同一型號干電池，舊電池比新電池的電動勢小，內(nèi)阻大，容量小B電源電動勢與電源的體積和外電路都有關(guān)C1號干電池比5號干電池的電動勢小，容量大D當(dāng)通過同樣的電荷量時，電動勢為2 V的蓄電池比1.5 V的干電池提供的電能多答案AD3公式E的理解和應(yīng)用有一鉛蓄電池，在其內(nèi)部將2105 C的電子從正極移到負(fù)極需要3102 s的時間，此過程中非靜電

12、力做功為4105 J，那么該鉛蓄電池的電動勢是多少？給一小燈泡供電，供電電流是0.2 A，供電10 min，非靜電力做功是多少？答案2 V240 J解析電動勢E V2 V非靜電力做的功WEqEIt20.26010 J240 J.一、選擇題考點一對電動勢的理解1多項選擇關(guān)于電動勢，以下說法中正確的選項是A在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極，非靜電力做功，電勢能增加B對于給定的電源，挪動正電荷非靜電力做功越多，電動勢就越大C電動勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極向正極挪動時，對單位電荷量做功越多D電動勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極時，移送的電荷量越多答案AC解析電源是

13、將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置，是通過電源內(nèi)部的非靜電力做功來完成的，所以，非靜電力做功，電勢能就增加，因此選項A正確電源的電動勢是反映電源內(nèi)部其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能本領(lǐng)的物理量電動勢在數(shù)值上等于移送單位電荷量的正電荷所做的功，不能說非靜電力做功越多，電動勢越大，也不能說電動勢越大，移送的電荷量越多，所以選項C正確，選項B、D錯誤2多項選擇關(guān)于電源電動勢E的以下說法中正確的選項是A電動勢E的單位與電勢、電勢差的單位一樣，都是伏特VB干電池和鉛蓄電池的電動勢是不同的C電動勢E可表示為E，可知電源內(nèi)非靜電力做功越多，電動勢越大D電動勢越大，表示電源內(nèi)部將其它形式能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大答案ABD

14、解析電動勢E的單位與電勢差的單位一樣，都是伏特，故A正確；干電池的電動勢為1.5 V，而鉛蓄電池的電動勢大小是2 V，故B正確；電動勢E可表示為E，可知電源內(nèi)非靜電力移送單位正電荷做功越多，電動勢越大，選項C錯誤；電動勢表征電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小，電動勢越大，表示電源內(nèi)部將其它形式能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大，選項D正確3關(guān)于電源電動勢，以下說法正確的選項是A同一電源接入不同的電路中，電動勢會發(fā)生變化B1號1.5 V干電池比7號1.5 V干電池大，但電動勢一樣C電動勢表征了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小，電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能越多，電動勢越大D電動勢、電壓和電勢差雖名稱不

15、同，但物理意義一樣，所以單位也一樣答案B解析電動勢由電源中非靜電力的特性所決定，與外電路無關(guān)所以同一電源接入不同的電路，電動勢不會改變，故A錯誤電動勢由電源中非靜電力的特性所決定，跟電源的體積無關(guān)，所以雖然1號干電池比7號干電池大，但電動勢一樣，故B正確電源電動勢表征了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小，根據(jù)WqE可知，電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能越多，電動勢不一定大，還跟移送電荷的多少有關(guān)，故C錯誤電動勢、電壓和電勢差物理意義不同，單位一樣，故D錯誤4多項選擇如圖1所示，為一塊手機電池反面印有的一些符號，以下說法正確的選項是圖1A該電池的容量為500 mAhB該電池的電動勢為3.6 VC

16、該電池在工作1小時后到達的電流為500 mAD假設(shè)電池以10 mA的電流工作，可用50小時答案ABD解析電池上的3.6 V表示電動勢，500 mAh表示電荷容量，可以由電荷容量計算在一定放電電流下使用的時間，由500 mAht10 mA，得t50 h，所以A、B、D選項正確考點二對公式E的理解和應(yīng)用5多項選擇對于電動勢的定義式E的理解，正確的選項是AE與W成正比BE與q成反比CE的大小與W、q無關(guān)DW表示非靜電力的功答案CD6一臺發(fā)電機用0.5 A的電流向外輸電，在1 min內(nèi)將180 J的機械能轉(zhuǎn)化為電能，那么發(fā)電機的電動勢為A6 V B360 V C120 V D12 V答案A解析qIt，

17、E V6 V.7多項選擇如圖2所示是常用在電子手表和小型儀表中的鋅汞電池，它的電動勢約為1.2 V，這表示圖2A電路通過1 C的電荷量，電源把1.2 J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能B電源在每秒內(nèi)把1.2 J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能C該電源比電動勢為1.5 V的干電池做功少D該電源與電動勢為1.5 V的干電池相比，通過1 C電荷量時其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能少答案AD二、非選擇題8E的應(yīng)用一塊數(shù)碼相機中用的鋰電池的電動勢為3.6 V，容量為1 000 mAh相當(dāng)于用1 000 mA的電流釋放可放電1 h，用500 mA的電流釋放可放電2 h，以此類推當(dāng)關(guān)閉液晶屏?xí)r可拍攝照片400張左右，那么每拍一張照片所消

18、耗的電能約為_ J；當(dāng)翻開液晶屏?xí)r可拍攝照片150張左右，那么每拍一張照片液晶屏消耗的電能約為_ J.答案32.454解析電源輸出的總電能WEqEIt3.613 600 J12 960 J.關(guān)閉液晶屏?xí)r，每拍一張照片消耗的電能W132.4 J.翻開液晶屏?xí)r，每拍一張照片消耗的電能W286.4 J.每拍一張照片液晶屏消耗的電能W3W2W186.4 J32.4 J54 J.9E的應(yīng)用國家大力推廣節(jié)能環(huán)保汽車，電動汽車是許多家庭的首選電動汽車的電源是由30組蓄電池串聯(lián)組成的，當(dāng)正常行駛時，電路中的電流為5 A，在10 min內(nèi)電源做功1.8105 J，那么這組蓄電池的總電動勢是多少？每組的電動勢為多少？答案60 V2 V解析電源移送電荷量為：qIt51060 C3 000 C，這組蓄電池的總電動勢為：E V60 V每組的電動勢為：E1 V2 V.10E的應(yīng)用鉛蓄電池