高中物理+第2章第2節(jié)電動勢課件+新人教版選修3-1

1、知道電源是能維持外電路中穩(wěn)定電流的原因掌握電動勢的概念及表達式 了解電池內(nèi)部能量的轉(zhuǎn)化過程 要在電路中維持持續(xù)電流，電路中必須接有電源，電池是常見的電源，下圖是常見的各種電池 用什么物理量去描述電源的特性呢？ 1在外電路，正電荷由電源 流向 電源之所以能維持外電路中穩(wěn)定的電流，是因為它有能力把來到 的正電荷經(jīng)過 不斷地搬運到 如圖所示正極正極負極負極負極負極電源內(nèi)部電源內(nèi)部正極正極 2電源移動電荷，增加電荷的電勢能，這與抽水機抽水增加水的重力勢能很相似(如圖所示)不同的抽水機工作時，水能夠被舉起的高度有所不同，即單位質(zhì)量的水所增加的 不同與此類似，在不同的電源中，非靜電力 也不相同：把一定數(shù)量

2、的 在電源內(nèi)部從 搬運到 ，在某些電源中非靜電力可以做較多的功，電荷的 增加得比較多；而在另一些電源中，非靜電力對同樣多的電荷只能做較少的功， 的增加也較少物理學中用 來表明電源的這種特性重力勢能重力勢能正電荷正電荷做功的本領(lǐng)做功的本領(lǐng)負極負極正極正極電勢能電勢能電勢能電勢能電動勢電動勢 3電動勢的大小是由 決定的，與電源的體積和外電路的組成及變化情況 電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負極移送到正極所做的功 電源非靜電力的特性電源非靜電力的特性無關(guān)無關(guān) (1)概念：通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 (2)原理：在電源內(nèi)部非靜電力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能；在電

3、源的外部電路，電場力做功，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 (3)作用：保持兩極間有一定電壓，供給電路電能 特別提醒： (1)電源容量就是電源放電時能輸出的總電荷量，通常以安培小時(Ah)或毫安時(mAh)為單位 (2)電源的電容量與放電狀態(tài)有關(guān)，同樣的電源，小電流、間斷性放電要比大電流、連續(xù)放電的電容量大 關(guān)于電源的說法正確的是() A電源外部存在著由正極指向負極的電場，內(nèi)部存在著由負極指向正極的電場 B在電源外部電路中，負電荷靠電場力由電源的負極流向正極 C在電源內(nèi)部電路中，正電荷靠非靜電力由電源的負極流向正極 D在電池中，靠化學作用使化學能轉(zhuǎn)化為電勢能 解析：無論電源內(nèi)部還是外部電場都是由正極指向

4、負極，故A錯，在外部電路中，負電荷靠電場力由負極流向正極，而內(nèi)部電路中，正電荷由負極流向正極，因電場力與移動方向相反，故必有非靜電力作用在電荷上才能使其由負極流向正極，在電池中，靠化學作用使化學能轉(zhuǎn)化為電勢能，故B、C、D正確 答案：BCD (1)概念：非靜電力把正電荷從負極移送到正極所做的功跟被移送的電荷量的比值叫電源的電動勢 (2)公式：E (3)單位：伏特 (4)物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)部從負極移送到正極所做的功 (5)方向規(guī)定：電動勢E是標量，為研究問題方便，規(guī)定其方向為電源內(nèi)部電流方向，即由電源負極指向正極方向

5、特別提醒： 電動勢是用比值定義的物理量，由電源中非靜電力的特性決定，是電源的屬性，與移送的電荷量q和所做的功W無關(guān)，跟電源的體積，外電路也無關(guān) 單位電荷量的正電荷沿閉合電路移動一周，在內(nèi)外電路中釋放的總能量決定于() A電源的電動勢 B通過電源的電流 C路端電壓的大小 D內(nèi)外電阻之和 答案：A 電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，所以也有電阻，這個電阻叫做電源的內(nèi)阻 特別提醒： 電源的內(nèi)阻由電源內(nèi)部材料的性質(zhì)來決定電源的電動勢和內(nèi)阻是電源的兩個很重要的參數(shù)，電池用久了電動勢和內(nèi)阻都要發(fā)生變化，但內(nèi)阻的變化更大一些 誤區(qū)1：認為電動勢與電勢差是一回事 點撥：電動勢與電勢差是兩個不同的物理量，其區(qū)別與聯(lián)系見

6、下表電勢差U電動勢E物理意義電場力做功，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能非靜電力做功其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能定義式U ，W為電場力做的功E ，W為非靜電 力做的功單位伏特(V)伏特(V) 下列關(guān)于電動勢的說法，正確的是() A電源向外提供的電能越多，表示電動勢越大 B電動勢表示電源將單位正電荷從負極移送到正極時，非靜電力所做的功 C電源的電動勢與外電路有關(guān) D在電源內(nèi)從負極到正極電勢的升高，等于閉合電路中內(nèi)、外電阻的電勢降落之和 解析：電源向外提供的電能除與電動勢有關(guān)外，還與輸出的電流、通電的時間有關(guān)所以電源向外提供的電能多，并不意味著電源的電動勢一定大譬如，一個電動勢較小的電源，如果長時間向外供電，照樣

7、可以提供較多的電能；一個電動勢較大的電源，如果沒有工作，即沒對外供電，則它根本不向外提供電能故選項A的說法錯誤 選項B的說法是正確的在此應(yīng)注意“單位正電荷”和“非靜電力”這兩個關(guān)鍵詞“移送單位正電荷所做的功”即意味著表征的是電源的轉(zhuǎn)化“本領(lǐng)”，“移送電荷所做的功”意味著電源的“貢獻”從這里可以看出“本領(lǐng)”與“貢獻”的區(qū)別我們說電動勢表征的是電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的“本領(lǐng)”，而并未說電動勢表征電源對外提供電能的“貢獻”“非靜電力”顧名思義就是靜電力之外的力，如化學作用的力、電磁作用的力等，電源正是通過“非靜電力”做功，實現(xiàn)了將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 電源的電動勢決定于電源自身的性質(zhì)，與有無

8、外電路及外電路的情況無關(guān)選項C錯誤 在電源內(nèi)部，非靜電力克服靜電力做功，將電荷從負極移送到正極，使電荷的電勢升高了E；而電荷在電路的電阻上電勢又分別降落了U內(nèi)和U外在閉合回路中有EU內(nèi)+ U外 答案：BD 點評：關(guān)于電動勢的定義，課本上有幾種說法：電動勢等于電源沒接入電路時兩極間的電壓電源的電動勢等于斷路時的路端電壓電源的電動勢等于內(nèi)、外電壓之和本題中又給了電動勢一個新的定義，即電動勢等于電源將單位正電荷從負極移送到正極非靜電力所做的功實際上這幾個定義中應(yīng)以本題給出的這個定義能最為本質(zhì)地反映電動勢是描述電源做功的本領(lǐng)其他的幾個說法只是說明了電動勢與其他物理量之間的關(guān)系，不能反映電動勢的本質(zhì) 關(guān)

9、于電動勢下列說法中正確的是() A在電源內(nèi)部把正電荷從負極移到正極，非靜電力做功，電能增加 B對于給定的電源，移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)部把正電荷從負極向正極移送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)部把正電荷從負極向正極移送電荷量越多 答案：AC 解析：電源是將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的裝置，在電源內(nèi)部把正電荷從負極移到正極，非靜電力做功，電能增加，選項A正確電源電動勢是反映電源內(nèi)部其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的能力的物理量，電動勢在數(shù)值上等于移送單位電荷量所做的功，不能說電動勢越大，非靜電力做功越多，也不能說電動勢越大，被移送的電荷

10、量越多，所以選項C正確. 將電動勢為3.0V的電源接入電路中，測得電源兩極間的電壓為2.4V，當電路中有6C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 解析：由電動勢的定義可知，在電源內(nèi)部中非靜電力每移送1C電荷，有3J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能也可認為在電源中，非靜電力移送電荷做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能；在電路中，電場力移送電荷做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 (1)WEq36J18J電源中共有18J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 (2)W1U1q2.46J14.4J外電路中共有14.4J

11、電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 (3)內(nèi)電壓U2EU13V2.4V0.6V W2U2q0.66J3.6J內(nèi)電路中共有3.6J電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能也可由能量守恒求出：W2WW13.6J. 點評：電源和電路都是實現(xiàn)能的轉(zhuǎn)化的裝置，做功是完成轉(zhuǎn)化方式的量度 某品牌的MP3使用的電源是一節(jié)7號干電池，當它正常工作時，其工作電流為0.3A.某同學在一次使用該MP3時，若他用了10s，則這段時間內(nèi)電池將多少化學能轉(zhuǎn)化為電能？ 答案：4.5J 解析：已知工作電流I0.3A,10s時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量qIt0.310C3C. 7號干電池電動勢為1.5V.則根據(jù)能量守恒定律，電池將化學能轉(zhuǎn)化為電能的量等于非靜

12、電力移動電荷所做的功：WqE31.5J4.5J. 手電筒的兩節(jié)干電池，已經(jīng)用過較長時間，燈泡只發(fā)出很微弱的光，把它們?nèi)〕鰜?，用電壓表測電壓，電壓表示數(shù)很接近3V，再把它們作為一個臺式電子鐘的電源，電子鐘能正常工作，下列說法正確的是：() 這兩節(jié)干電池的電動勢減少了很多 這兩節(jié)干電池的內(nèi)阻增大了很多 這臺電子鐘的額定電壓一定比手電筒的小燈泡的額定電壓小 這臺電子鐘的正常工作電流一定比小燈泡正常工作電流小 AB C D 解析：題目所給的材料中，有幾點要特別注意：手電筒的燈泡發(fā)出很微弱的光，這說明通過小燈泡的電流已經(jīng)很小，用電壓表測兩節(jié)干電池的電壓示數(shù)接近3V，這說明每節(jié)干電池的電動勢仍約為1.5V，把它們作為電子鐘的電源，電子鐘正常工作，說明電子鐘的工作電流比較小由此我們可以知道，干電池在用了很長一段時間之后，電動勢的大小仍基本沒變，那為什么手電筒卻發(fā)出微弱的光呢？可見，該電池的內(nèi)電阻已經(jīng)變大了很多，故答案選C. 答案：C 點評：一般情況下，我們認為，電池在用久了之后，電動勢會有明顯的下降，其實，測量的結(jié)果表明，電動勢的變化很小，主要的是電池的內(nèi)電阻明顯的變大，這是導(dǎo)致電池無法再用的原因 小朋友在玩游戲時，如下圖所示，將小球從地面搬至滑梯上面，再讓小球從滑梯上滑至地面為了保持總有