2021-2022高中物理3-1學案：第2章 2電動勢

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE15-版權(quán)所有@高考資源網(wǎng)學必求其心得，業(yè)必貴于專精2電動勢[學習目標]1。[物理觀念］知道電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2。［科學思維］了解電路中(電源外部和內(nèi)部）自由電荷定向移動的過程中，靜電力和非靜電力做功與能量轉(zhuǎn)化的關系。（難點）3.[物理觀念]了解電源電動勢的基本含義,知道它的定義式。4.[物理觀念］了解電源內(nèi)電阻。一、電源1．非靜電力（1）非靜電力的作用：把正電荷在電源內(nèi)部由負極搬運到正極,同時在該過程中非靜電力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能。（2）非靜電力的實質(zhì)：在電池中是指化學作用,在發(fā)電機中是指電磁作用。2．電源: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。二、電動勢和內(nèi)阻1．電動勢(1）定義：非靜電力把正電荷從負極搬運到正極所做的功跟被搬運的電荷量的比值。(2）公式：E＝eq\f（W,q）。（3）單位：伏特，用符號“V”表示。（4)物理意義:電動勢的大小反映了電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領，電動勢大，表示電源的轉(zhuǎn)化本領大。（5)大?。簭淖龉嵌?，其數(shù)值等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)部從負極搬運到正極所做的功.(6)方向：電動勢是標量，為研究問題方便，規(guī)定其方向為電源內(nèi)部電流的方向，即由電源負極指向正極。（7）電動勢的決定因素:電動勢是電源的屬性,大小完全由電源本身決定，與電源的體積和外電路的組成及變化情況無關。2．電源的內(nèi)阻及電池的容量(1)電源的內(nèi)阻：電源的內(nèi)部也是由導體組成的，所以也有電阻，這個電阻叫作電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻與電動勢為電源的兩個重要參數(shù).(2)電池的容量:①定義：電池放電時能輸出的總電荷量,通常以安培時（A·h）或毫安時(mA·h)作單位。②特點:電池的容量與放電狀態(tài)有關，同樣的電池，小電流、間斷性放電要比大電流、連續(xù)放電的容量大。③對同一種電池,體積越大，電池的容量越大,電池的內(nèi)阻越小.1．思考判斷(正確的打“√"，錯誤的打“×”)(1)非靜電力做功,可以使正電荷在電源內(nèi)部由負極移動到正極。 (√)(2)靜電力與非靜電力都可以使電荷移動，所以本質(zhì)上都是使電荷的電勢能減少。 （×)(3)在電源外部靜電力使正電荷定向移動，在電源內(nèi)部是非靜電力使正電荷定向移動,因而形成電流. （√）2．(多選)關于電源的作用，下列說法中正確的是（）A．在電源內(nèi)部把電子從負極搬運到正極B．在電源內(nèi)部把電子從正極搬運到負極C．把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能D．把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能BD[在電源內(nèi)部是非靜電力驅(qū)使電子從正極流向負極做正功,靜電力做負功，A錯誤,B正確;從能量守恒的角度看，電源內(nèi)部把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，C錯誤,D正確。]3．電源電動勢反映了電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的能力,因此（)A．電動勢是一種非靜電力B．電動勢越大，表明電源儲存的電能越多C．電動勢的大小是非靜電力做功能力的反映D．電動勢就是閉合電路中電源兩端的電壓C[電動勢是反映電源通過非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能本領的物理量，電動勢越大說明這種轉(zhuǎn)化本領越強，但不能說明儲存的電能越多，故選項A、B錯誤，C正確；閉合電路中電源兩端電壓大小等于外電壓大小,故選項D錯誤。]對電源的理解1。靜電力和非靜電力靜電力是帶電體之間通過電場相互作用的力,又稱為庫侖力,非靜電力是指除靜電力外能對電荷移動起作用的力。2．靜電力與非靜電力做功的比較（1)非靜電力只存在于電源內(nèi)部，因此非靜電力只在電源內(nèi)部對電荷做功.通過非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。(2)靜電力存在于整個閉合電路上，所以在電路中任何部位靜電力都要做功。靜電力做功將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。（3）在整個電路上，非靜電力做的功與靜電力做的功相等。3．電源與電路中的能量轉(zhuǎn)化問題功是能量轉(zhuǎn)化的量度。在電源中，非靜電力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,非靜電力移送電荷做了多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，即W非＝qE；在電路中，電場力做功，電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能，電場力移送電荷做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，即W電＝qU。在外電路中，靜電力做功將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，而在內(nèi)電路中，非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。電源被形象地比喻為“抽水機”。4．電源與抽水機能量轉(zhuǎn)化比較抽水機抽水抽水機外A→B水從高處流向低處水的重力做正功重力勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能抽水機作用下B→A水從低處被運向高處抽水機對水做正功其他形式的能轉(zhuǎn)化為重力勢能電源供電電源外部正極→負極正電荷由高電勢處向低電勢處運動電場力做正功電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能電源內(nèi)部負極→正極正電荷由低電勢處移到高電勢處非靜電力對電荷做正功其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能【例1】以下說法中正確的是（)A．在外電路中和電源內(nèi)部，正電荷都受靜電力作用，所以能不斷地定向移動形成電流B．靜電力與非靜電力都可以使電荷移動，所以本質(zhì)上都是使電荷的電勢能減少C．在電源內(nèi)部正電荷能從負極到達正極是因為電源內(nèi)部只存在非靜電力而不存在靜電力D．靜電力移動電荷做功電勢能減少,非靜電力移動電荷做功電勢能增加D[在電源內(nèi)部，電荷受到的非靜電力大于靜電力,非靜電力將正電荷從電源負極運送到正極，并將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能；在電源外部，正電荷受靜電力作用從電源正極移動到負極，并將電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，A、B、C錯誤,D正確.]靜電力與非靜電力做功的區(qū)別(1)非靜電力只在電源內(nèi)部對電荷做功,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，但靜電力在整個閉合電路上都要做功，將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。(2）在整個電路上，非靜電力做的功與靜電力做的功相等.eq\o(［跟進訓練]）1．關于電源的說法不正確的是（)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A[無論電源內(nèi)部還是外部，電場都是由正極指向負極，故A錯誤；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。］對電動勢的理解1。概念理解（1)電源的種類不同，電源提供的非靜電力性質(zhì)不同，一般有化學力、磁場力（洛倫茲力）、渦旋電場力等.(2)不同電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領是不同的。電動勢在數(shù)值上等于非靜電力將1C正電荷在電源內(nèi)從負極搬運到正極所做的功，也就是1C的正電荷所增加的電勢能。(3)電動勢是標量，電源內(nèi)部電流的方向,由電源負極指向正極.(4)公式E＝eq\f(W，q）是電動勢的定義式而不是決定式，E的大小與W和q無關,是由電源自身的性質(zhì)決定的。電動勢不同，表示將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領不同，例如，蓄電池的電動勢為2V，表明在蓄電池內(nèi)移送1C的電荷時，可以將2J的化學能轉(zhuǎn)化為電能。2．電動勢與電壓的對比物理量電動勢E電壓U物理意義非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領，表征電源的性質(zhì)表示電場力做功將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的本領，表征電場的性質(zhì)定義式E＝eq\f（W，q),W為非靜電力做的功U＝eq\f（W，q）,W為電場力做的功單位伏特（V)伏特（V）聯(lián)系電動勢等于電源未接入電路時兩極間的電壓3。電源的連接(1）n個完全相同的電源串聯(lián)：電源的總電動勢E總＝nE，電源的總內(nèi)阻r總＝nr。（2）n個完全相同的電源并聯(lián)：電源的總電動勢E總＝E，電源的總內(nèi)阻r總＝eq\f(r,n)?！纠?】一節(jié)干電池的電動勢為1.5V，這表示（）A．電池中每通過1C的電荷量，該電池能將1.5J的化學能轉(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。5VC．該電池存儲的電能一定比電動勢為1.2V的電池存儲的電能多D．將1C的電子由該電池負極移送到正極的過程中,非靜電力做了1.5J的功A［電動勢大小表示電池中通過1C的電荷量，電池將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電勢能的大小,并非表示電池內(nèi)部儲存的能量大小，故選項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,故選項B錯誤；電動勢為1。5V，表示電池內(nèi)部非靜電力將1C的電子由電源正極移送到負極過程中所做功的大小，故選項D錯誤。］1電源的電動勢是表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領大小的物理量，即非靜電力移送相同電荷量的電荷做功越多，則電動勢越大。2公式E＝eq\f(W,q）中W為非靜電力做的功,而E的大小與W、q無關。3電源電動勢的大小是由電源本身性質(zhì)決定的，不同種類的電源電動勢的大小不同.eq\o(［跟進訓練］）2．某公司發(fā)布了5分鐘即可充滿3000mA·h電池50%電量的快充技術(shù)成果,引起業(yè)界廣泛關注。如圖是某智能手機電池上的信息，支持低壓大電流充電，則()A．4。35V表示該電池的電動勢B．該電池充滿電后以100mA的電流工作時，可連續(xù)工作30小時C．11.4Wh表示該電池能提供的電量D．3000mA·h表示該電池能提供的電能B[4。35V為充電限制電壓，不是該電池的電動勢，故A錯誤;該電池充滿電后以100mA的電流工作時，可連續(xù)工作時間t＝eq\f（3000mA·h,100mA)＝30h，故B正確；11。4W·h為電池的充電電能，不是該電池的電量，故C錯誤；mA·h為電量的單位，所以3000mA·h表示該電池能提供的電量,故D錯誤。］1．［物理觀念］對電源的理解，靜電力做功與非靜電力做功的區(qū)別。2．[物理觀念]電動勢的定義及理解。3．［科學思維]描述電源特性的物理量，電動勢、內(nèi)阻及容量。1．（多選)關于電源與電路,下列說法正確的是(）A．外電路中電流由電源正極流向負極，內(nèi)電路中電流也由電源正極流向負極B．外電路中電流由電源正極流向負極,內(nèi)電路中電流由電源負極流向正極C．外電路中電場力對電荷做正功，內(nèi)電路中電場力對電荷也做正功D．外電路中電場力對電荷做正功，內(nèi)電路中非靜電力對電荷做正功BD[電路中電流是由正電荷的定向移動形成的,外電路中，正電荷在導線中電場的作用下，從高電勢端向低電勢端運動,即從電源正極向電源負極運動，此過程電場力對電荷做正功。根據(jù)穩(wěn)定電流的閉合性和電荷守恒定律，在內(nèi)電路中,正電荷只能從電源負極向正極運動，即電流從電源負極流向正極,此過程中,電荷運動方向與電場力的方向相反，電場力對電荷做負功。要使正電荷從電源負極移向電源正極,必須有除電場力以外的非靜電力做功，使其他形式的能轉(zhuǎn)化為電荷的電勢能,所以B、D正確.］2．有關電動勢的說法中正確的是（)A．當電路中通過1C電荷量時，電源消耗的其他形式能的數(shù)值等于電源電動勢的數(shù)值B．電源提供的電能越多，電源的電動勢越大C．電源的電動勢越大，也就是電源內(nèi)儲存的電荷越多D．電源的電動勢反映了電源將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的本領A［電動勢在數(shù)值上等于將1C正電荷在電源內(nèi)從負極移到正極時非靜電力做的功，當電路中通過1C電荷量時，電源消耗的其他形式能的數(shù)值等于電源電動勢的值，故A正確。電動勢表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領大小，電動勢在數(shù)值上等于將1C正電荷在電源內(nèi)從負極移到正極時非靜電力做的功，與電源提供的電能的多少無關，與電源內(nèi)部儲存的電能的多少無關，電動勢越大的電源，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領越大，故B、C、D錯誤。]3．鉛蓄電池的電動勢為2V，下列說法錯誤的是（)A．電路中每通過1C電荷量，電源把2J的化學能轉(zhuǎn)化為電能B．鉛蓄電池斷開時其兩極間的電壓為2