第二章2電動(dòng)勢(shì)

1、.2電動(dòng)勢(shì)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(shì)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(dòng)勢(shì)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(yùn)到正極，同時(shí)在該過程中非靜電力做功，使電荷的電勢(shì)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(shì)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(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1電動(dòng)勢(shì)1電動(dòng)勢(shì)：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(dòng)過程中，電場力做負(fù)功，電荷電勢(shì)能增加2在電源內(nèi)部，正電荷向正極挪動(dòng)過程中，非靜電力做正功，電荷電勢(shì)能減少3所有的電源，均是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置4電源的電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)的定義式而非決定式，電動(dòng)勢(shì)的大小由電源中非靜電力的特性決定一、對(duì)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(yùn)動(dòng)，A、B之間的高度差很快消失在這個(gè)過程中，水管中只有一個(gè)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(jī)的作用，它能不斷地將流到負(fù)極的正電荷搬運(yùn)到正極，從而保持正、負(fù)極有穩(wěn)定的電勢(shì)差，維持電路中有持續(xù)的電流電源是通過什么力做功實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的？圖1圖23比照上述抽水過程和電荷在電路中的運(yùn)動(dòng)，分析它們的能量轉(zhuǎn)化情況答案1需要加一個(gè)抽水機(jī)，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(shí)重力做正功，減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；在電源外部，電場力對(duì)正電荷做正功，減少的電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；當(dāng)抽

4、水機(jī)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(shì)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(shì)能知識(shí)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(duì)除靜電力外能對(duì)電荷流動(dòng)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(shì)能2在發(fā)電機(jī)中，非靜電力是電磁作用，它使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)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(xiàng)

5、選擇以下說法正確的選項(xiàng)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(dòng)形成電流B靜電力與非靜電力都可以使電荷挪動(dòng)，所以本質(zhì)上都是使電荷的電勢(shì)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(dòng)電荷做功電勢(shì)能減少，非靜電力挪動(dòng)電荷做功電勢(shì)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(dòng)形成電流，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；靜電力做功，使電荷電勢(shì)能減少，非靜電力做功，使電荷電勢(shì)能增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，D正確例2多項(xiàng)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(shì)

6、能類比于重力勢(shì)能，如圖3所示，以下說法正確的選項(xiàng)是圖3A可以將電流通過燈泡時(shí)電流做功與拋球時(shí)人對(duì)球做功類比B可以將電池的非靜電力做功與拋球時(shí)人對(duì)球做功類比C可以將電流通過燈泡時(shí)電流做功與重力對(duì)球做功類比D可以將電池的非靜電力做功與重力對(duì)球做功類比答案BC解析將電勢(shì)能類比重力勢(shì)能，電流通過燈泡做功，電勢(shì)能減少，可類比重力做功，重力勢(shì)能減少非靜電力做功，電勢(shì)能增加，可類比拋球時(shí)人對(duì)球做功，球重力勢(shì)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(duì)電動(dòng)勢(shì)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(jī)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(shì)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(jī)電池的負(fù)極移到正極呢？哪個(gè)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(shì)能增加了1.5 J，非靜電力做功1.5 J；從3.7 V手機(jī)電池的負(fù)極移到正極，電勢(shì)能增加了3.7 J，非靜電力做功3.7 J3.7 V手機(jī)電池做功本領(lǐng)大知識(shí)深化1E是電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)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?yàn)殡娫磧?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(dòng)勢(shì)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(shí)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(dòng)勢(shì)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(shì)能B該電池接入電路工作時(shí)，電池兩極間的電壓恒為1.5 VC該電池存儲(chǔ)的電能一定比電動(dòng)勢(shì)為1.2 V的電池存儲(chǔ)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(dòng)勢(shì)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(shì)能本領(lǐng)的大小，并非表示電池內(nèi)部儲(chǔ)存的能量大小，應(yīng)選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)大小等于電池接入電路前兩極之間的電壓大小，應(yīng)選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)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(xiàng)D錯(cuò)誤例4將電動(dòng)勢(shì)為3 V的電源接入電路中，測(cè)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(shí)，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(dòng)勢(shì)E和電壓U的區(qū)別電動(dòng)勢(shì)E是電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算式，其中W為非靜電力做的功；電壓U為電壓的計(jì)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(dòng)勢(shì)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(shì)差，即電路電場中兩點(diǎn)電勢(shì)的差值，反映電場能的性質(zhì)1對(duì)電源與非靜電力做功的理解多項(xiàng)選擇以下說法中，正確的選項(xiàng)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(shì)能答案BCD2對(duì)電動(dòng)勢(shì)的理解多項(xiàng)選擇以下說法中正確的選項(xiàng)是A同一型號(hào)干電池，舊電池比新電池的電動(dòng)勢(shì)小，內(nèi)阻大，容量小B電源電動(dòng)勢(shì)與電源的體積和外電路都有關(guān)C1號(hào)干電池比5號(hào)干電池的電動(dòng)勢(shì)小，容量大D當(dāng)通過同樣的電荷量時(shí)，電動(dòng)勢(shì)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(shí)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(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)E V2 V非靜電力做的功WEqEIt20.26010 J240 J.一、選擇題考點(diǎn)一對(duì)電動(dòng)勢(shì)的理解1多項(xiàng)選擇關(guān)于電動(dòng)勢(shì)，以下說法中正確的選項(xiàng)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(shì)能增加B對(duì)于給定的電源，挪動(dòng)正電荷非靜電力做功越多，電動(dòng)勢(shì)就越大C電動(dòng)勢(shì)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(dòng)時(shí)，對(duì)單位電荷量做功越多D電動(dòng)勢(shì)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(shí)，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(shì)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(shì)能就增加，因此選項(xiàng)A正確電源的電動(dòng)勢(shì)是反映電源內(nèi)部其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能本領(lǐng)的物理量電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)越大，也不能說電動(dòng)勢(shì)越大，移送的電荷量越多，所以選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤2多項(xiàng)選擇關(guān)于電源電動(dòng)勢(shì)E的以下說法中正確的選項(xiàng)是A電動(dòng)勢(shì)E的單位與電勢(shì)、電勢(shì)差的單位一樣，都是伏特VB干電池和鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)是不同的C電動(dòng)勢(shì)E可表示為E，可知電源內(nèi)非靜電力做功越多，電動(dòng)勢(shì)越大D電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)E的單位與電勢(shì)差的單位一樣，都是伏特，故A正確；干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5 V，而鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)大小是2 V，故B正確；電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)越大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)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(xiàng)D正確3關(guān)于電源電動(dòng)勢(shì)，以下說法正確的選項(xiàng)是A同一電源接入不同的電路中，電動(dòng)勢(shì)會(huì)發(fā)生變化B1號(hào)1.5 V干電池比7號(hào)1.5 V干電池大，但電動(dòng)勢(shì)一樣C電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)越大D電動(dòng)勢(shì)、電壓和電勢(shì)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(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)不會(huì)改變，故A錯(cuò)誤電動(dòng)勢(shì)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(hào)干電池比7號(hào)干電池大，但電動(dòng)勢(shì)一樣，故B正確電源電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)不一定大，還跟移送電荷的多少有關(guān)，故C錯(cuò)誤電動(dòng)勢(shì)、電壓和電勢(shì)差物理意義不同，單位一樣，故D錯(cuò)誤4多項(xiàng)選擇如圖1所示，為一塊手機(jī)電池反面印有的一些符號(hào)，以下說法正確的選項(xiàng)是圖1A該電池的容量為500 mAhB該電池的電動(dòng)勢(shì)為3.6 VC

16、該電池在工作1小時(shí)后到達(dá)的電流為500 mAD假設(shè)電池以10 mA的電流工作，可用50小時(shí)答案ABD解析電池上的3.6 V表示電動(dòng)勢(shì)，500 mAh表示電荷容量，可以由電荷容量計(jì)算在一定放電電流下使用的時(shí)間，由500 mAht10 mA，得t50 h，所以A、B、D選項(xiàng)正確考點(diǎn)二對(duì)公式E的理解和應(yīng)用5多項(xiàng)選擇對(duì)于電動(dòng)勢(shì)的定義式E的理解，正確的選項(xiàng)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(tái)發(fā)電機(jī)用0.5 A的電流向外輸電，在1 min內(nèi)將180 J的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，那么發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為A6 V B360 V C120 V D12 V答案A解析qIt，

17、E V6 V.7多項(xiàng)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(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)為1.5 V的干電池做功少D該電源與電動(dòng)勢(shì)為1.5 V的干電池相比，通過1 C電荷量時(shí)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(jī)中用的鋰電池的電動(dòng)勢(shì)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(dòng)汽車是許多家庭的首選電動(dòng)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(shí)，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(dòng)勢(shì)是多少？每組的電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)為：E V60 V每組的電動(dòng)勢(shì)為：E1 V2 V.10E的應(yīng)用鉛蓄電池