2017-2018学年高中物理 第二章 恒定电流 第2讲 电动势学案 新人教版选修3-1.doc

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1、电动势[目标定位]　1.知道电源是将其他形式的能转化为电势能的装置.2.了解电路中自由电荷定向移动的过程中，静电力和非静电力做功与能量转化的关系.3.了解电源电动势的基本含义，知道它的定义式．了解电源的内阻．一、电源1．概念：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置．2．电源的工作原理如图1所示，由于电源正、负极总保持一定数量的正、负电荷，所以电源内部总存在着由正极指向负极的电场．电源把正电荷从负极搬运到正极的过程中，非静电力在做功，使电荷的电势能增加．在外电路，也存在着由正极指向负极的电场，正电荷在静电力的作用下由电源正极流向负极．图1

2、3．非静电力的实质在电池中，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，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能．例1　关于闭合电路，下列说法正确的是(　　)A．在外电路和电源内部，正电荷都受非静电力作用，所以能不断定向移动形成电流B．静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少C．在电源内部正电荷能从负极到正极是电源内部非静电力克服静电力做功的结果D．静电力移动电荷做功电势能减少，非静电力移动电荷做功电势能增加解析　在电源外部，电荷受静电力作用，而在电源内部，电荷既受静电力作用，又受非静电力作用，故能使电荷不

3、断定向移动形成电流，选项A错误，C正确；静电力做功，使电荷电势能减少，非静电力做功，使电荷电势能增加，选项B错误，D正确．答案　CD(1)非静电力只存在电源的内部，而静电力分布于电源内外.(2)非静电力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能.二、电源的重要参数——电动势、内阻和容量1．电动势(1)定义：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，即非静电力所做的功W与移送电荷q的比值，用E表示，E＝.(2)物理意义：反映电源非静电力做功本领大小的物理量．(3)单位：与电势、电势差的单位相同，为伏特．(4)标量：规

4、定电动势的方向为电源内部电流的方向，即在电源内部由电源负极指向正极．2．内阻：电源内部导体的电阻．3．容量：电池放电时能输出的总电荷量，其单位是A·h或mA·h.深度思考如图2所示是不同型号的干电池，其电动势都是1.5V，这说明什么问题？图2答案　电动势相同，说明不同型号的干电池内部的非静电力做功的本领相同，体积大的干电池，其容量大．例2　关于电动势E的说法中正确的是(　　)A．电动势E的大小，与非静电力所做的功W的大小成正比，与移送电荷量q的大小成反比B．电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关C．电动势E是表征电源把其他形式的能

5、转化为电能本领强弱的物理量D．电动势E的单位与电势差的单位相同，故两者在本质上相同解析　电动势是一个用比值定义的物理量，这个物理量与这两个相比的项没有关系，它是由电源本身决定的，是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量．电动势和电势差尽管单位相同，但本质上是不相同的，故选B、C.答案　BC(1)E＝是电动势的定义式而不是决定式，E的大小与W和q无关，是由电源自身的性质决定的，电动势不同，表示电源将其他形式的能转化为电能的本领不同．(2)电动势与电压的区别与联系①区别：电势差U＝反映电场力做功，将电势能转化为其他形式的能；而电动势E＝反映

6、非静电力做功，将其他形式的能转化为电能．能的转化方向不同．②联系：电动势等于电源未接入电路时两极间的电势差．例3　由六节干电池(每节的电动势为1.5V)串联组成的电池组，对一电阻供电．电路中的电流为2A，在10s内电源做功为180J，则电池组的电动势为多少？从计算结果中你能得到什么启示？解析　由E＝及q＝It得E＝＝V＝9V＝1.5×6V，故可得出串联电池组的总电动势等于各电池的电动势之和．答案　9V　串联电池组的总电动势等于各电池的电动势之和电源的串、并联规律：n个相同电源串联：E总＝nE；r总＝nr.n个相同电源并联：E总＝E；r总＝.1．(

7、对电动势的理解)铅蓄电池的电动势为2V，这表示(　　)A．电路中每通过1C电荷量，电源将2J的化学能转变为电能B．在1s内非静电力做功为2JC．蓄电池能在1s内将2J的化学能转变为电能D．蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池小答案　A解析　电源的电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功，所以选项A正确，B、C错误；一节干电池的电动势是1.5V，所以蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池大，选项D错误．2．(公式E＝的理解和应用)有一铅蓄电池，在其内部将2×10－5C的电子从正极移到负极需要3×10－2s的

8、时间，此过程中非静电力做功为4×10－5J，则该铅蓄电池的电动势是多少？给一小灯泡供电，供电电流是0.2A，供电10min，非静电力做功