13版高中物理《課時講練通》2.2電動勢（人教版選修3-1）

1、2 電 動 勢,1.知道電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2.了解電源電動勢的基本含義，知道它的定義式。3.理解電動勢的本質(zhì)，能區(qū)分電動勢和電壓。4.理解電源內(nèi)電阻。,重點：1.理解電動勢的概念。 2.會應用電動勢的定義式求解相關(guān)問題。難點：1.對電源內(nèi)部非靜電力做功的理解。 2.電動勢概念的理解。,一、非靜電力、電源1.非靜電力(1)定義：在電源內(nèi)部存在的一種使正電荷從_______流向_

2、______的力。(2)作用：在電源內(nèi)部_________把正電荷從負極搬運到正極，克服_______做功，增加電荷的_______。2.電源通過_________做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置。,低電勢,高電勢,非靜電力,靜電力,電勢能,非靜電力,二、電動勢、內(nèi)阻和容量1.電動勢(1)物理意義：反映電源_____________本領(lǐng)大小的物理量。(2)定義：電動勢指在電源內(nèi)部，非靜電力把正電荷由___極移送到_

3、__極，非靜電力所做的功W與______的比值。(3)公式：______。(4)單位：伏特(V)。(5)大小的決定因素：由電源中_________特性決定，跟電源的體積_____，跟內(nèi)外電路也_____。,非靜電力做功,負,正,電荷q,非靜電力,無關(guān),無關(guān),2.內(nèi)阻電源內(nèi)部導體的_____。3.容量電池放電時能輸出的_________，通常以安培小時或毫安小時作單位。,電阻,總電荷量,【判一判】(1)在一個閉合電路中，

4、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。( )(2)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。( )(3)電動勢與電源的體積、外電路有關(guān)。( )(4)同一種電池，體積越大，電池的容量越大，內(nèi)阻也越大。( ),提示：(1)無論電源內(nèi)部還是外部，電場方向都是由正極指向負極，故(1)錯；(2)在電源內(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

5、電荷上才能使其由負極流向正極，故(2)對；(3)電動勢與電源的體積、外電路無關(guān)，電動勢是電源的屬性，對于一個確定的電源,其電動勢是一定的，故(3)錯；(4)對同一種電池來說，體積越大，電池的容量越大，內(nèi)阻越小而不是越大，(4)錯。,非靜電力、電源1.試分析，在電源的外部和內(nèi)部電場方向如何？正電荷將怎樣移動？電場力做正功還是負功？在電源的內(nèi)部正電荷移動方向的成因是什么？【思路分析】在導線中移動的電荷是電子，電子向某一方向的定向移動

6、相當于正電荷向相反方向定向移動，為了方便，我們往往討論的是正電荷的定向移動，這不影響我們討論的結(jié)果。,提示：不論是電源的外部還是內(nèi)部，電場的方向都是從電源的正極指向負極，在電源的外部正電荷從電源的正極運動到負極，電場力做正功，在電源內(nèi)部，正電荷從電源的負極運動到正極，電場力做負功。在電源的內(nèi)部是非靜電力來克服電場力做功使正電荷從電源的負極運動到正極的。,2.結(jié)合圖甲、乙，利用下表分析電源內(nèi)部能量的轉(zhuǎn)化。,提示：,重力勢能,不同,電場力,

7、電勢能,不同,【知識點撥】兩種角度看非靜電力(1)要使電路兩端的電壓保持不變，就得有一種力，這種力能把正電荷不斷地從電源負極搬到正極上去，當正電荷從正極通過外電路流向負極時，正極減少的電荷將得到補充。(2)從能量的角度看，這種力要逆著電場力做功，使電場失去的能量不斷得到補充，這項任務不是靜電力所能完成的，因為靜電力絕不可能使正電荷由負極向正極運動，即電場力不可能使正電荷由低電勢向高電勢運動，為了使電路維持穩(wěn)恒電流，必須有一種從本質(zhì)

8、上與靜電力完全不同的力，即非靜電力，此力應使正電荷逆著電場方向運動，使正電荷的電勢能增加。,【探究歸納】電 源1.從力的角度看在外電路中，電荷在電場力的作用下定向移動形成電流；在電源內(nèi)部，電荷通過非靜電力的作用實現(xiàn)定向移動形成電流。2.從能量的角度看電源通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化。電源既不創(chuàng)造能量，也不創(chuàng)造電荷。,【典例1】以下說法正確的是( )A.在外電路和電源內(nèi)部，正電荷都受靜電力的作用，

9、所以能不斷地定向移動而形成電流B.靜電力和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小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小，非靜電力移動電荷做功電勢能增加,【思路點撥】解答本題需要把握以下三點：(1)電源內(nèi)部和外部的電場分布情況。(2)靜電力做功時能的轉(zhuǎn)化情況。(3)非靜電力做功時能的轉(zhuǎn)化情況。,【解析】選D。無論電源內(nèi)部還是外部都存在著

10、電場。在外電路中只有靜電力做功，電荷電勢能減少，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。在電源內(nèi)部，電荷受靜電力和非靜電力共同作用，而非靜電力移動電荷做功,消耗其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，電荷的電勢能增加，所以D正確，A、B、C錯誤。,【規(guī)律方法】電源、非靜電力口訣電源有個“電源力”，推動電荷到正極，正負極間有電壓，電路接通電荷移。,【變式訓練】(2012·包頭高二檢測)關(guān)于電源的說法，正確的是( )A.在電池中，靠化學作用使化學

11、能轉(zhuǎn)化為電勢能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，從正極到負極電勢逐漸升高D.在電源外部，從正極到負極電勢逐漸升高【解析】選A、B。在電池中，非靜電力是化學作用，它使化學能轉(zhuǎn)化為電勢能，A正確；在電源外部電路中，電場從電源的正極指向負極，負電荷受電場力的作用由電源的負極流向正極，B正確；無論在電源內(nèi)部還是電源外部從正極到負極電勢都逐漸降低，C、D錯誤。,電源的電動勢1.是不是非靜電力做功越多

12、電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)就越大?如何描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)?提示：不是。非靜電力對電荷做功的多少與電荷的數(shù)量有關(guān)。若把相同數(shù)量的電荷從電源的一個極搬運到另一極,做功越多,電荷獲得的電勢能越多?？梢杂梅庆o電力做的功與電荷量的比值來反映非靜電力做功的本領(lǐng)。,2.試結(jié)合下表對比分析電動勢與電壓。提示：,電路,電源,電能,其他形式能,其他形式的能,電能,,電壓,伏特,【知識點撥】對電動勢的進一步的理解(1)在不

13、同電源中，非靜電力做功本領(lǐng)不同，即把相同數(shù)量的正電荷在電源內(nèi)部從負極搬運到正極，非靜電力做功的多少不同，電動勢大小也不同。(2)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，即由電源負極指向電源正極方向。(3)公式 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，不能說電動勢E與W成正比，與q成反比。(4)電動勢的大小可以用內(nèi)阻極大的電壓表粗略測出。,【探究歸納】

14、電 動 勢1.表征了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量。2.電動勢與電壓是兩個本質(zhì)不同的物理量。,【典例2】(2012·淮安高二檢測)下列關(guān)于電動勢的說法中正確的是( )A．電源的電動勢就是電源兩端的電壓B．電路中，如果每通過1 C的電荷，電源能把2 J的其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能，則電源的電動勢就為2 VC．電源的電動勢跟外電路有關(guān)D．電源的輸出電流越大，則電源的電動勢也就越大,【思路點撥】解答本題

15、應把握以下三點：(1)理解電動勢與電壓的關(guān)系。(2)會運用電動勢的定義式求電動勢的大小。(3)明確電動勢大小的決定因素。,【解析】選B。電源的電動勢等于電源未接入電路時兩極間的電壓，電動勢與電壓是兩個本質(zhì)上不同的物理概念，A錯；由電動勢的定義式 可知，B對；電動勢是電源的屬性，與內(nèi)外電路無關(guān)，C、D錯。,【變式訓練】(2012·廣州高二檢測)關(guān)于電動勢E，下列說法中正確的是( )A.電動勢E的大小，

16、與非靜電力做的功W的大小成正比，與移送電荷量q的大小成反比B.電動勢E是由電源本身決定的，跟電源的體積和外電路均無關(guān)C.電動勢E的單位與電勢、電勢差的單位都是伏特，故三者本質(zhì)上一樣D.電動勢E是表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量,【解析】選B、D。電動勢E只與電源本身的性質(zhì)有關(guān)，與W和q無關(guān)，A錯誤，B正確；電動勢與電勢、電勢差的物理意義不同，三者本質(zhì)不同，C錯；電動勢是表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，D正

17、確。,內(nèi)阻和容量1.試比較1號干電池、5號干電池的電動勢、容量和內(nèi)阻的大小關(guān)系。提示：1號干電池、5號干電池的電動勢都是1.5 V，大小相等；兩干電池相比，1號干電池的體積大，容量大，內(nèi)阻小。,2．一個蓄電池的容量是15 A·h，意義是什么？我們能否說電動勢越大，電源的容量也越大？提示：容量是15 A·h表示蓄電池充電后以1.5 A電流為用電器供電，大約可以工作10 h。電動勢是非靜電力把正電荷從負極送到正極所

18、做的功跟被移送的電荷量的比值，容量是電池放電時能輸出的總電荷量，二者并沒有直接聯(lián)系。所以我們不能說電動勢越大，電源的容量也越大。,【知識點撥】電源的內(nèi)阻和容量(1)內(nèi)阻和容量都是描述電池性質(zhì)的物理量。(2)電池的容量與放電狀態(tài)有關(guān)系，同樣的電池，小電流、間斷性放電就比大電流、連續(xù)放電時的容量大。(3)對于電池的內(nèi)阻，會在使用過程中變化較大。一般說來，用的時間越久，電池的內(nèi)阻越大。,【探究歸納】容量和內(nèi)阻1.對于同一種電池來說

19、，體積越大，電池的容量越大，內(nèi)阻越小。2.內(nèi)阻和電動勢同為電源的重要參數(shù)。,【典例3】李老師剛買了一個手機,該手機電池的額定容量為1 200 mA·h，額定電壓為3.7 V。用了一段時間后,他發(fā)現(xiàn)手機的待機時間為10天。請你分析一下,該手機待機狀態(tài)下的電流是多大？,【思路點撥】手機待機電流的計算是與現(xiàn)代人們生活聯(lián)系比較密切的題目，解答此題的關(guān)鍵：(1)明確這種實際問題和我們所學知識的聯(lián)系，理解它的情景，把它轉(zhuǎn)化為物

20、理問題，運用 求解。(2)通過題目給出的條件，確定通過手機的電量，也就是題目中給出的手機電池的額定容量。(3)確定通電時間即手機的待機時間。(4)注意題目中給出的物理量的單位，不是國際單位的要進行換算，化成國際單位然后進行計算。,【解析】電池容量1 200 mA·h為電池容納的電荷量。電池用完后可認為電荷無剩余，則工作電流答案:5 mA,【變式訓練】如圖為一塊手機電池背面印有的說明文字，下列說法正確的是(

21、 )A.該電池的容量為500 mA·hB.該電池的電動勢為3.6 VC.該電池在工作1小時后達到的電流為500 mAD.若電池以10 mA的電流工作，可用50小時,【解析】選A、B、D。電池上的3.6 V表示電動勢，500 mA·h 表示電池容量，可以由電池容量計算在一定放電電流下電池使用的時間，由500 mA·h=t×10 mA得，t=50 h，所以A、B、D正確。,【溫馨提示】本節(jié)

22、課主要涉及電源電動勢、內(nèi)阻和容量三個基本物理概念，它們是反映電池性質(zhì)的重要參數(shù)，在考題中往往結(jié)合電池外殼上的說明文字考查相關(guān)問題。,【典例】如圖是兩個電池外殼上的說明文字,上述進口電池的電動勢是________V。上述國產(chǎn)電池最多可放出________mA·h的電荷量；若該電池平均工作電流為0.03 A，則最多可使用________h?！舅悸伏c撥】解答本題應把握以下兩點：(1)明確電動勢和容量。(2)根據(jù)電池容量的