高二物理课件：2.2《电动势》 （人教版选修3-1）

欢迎进入物理课堂 2 电动势 一 电源1 概念 通过做功把其他形式的能转化为电势能的装置 2 非静电力的实质在电池中 非静电力是作用 它使能转化为能 在发电机中 非静电力的作用是作用 它使转化为能 非静电力 化学 化学 电势 电磁 机械能 电势 伏特 3 大小的决定因素 由电源中特性决定 跟电源的体积无关 跟也无关 4 单位 与电势 电势差的单位 为 5 常用电源的电动势 非静电力 外电路 相同 伏特 2 内阻 1 电源内部也是由导体组成的 所以也有电阻 这个电阻叫做电源的 2 和同为电源的重要参数 内阻 内阻 电动势 1 对电动势概念的理解 1 在不同电源中 非静电力做功本领不同 即把相同数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极 非静电力做功的多少不同 电动势大小也不同 2 电动势E是标量 为研究问题方便 规定其方向为电源内部电流方向 即由电源负极指向正极方向 对电动势的理解 正确的是 A 电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷从负极移到正极所做的功B 电动势在数值上等于静电力把1C的负电荷从正极移到负极所做的功C 电动势在数值上等于静电力把1C的正电荷从负极移到正极所做的功D 电源电动势越大 则它把其他形式的能转化成电能的本领越强 答案 AD 2 概念辨析 电动势与电压 电势差 特别提醒 电动势和电势差虽然单位相同 定义式类似 但二者有本质的区别 电势差反映电场力做功 将电势能转化为其他形式的能 而电动势反映非静电力做功 将其他形式的能转化为电能 能的转化方向不同 有关电压与电动势的说法中正确的是 A 电压与电动势的单位都是伏特 所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法B 电动势就是电源两极间的电压C 电动势公式E W q中W与电压U W q中的W是一样的 都是电场力做的功D 电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量 答案 D 3 电路中的能量转化问题 1 电源和电路中都有能量的转化 做功是能量转化的量度 注意搞清楚是静电力做功还是非静电力做功 内电路中产生的其他形式的能是内阻产生的内能 2 电源的工作原理是通过非静电力做功把其他形式的能量转化为电能 非静电力做功的计算方法有W EIt W Eq或通过能量守恒求解等 3 能量转化关系如图所示 将电动势为3 0V的电源接入电路中 测得电源两极间的电压为2 4V 当电路中有6C的电荷流过时 求 1 有多少其他形式的能转化为电能 2 外电路中有多少电能转化为其他形式的能 3 内电路中有多少电能转化为其他形式的能 答案 1 18J 2 14 4J 3 3 6J 1 无论是在电源的内部还是外部 沿电流的方向电势总是逐渐降低的 你认为正确吗 提示 不正确 因为无论在电源的内部还是外部 电场的方向总是从电源的正极指向电源的负极 沿电场线方向电势总是逐渐降低 而电流在电源外部是从正极流到负极 内部是从负极流到正极 所以 在电源外部 沿电流方向 电势逐渐降低 在电源内部 沿电流方向电势逐渐升高 2 什么是电源的容量 提示 电源的容量就是电源放电时能输出的总电荷量 通常以安培时 A h 或毫安时 mA h 为单位 电源的容量与放电状态有关 同样的电源 小电流间断性放电要比大电流连续放电的容量大 对同一种电池来说 体积越大 电源容量越大 教材资料分析 说一说 说出电动势的完整定义 点拨 非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功与被移送电荷量的比值叫电源的电动势 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转化为电能本领的物理量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 本题考查了电动势的基本概念 关键要正确地理解电动势 电动势是一个用比值定义的物理量 这个物理量是与这两个相比的项没有关系 它是由电源本身决定的 是表征其他形式的能转化为电能本领的物理量 电动势和电压尽管单位相同 但本质上是不相同的 故选B C 答案 BC 反思总结 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 如 电场强度是通过电荷所受的电场力与电荷量的比值定义的 但电场强度与力 电荷的电荷量没有关系 电容器的电容是通过电荷量与两极间的电压的比值定义的 但电容与所带电荷量及极间电压也都没有关系 跟踪发散 1 1 如下图所示是常用在电子手表和小型仪表中的锌汞电池 它的电动势约为1 2V 这表示 A 电路通过1C的电荷量 电源把1 2J其他形式能转化为电能B 电源在每秒内把1 2J其他形式能转化为电能C 该电源比电动势为1 5V的干电池做功少D 该电源与电动势为1 5V的干电池相比 通过1C的电荷量时转化的电能少答案 AD 由六节干电池组 为一电阻供电 电路中的电流为2A 在10s内电源做功为180J 则电源的电动势为多少 答案 9V 跟踪发散 2 1 有一铅蓄电池 当移动1C电荷时非静电力做功2J 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非静电力做功是多少 解析 E W q 2V 非静电力做的功就转化成了其他形式的能W IEt 0 2 2 10 60J 240J 答案 2V240 1 下列关于电源的说法 正确的是 A 电源向外提供的电能越多 表示电动势越大B 电动势表示电源将正电荷从负极移送到正极时 非静电力所做的功C 电源的电动势与外电路有关D 在电源内从负极到正极电势升高 解析 电动势的大小并不意味着向外提供电能的多少 还与提供的电流 工作时间有关 它在数值上等于将单位正电荷从负极移到正极非静电力做的功 A B错误 电动势是由电源本身的性质决定的 与外电路无关 C错误 在外电路中从正极到负极电势降低 在内部从负极到正极电势升高 D正确 答案 D 2 下列说法中正确的是 A 电源的电动势实质上就是电源两极间的电压B 电源的电动势在数值上等于电源两极间的电压C 电源的电动势与电压的单位相同 但与电压有本质的区别D 电动势越大 电源两极间的电压一定越高 解析 本题考查的是电动势和电压的区别 关键是区分电动势和电势差这两个物理概念 电动势和电压有着本质的区别 所以A选项错 C选项对 当电源开路时 电源两极间的电压在数值上等于电源的电动势 但在闭合电路中 电源两极间的电压与外电路有关系 随外电路的变化而变化 故B D错 答案 C 3 关于电源的电动势 下面说法正确的是 A 电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量B 电动势在数值上等于电路中通过1C电荷量时电源提供的能量C 电源的电动势跟电源的体积有关 跟外电路有关D 电动势有方向 因此电动势是矢量 解析 由电动势的物理意义可知 电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量 它在数值上等于电源没有接入电路时其两极间的电压 也等于电路中通过1C电荷量时电源所提供的能量 电动势由电源中非静电力的特性决定 跟电源的大小无关 跟外电路也无关 电动势虽然有方向 但电动势是标量 综上所述 正确选项是A B 答案 AB 4 2011 宁波高二检测 电源电动势的大小反映的是 A 电源把电能转化为其他形式的能的本领大小B 电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小C 电源单位时间内移送电荷量的多少D 电流做功的快慢解析 由电动势的物理意义 描述电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小 故A错B对 单位时间内移送电荷量的多少为电流 C错 电流做功的快慢是电功率 D错 答案 B 5 关于电动势 下列说法正确的是 A 在电源内部把正电荷从负极移到正极 非静电力做功 电能增加B 对于给定的电源 移动正电荷非静电力做功越多 电动势就越大C 电动势越大 说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极移送到正极做功越多D 电动势越大 说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多 解析 电源的作用就是在其内部把正电荷从负极移到正极 在移送的过程中 非静电力做正功 电场力做负功 将其他形式的能转化为电能 使电能增加 故A对 电源的电动势是反映电源将其他形式能转化为电能本领大小的物理量 数值上等于非静电力移送电荷所做的功与电荷量的比 即移送单位正电荷非静电力所做的功 对于确定的电源电动势为一个确定值 非静电力所做的功是由电源的电动势和移送电荷量的多少共同决定 故B D错 C对 答案 AC 6 对于不同型号的干电池 下列说法正确的是 A 1号干电池的电动势大于5号干电池的电动势B 1号干电池的容量比5号干电池的容量大C 1号干电池的内阻比5号干电池的内阻大D 把1号和5号干电池分别连入电路中 若电流I相同 它们做功的快慢相同 解析 电动势的大小跟电池的大小没有关系 但大电池容量大 A错 B对 而电池的内阻也与电池的大小无关 C错 电流I相同 单位时间内移动的电荷相同 而1号和5号干电池的电动势是一样的 所以它们电流做功的快慢相同 D正确 答案 BD 7 电池容量就是电池放电时能输出的总电荷量 某蓄电池标有 15A h 的字样 则表示 A 该电池在工作1h后达到的电流为15AB 该电池在工作15h后达到的电流为15AC 电池以1 5A的电流工作 可用10hD 电池以15A的电流工作 可用15h解析 电池上 15A h 是表示电池蓄存的电量数值 即q 15A h 15A 1h 1 5A 10h 故C对 A B D均错 答案 C 8 单位电荷量的正电荷沿闭合电路移动一周 在内外电路中释放的总能量决定于 A 电源的电动势B 通过电源的电流C 路端电压的大小D 内外电阻之和答案 A 9 随着我国电信业的发展 国产手机在市场上已经占有了相当大的市场份额 如下图所示是中国科健股份有限公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明 由此可知 此电池的电动势和待机状态下平均工作电流分别是 A 4 2V 14 58mAB 4 2V 700mAC 3 7V 14 58mAD 3 7V 700mA解析 电池的几个参数 1 电动势 它取决于电池的正 负极材料及电解液的化学性质 与电池的大小无关 2 内阻 r 电池内部的电阻 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等 答案 C 10 移动电话中的锂电池电动势为3 6V 某次通话时 电流为10mA 时间为100s 那么此次通话过程有多少化学能转化为电能 解析 本题考查了电动势的定义式及相应的功能关系 非静电力做了多少功 就有多少化学能转化成了电能 只要表示出非静电力做的功即可 W qE q It 所以W EIt 3 6 10 10 3 100J 3 6J 答案 3 6J 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全