2019春高中物理 第2章 恒定电流 2 电动势课件 新人教版选修3-1.ppt

第二章 恒定电流 2电动势 课前预习 1 概念通过 做功把其他形式的能转化为 的装置 2 原理在电源内部 做功 转化为电能 在电源的外部电路 做功 转化为其他形式的能 3 作用保持两极间有 供给电路电能 电源 非静电力 电能 非静电力 其他形式的能 电场力 电能 一定电压 1 概念非静电力把正电荷从负极移送到正极所 跟被移送的 的比值叫电源的电动势 2 公式E 3 单位伏特 电动势 做的功 电荷量 4 物理意义反映电源把其他形式的能转化为电能 在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极移送到正极 5 方向规定电动势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 指向 方向 6 大小的决定因素由电源中 的特性决定 跟电源的体积无关 跟 也无关 本领的大小 所做的功 负极 正极 非静电力 内外电路 1 电源的内阻电源的内部也是由导体组成的 所以也有 这个电阻叫做电源的内阻 2 电池的容量 定义 电池放电时能输出的 通常以安培时 A h 或毫安时 mA h 作单位 特点 电池的容量与 有关 同样的电池 小电流 间断性放电要比大电流 连续放电的容量大 电源的内阻及电池的容量 电阻 总电荷量 放电状态 选一选 多选 2018 浙江宁波诺丁汉大学附中高二下学期期中 如图为一块手机电池的背面印有的一些符号 下列说法正确的是 A 该电池的容量为500mA hB 该电池的电动势为3 6VC 该电池在工作1小时后达到的电流为500mAD 若电池以10mA的电流工作 可用50h解析 电池上的3 6V表示电动势 500mA h表示电荷容量 可以由电荷容量计算在一定放电电流下使用的时间 由500mA h t 10mA 得t 50h 所以A B D选项正确 ABD 想一想 小明奶奶家用的是 多级 手电筒 可以由两节或三节电池串联使用 小明奶奶买来1 5V的1号电池2节 使用一段时间后 手电筒灯泡变红变暗 为了节约 小明奶奶又找来一节用过的1号电池 3节串联起来使用 发现灯泡还十分暗淡 为了帮助奶奶弄清楚是怎么回事 小明从学校借来电压表 对3节旧电池的电动势逐个进行测量 示数几乎均为1 1V 3节总电动势可达3 3V 已经超过两节新电池的电动势 请你帮助小明分析一下 灯泡依然暗淡的原因出在哪里 解析 干电池用旧了 用电压表测量电池两端的电压 有时候依然比较高 但是接入电路后却不能使负载小灯泡正常工作 这种情况是因为电池的内电阻变大了 导致通过灯泡的电流很小 课内探究 如图所示是闭合电路中自由电荷 假设是正电荷 发生定向移动形成电流的示意图 请问 1 正电荷在运动过程中静电力对其做什么功 2 非静电力对正电荷做什么功 3 整个电路中都存在非静电力吗 提示 1 正功 2 负功 3 否 探究一对非静电力的理解 1 1 非静电力电源内使正 负电荷分离 并使正电荷聚积到电源正极 负电荷聚积到电源负极的非静电性质的作用力 是对除静电力外能对电荷流动起作用的其他力的统称 2 来源 1 在化学电池 干电池 蓄电池 中 非静电力是一种与离子的溶解和沉积过程相联系的化学作用 2 在一般发电机中 非静电力起源于磁场对运动电荷的作用 3 功能关系 非静电力总是克服静电力做功 非静电力做功的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程 做多少功 就有多少能转化为电能 ABD 解题指导 在电源内部 通过非静电力做功 把正电荷从负极移到正极 电荷的电势能增加 在电源外部静电力做功 把正电荷从正极沿导线移到负极 电荷电势能减少 解析 电源的作用是维持导体两端的电压 使电路中有持续的电流 故A正确 在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部既存在非静电力 又存在静电力 故B正确 静电力与非静电力都可以使电荷移动 静电力移动电荷做功电荷电势能减少 非静电力移动电荷做功电荷电势能增加 故C错误 D正确 对点训练1 多选 如图为伏打电池示意图 由于化学反应 在A B两电极附近产生了很薄的两个带电接触层a b 沿电流方向绕电路一周 非静电力做功的区域是 A RB bC rD a解析 非静电力的作用是在电源内部把正电荷 电子 由负 正 极拉向正 负 极 所以非静电力做功的区域是电极附近的a b 而不是电路中 故B D正确 BD 要在电路中维持持续电流 电路中必须接有电源 电池是常见的电源 下图是常见的各种电池 用什么物理量去描述电源的特性呢 提示 电动势 探究二对电动势的理解 2 1 电动势的物理意义 电动势大小反映电源将其他形式的能转化为电能的本领的大小 2 电动势的大小 在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功 3 方向 电动势是标量 为了研究问题方便 规定电动势的方向为电源内部电流的方向 即由电源负极指向正极 4 电动势和电压的区别与联系 C 解题指导 1 电源的电动势指电源中非静电力做功本领的大小 即移送单位正电荷非静电力所做功的多少 2 电源向外提供的电能与电源的工作状态及通电时间有关 3 电源的电动势是电源本身的性质 与外电路工作情况无关 对点训练2 在炎热的夏天我们可以经常看到 有的小朋友的太阳帽前有一小风扇 如图所示 该小风扇与一小型的太阳能电池板相接 对其供电 经测量该电池能产生的电动势为E 0 6V 则关于该电池的描述正确的是 B A 单位时间内可把0 6J的太阳能转化为电能B 通过1C电荷量该电池能把0 6J的太阳能转化为电能C 该电池把其他形式能转化为电能的本领比一节7号电池的本领大得多D 把该电池接入闭合电路后 电动势减小 解析 电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷从电源内部的负极移到正极所做的功 即把太阳能转化为电能的多少 而不是在1s内转变的电能 A错误 B正确 电动势越大 将其他形式的能转化为电能的本领越大 C错误 无论该电池是否接入电路 电动势的大小为定值0 6V D错误 素养提升 1 功是能量转化的量度 在电源中 非静电力做功 其他形式的能转化为电能 非静电力移送电荷做了多少功 就有多少其他形式能转化为电能 在电路中 静电力做功 电能转化成其他形式的能 静电力做了多少功 就有多少电能转化为其他形式的能 2 无论电源内部还是电源外部都存在着电场 在外电路中只有静电力做功 电能转化为其他形式的能 而在电源内部 有内阻 静电力也做一部分功 将电能转化为内能 但也有非静电力对电荷做功 将其他形式的能转化为电能 电路中的能量转化问题 解析 由电动势的定义可知 在电源内部中非静电力每移送1C电荷 有3J其他形式的能转化为电能 也可认为在电源中 非静电力移送电荷做多少功 就有多少其他形式的能转化为电能 在电路中 电场力移送电荷做多少功 就有多少电能转化为其他形式的能 1 W Eq 3 6J 18J电源中共有18J其他形式的能转化为电能 2 W1 U1q 2 4 6J 14 4J外电路中共有14 4J电能转化为其他形式的能 3 内电压U2 E U1 3V 2 4V 0 6V W2 U2q 0 6 6J 3 6J内电路中共有3 6J电能转化为其他形式的能 也可由能量守恒求出 W2 W W1 3 6J 答案 1 18J 2 14 4J 3 3 6J 方法提升 电源和电路都是实现能的转化的装置 做功是完成转化方式的量度