高二物理电动势ppt课件

第二节电动势 1 课标解读1 知道电源是将其他形式的能转化为电能的装置 2 了解电源内部静电力和非静电力做功与能量转化的关系 3 了解电动势的基本含义 以及它的定义式 4 了解电源的内电阻 2 课前自主学习一 电源1 从能量转化的角度看 电源就是非静电力做功 把其他形式的能转化成电势能的装置 2 非静电力的实质 在电池中是指化学作用 在发电机中是指电磁作用 3 二 电动势 内阻1 电动势 1 物理意义 反映电源非静电力做功本领的大小 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移到正极所做的功 即电动势的单位是伏特 V 4 3 电动势大小的决定因素 由电源中非静电力特性决定 跟电源的体积无关 跟外电路也无关 2 内阻 电源内部导体的电阻 5 知识梳理图 6 课堂互动探究一 电动势1 电源 把其他形式的能转化为电能的装置 如 干电池和铅蓄电池能够把化学能转化为电能 水轮发电机能够把机械能转化为电能 电源的作用 电源有正 负两个极 两极间有一定的电压 将一段导体 或一段电路 接到电源两极之间 在导体 或电路 两端就有了一定电压 可见电源能在导体 或电路 两端保持一定的电压 7 2 非静电力 如图所示 在外电路电流由电源正极流向负极 即从高电势到低电势 电流在电源内部只能从负极流向正极 即从低电势到高电势 根据电场知识可知 静电力不可能使电流从低电势流向高电势 反而起阻碍作用 因此电源内部必然存在着从低电势处指向高电势处的某种力 称为 非静电力 正是它驱使正电荷逆着静电力从低电势处流向高电势处 这与用水泵把水从井底 低处 抽到地面 高处 类似 在水泵中必然存在一种作用于水的 非重力 8 非静电力的种类很多 例如 化学电源中的化学力 发电机内由于电磁感应而出现的电磁力等 9 3 电动势从能量转化的角度来看 非静电力移动电荷做功的过程 就是把其他形式的能转化为电能的过程 在不同的电源中 非静电力不同 其做功本领也不同 即把相同数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极 非静电力做功多少不同 则转化成电能的多少就不同 物理学中用电动势来描述电源的这种特性 10 1 定义 非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值叫电源的电动势 2 公式 3 单位 伏特 4 物理意义 表示电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小 11 5 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 6 电动势是用比值定义的物理量 由电源中非静电力的特性决定 是电源的属性 与移送的电荷量q和所做的功W无关 跟电源的体积 外电路也无关 12 4 怎样理解电动势 1 电源电动势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所做的功 也可认为是在数值上等于电路中通过单位电荷时电源所提供的电能 如干电池电动势是1 5V 表明在干电池内移动1C电荷时电源能提供1 5J的电能 2 电源电动势在数值上等于电源开路时电源两极间的电压 3 电源电动势在数值上等于内 外电路电压之和 13 4 比较电动势和电压的意义电动势 表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能 或其他形式能 E表示单位正电荷消耗化学能 或其他形式能 反映电源把其他形式能转化为电能的本领 电压 表示正电荷在电场力作用下从一点移到另一点所消耗的电能 电压表示移动单位正电荷消耗的电能 反映把电能转化为其他形式能的本领 14 二 内阻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内阻 内阻和电动势同为电源的重要参数 15 典例分析一 电动势的概念例1 关于电动势 下列说法中正确的是 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正电荷从负极向正极移送单位电荷量做功越多 16 D 电动势越大 说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多解析 电源是将其他能量转化为电能的装置 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 因此选项A正确 电源电动势是反映电源内部其他形式能转化为电能的能力的物理量 电动势在数值上等于移送单位电荷量所做的功 不能说电动势越大 非静电力做功越多 也不能说电动势越大 被移送的电荷量越多 所以选项C正确 答案 AC 17 名师点拨 电动势是用比值定义的物理量 由电源中非静电力的特性决定 是电源的属性 与移送的电荷量q和所做的功W无关 跟电源的体积 外电路也无关 18 巩固练习 1 以下说法中正确的是 A 在外电路中和电源内部 正电荷都受静电力作用 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因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力 19 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 电源内部非静电力做功使电荷的电势能增加 引出了电动势的概念 来描述非静电力的做功本领 而静电力移动电荷的正功的过程使电势能减少 D项正确 答案 D 20 二 电路中能量转化例2 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 当电路中的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 21 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 22 3 由能量守恒知 内电路中有18J 14 4J 3 6J的电能转化为内能 答案 1 18J 2 14 4J 3 3 6J名师点拨 电源和电路都是实现能量转化的装置 做功是能量转化的量度 23 巩固练习 2 若例2中的电路中任一截面通过6C电量的时间为3s 则电源提供的电功率为多少 外电路消耗的电功率为多少 内电路消耗的电功率又为多少 答案 6W4 8W1 2W 24 三 电源实际应用的问题例3 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 25 解析 W qE q It所以W EIt 3 6 10 10 3 100J 3 6J 计算电源内其他形式的能转化为电能的公式 W qE ItE 而所以EI表示电源内其他形式的能转化为电能的快慢的物理量 E一定情况下 I越大 转化越快 答案 3 6J 26 名师点拨 非静电力做功和克服电场力做功在这里是一个意思 只要有非静电力做功 电势能增加 而电动势则增加的电势能W qE 要注意区分电场力做功和非静电力做功问题 27 巩固练习 3 下图所示的是两个电池外壳的说明文字 左边进口电池的电动势是 V 右边国产电池最多可放出 mA h的电荷量 若电池平均工作电流为0 03A 则最多可使用 h 1 2 600 20 28 29 课后巩固提升巩固基础1 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 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 30 答案 D 31 2 关于电源的电动势 下面叙述正确的是 A 电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压B 同一电源接入不同的电路 电动势就会发生变化C 电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量D 在闭合电路中 当外电阻变大时 路端电压增大 电源的电动势也增大 32 解析 电源电动势是不变的 不随外电阻的变化而变化 故B D错误 电压表接在电源两端 测得的电压是路端电压 并不是电源电动势 故A错误 答案 C 33 3 干电池的电动势是1 5V 其物理意义是 A 当外电路断开时 其路端电压为1 5VB 电路通过1C电荷量 电源有1 5J化学能转化为电能C 电路通过1C电荷量 电源供给外电路的能量为1 5JD 电路通过1C电荷量 电源提供1 5J能量解析 由电动势的意义可知A B D选项正确 答案 ABD 34 4 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 35 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的电池工作 可用50小时解析 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 故A B D选项正确 答案 ABD 36 5 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 37 解析 由W Eq可知 单位正电荷沿闭合电路移动一周所释放的总能量由电动势E决定 答案 A 38 提升能力6 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 电动势表示电源将单位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无关D 在电源内从负极到正极电势的升高等于E 39 解析 电源向外提供的电能除与电动势有关外 还与输出的电流 通电的时间有关 所以电源向外提供的电能多 并不意味着电源的电动势一定大 譬如 一个电动势较小的电源 如果长时间向外供电 照样可以提供较多的电能 一个电动势较大的电源 如果没有工作 即没对外供电 则它根本不向外提供电能 故选项A的说法错误 D选项也错误 故选B C 答案 BC 40 7 有一蓄电池 当移动1C电荷时非静电力做功是2J 该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 答案 2V240J 41 8 电动势为1 2V的计算器电池 若在电路中用1 2s时间移送2C的电荷量 则 1 电源把多少焦耳的其他形式的能转化为电能 2 非静电力做功的功率多大 42 解析 1 由W Eq 得W 1 2 2J 2 4J非静电力做功转化为电能 所以电流把2 4J的其他形式的能转化为电能 答案 1 2 4J 2 2W 43 9 铅蓄电池的电动势为2V 一节干电池的电动势为1 5V 将铅蓄电池和干电池分别接入电路 两个电路中的电流分别为0 1A和0 2A 试求两个电路都工作20s时间电源所消耗的化学能分别为多少 把化学能转化为电能的本领哪种电池更大 44 解析 根据W Eq 由得q It 联立 W EItW铅 2 0 1 20J 4JW干 1 5 0 2 20J 6J电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领 故铅蓄电池的本领更大 答案 4J6J铅蓄电池 45 完全免费 无需注册 天天更新 46