高中物理+第2章第2節(jié)電動(dòng)勢課件+新人教版選修3-1

1、知道電源是能維持外電路中穩(wěn)定電流的原因掌握電動(dòng)勢的概念及表達(dá)式 了解電池內(nèi)部能量的轉(zhuǎn)化過程 要在電路中維持持續(xù)電流，電路中必須接有電源，電池是常見的電源，下圖是常見的各種電池 用什么物理量去描述電源的特性呢？ 1在外電路，正電荷由電源 流向 電源之所以能維持外電路中穩(wěn)定的電流，是因?yàn)樗心芰Π褋淼?的正電荷經(jīng)過 不斷地搬運(yùn)到 如圖所示正極正極負(fù)極負(fù)極負(fù)極負(fù)極電源內(nèi)部電源內(nèi)部正極正極 2電源移動(dòng)電荷，增加電荷的電勢能，這與抽水機(jī)抽水增加水的重力勢能很相似(如圖所示)不同的抽水機(jī)工作時(shí)，水能夠被舉起的高度有所不同，即單位質(zhì)量的水所增加的 不同與此類似，在不同的電源中，非靜電力 也不相同：把一定數(shù)量

2、的 在電源內(nèi)部從 搬運(yùn)到 ，在某些電源中非靜電力可以做較多的功，電荷的 增加得比較多；而在另一些電源中，非靜電力對同樣多的電荷只能做較少的功， 的增加也較少物理學(xué)中用 來表明電源的這種特性重力勢能重力勢能正電荷正電荷做功的本領(lǐng)做功的本領(lǐng)負(fù)極負(fù)極正極正極電勢能電勢能電勢能電勢能電動(dòng)勢電動(dòng)勢 3電動(dòng)勢的大小是由 決定的，與電源的體積和外電路的組成及變化情況 電動(dòng)勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功 電源非靜電力的特性電源非靜電力的特性無關(guān)無關(guān) (1)概念：通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 (2)原理：在電源內(nèi)部非靜電力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能；在電

3、源的外部電路，電場力做功，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 (3)作用：保持兩極間有一定電壓，供給電路電能 特別提醒： (1)電源容量就是電源放電時(shí)能輸出的總電荷量，通常以安培小時(shí)(Ah)或毫安時(shí)(mAh)為單位 (2)電源的電容量與放電狀態(tài)有關(guān)，同樣的電源，小電流、間斷性放電要比大電流、連續(xù)放電的電容量大 關(guān)于電源的說法正確的是() A電源外部存在著由正極指向負(fù)極的電場，內(nèi)部存在著由負(fù)極指向正極的電場 B在電源外部電路中，負(fù)電荷靠電場力由電源的負(fù)極流向正極 C在電源內(nèi)部電路中，正電荷靠非靜電力由電源的負(fù)極流向正極 D在電池中，靠化學(xué)作用使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢能 解析：無論電源內(nèi)部還是外部電場都是由正極指向

4、負(fù)極，故A錯(cuò)，在外部電路中，負(fù)電荷靠電場力由負(fù)極流向正極，而內(nèi)部電路中，正電荷由負(fù)極流向正極，因電場力與移動(dòng)方向相反，故必有非靜電力作用在電荷上才能使其由負(fù)極流向正極，在電池中，靠化學(xué)作用使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢能，故B、C、D正確 答案：BCD (1)概念：非靜電力把正電荷從負(fù)極移送到正極所做的功跟被移送的電荷量的比值叫電源的電動(dòng)勢 (2)公式：E (3)單位：伏特 (4)物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極移送到正極所做的功 (5)方向規(guī)定：電動(dòng)勢E是標(biāo)量，為研究問題方便，規(guī)定其方向?yàn)殡娫磧?nèi)部電流方向，即由電源負(fù)極指向正極方向

5、特別提醒： 電動(dòng)勢是用比值定義的物理量，由電源中非靜電力的特性決定，是電源的屬性，與移送的電荷量q和所做的功W無關(guān)，跟電源的體積，外電路也無關(guān) 單位電荷量的正電荷沿閉合電路移動(dòng)一周，在內(nèi)外電路中釋放的總能量決定于() A電源的電動(dòng)勢 B通過電源的電流 C路端電壓的大小 D內(nèi)外電阻之和 答案：A 電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，所以也有電阻，這個(gè)電阻叫做電源的內(nèi)阻 特別提醒： 電源的內(nèi)阻由電源內(nèi)部材料的性質(zhì)來決定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻是電源的兩個(gè)很重要的參數(shù)，電池用久了電動(dòng)勢和內(nèi)阻都要發(fā)生變化，但內(nèi)阻的變化更大一些 誤區(qū)1：認(rèn)為電動(dòng)勢與電勢差是一回事 點(diǎn)撥：電動(dòng)勢與電勢差是兩個(gè)不同的物理量，其區(qū)別與聯(lián)系見

6、下表電勢差U電動(dòng)勢E物理意義電場力做功，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能非靜電力做功其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能定義式U ，W為電場力做的功E ，W為非靜電 力做的功單位伏特(V)伏特(V) 下列關(guān)于電動(dòng)勢的說法，正確的是() A電源向外提供的電能越多，表示電動(dòng)勢越大 B電動(dòng)勢表示電源將單位正電荷從負(fù)極移送到正極時(shí)，非靜電力所做的功 C電源的電動(dòng)勢與外電路有關(guān) D在電源內(nèi)從負(fù)極到正極電勢的升高，等于閉合電路中內(nèi)、外電阻的電勢降落之和 解析：電源向外提供的電能除與電動(dòng)勢有關(guān)外，還與輸出的電流、通電的時(shí)間有關(guān)所以電源向外提供的電能多，并不意味著電源的電動(dòng)勢一定大譬如，一個(gè)電動(dòng)勢較小的電源，如果長時(shí)間向外供電，照樣

7、可以提供較多的電能；一個(gè)電動(dòng)勢較大的電源，如果沒有工作，即沒對外供電，則它根本不向外提供電能故選項(xiàng)A的說法錯(cuò)誤 選項(xiàng)B的說法是正確的在此應(yīng)注意“單位正電荷”和“非靜電力”這兩個(gè)關(guān)鍵詞“移送單位正電荷所做的功”即意味著表征的是電源的轉(zhuǎn)化“本領(lǐng)”，“移送電荷所做的功”意味著電源的“貢獻(xiàn)”從這里可以看出“本領(lǐng)”與“貢獻(xiàn)”的區(qū)別我們說電動(dòng)勢表征的是電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的“本領(lǐng)”，而并未說電動(dòng)勢表征電源對外提供電能的“貢獻(xiàn)”“非靜電力”顧名思義就是靜電力之外的力，如化學(xué)作用的力、電磁作用的力等，電源正是通過“非靜電力”做功，實(shí)現(xiàn)了將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 電源的電動(dòng)勢決定于電源自身的性質(zhì)，與有無

8、外電路及外電路的情況無關(guān)選項(xiàng)C錯(cuò)誤 在電源內(nèi)部，非靜電力克服靜電力做功，將電荷從負(fù)極移送到正極，使電荷的電勢升高了E；而電荷在電路的電阻上電勢又分別降落了U內(nèi)和U外在閉合回路中有EU內(nèi)+ U外 答案：BD 點(diǎn)評(píng)：關(guān)于電動(dòng)勢的定義，課本上有幾種說法：電動(dòng)勢等于電源沒接入電路時(shí)兩極間的電壓電源的電動(dòng)勢等于斷路時(shí)的路端電壓電源的電動(dòng)勢等于內(nèi)、外電壓之和本題中又給了電動(dòng)勢一個(gè)新的定義，即電動(dòng)勢等于電源將單位正電荷從負(fù)極移送到正極非靜電力所做的功實(shí)際上這幾個(gè)定義中應(yīng)以本題給出的這個(gè)定義能最為本質(zhì)地反映電動(dòng)勢是描述電源做功的本領(lǐng)其他的幾個(gè)說法只是說明了電動(dòng)勢與其他物理量之間的關(guān)系，不能反映電動(dòng)勢的本質(zhì) 關(guān)

9、于電動(dòng)勢下列說法中正確的是() A在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極，非靜電力做功，電能增加 B對于給定的電源，移動(dòng)正電荷非靜電力做功越多，電動(dòng)勢就越大 C電動(dòng)勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極向正極移送單位電荷量做功越多 D電動(dòng)勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極向正極移送電荷量越多 答案：AC 解析：電源是將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的裝置，在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極，非靜電力做功，電能增加，選項(xiàng)A正確電源電動(dòng)勢是反映電源內(nèi)部其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的能力的物理量，電動(dòng)勢在數(shù)值上等于移送單位電荷量所做的功，不能說電動(dòng)勢越大，非靜電力做功越多，也不能說電動(dòng)勢越大，被移送的電荷

10、量越多，所以選項(xiàng)C正確. 將電動(dòng)勢為3.0V的電源接入電路中，測得電源兩極間的電壓為2.4V，當(dāng)電路中有6C的電荷流過時(shí)，求：(1)有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能(2)外電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能(3)內(nèi)電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 解析：由電動(dòng)勢的定義可知，在電源內(nèi)部中非靜電力每移送1C電荷，有3J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能也可認(rèn)為在電源中，非靜電力移送電荷做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能；在電路中，電場力移送電荷做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 (1)WEq36J18J電源中共有18J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 (2)W1U1q2.46J14.4J外電路中共有14.4J

11、電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 (3)內(nèi)電壓U2EU13V2.4V0.6V W2U2q0.66J3.6J內(nèi)電路中共有3.6J電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能也可由能量守恒求出：W2WW13.6J. 點(diǎn)評(píng)：電源和電路都是實(shí)現(xiàn)能的轉(zhuǎn)化的裝置，做功是完成轉(zhuǎn)化方式的量度 某品牌的MP3使用的電源是一節(jié)7號(hào)干電池，當(dāng)它正常工作時(shí)，其工作電流為0.3A.某同學(xué)在一次使用該MP3時(shí)，若他用了10s，則這段時(shí)間內(nèi)電池將多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能？ 答案：4.5J 解析：已知工作電流I0.3A,10s時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量qIt0.310C3C. 7號(hào)干電池電動(dòng)勢為1.5V.則根據(jù)能量守恒定律，電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的量等于非靜

12、電力移動(dòng)電荷所做的功：WqE31.5J4.5J. 手電筒的兩節(jié)干電池，已經(jīng)用過較長時(shí)間，燈泡只發(fā)出很微弱的光，把它們?nèi)〕鰜?，用電壓表測電壓，電壓表示數(shù)很接近3V，再把它們作為一個(gè)臺(tái)式電子鐘的電源，電子鐘能正常工作，下列說法正確的是：() 這兩節(jié)干電池的電動(dòng)勢減少了很多 這兩節(jié)干電池的內(nèi)阻增大了很多 這臺(tái)電子鐘的額定電壓一定比手電筒的小燈泡的額定電壓小 這臺(tái)電子鐘的正常工作電流一定比小燈泡正常工作電流小 AB C D 解析：題目所給的材料中，有幾點(diǎn)要特別注意：手電筒的燈泡發(fā)出很微弱的光，這說明通過小燈泡的電流已經(jīng)很小，用電壓表測兩節(jié)干電池的電壓示數(shù)接近3V，這說明每節(jié)干電池的電動(dòng)勢仍約為1.5V，把它們作為電子鐘的電源，電子鐘正常工作，說明電子鐘的工作電流比較小由此我們可以知道，干電池在用了很長一段時(shí)間之后，電動(dòng)勢的大小仍基本沒變，那為什么手電筒卻發(fā)出微弱的光呢？可見，該電池的內(nèi)電阻已經(jīng)變大了很多，故答案選C. 答案：C 點(diǎn)評(píng)：一般情況下，我們認(rèn)為，電池在用久了之后，電動(dòng)勢會(huì)有明顯的下降，其實(shí)，測量的結(jié)果表明，電動(dòng)勢的變化很小，主要的是電池的內(nèi)電阻明顯的變大，這是導(dǎo)致電池?zé)o法再用的原因 小朋友在玩游戲時(shí)，如下圖所示，將小球從地面搬至滑梯上面，再讓小球從滑梯上滑至地面為了保持總有