高中物理选修3-1第二章 2 电动势--教师版

第二节、电动势教学设计一、教材分析电动势的概念比较抽象，是教学中的一个难点。

但学生对各种电源比较熟悉，所以本设计从介绍各种电源开始，明确本节课要研究电源的共同特性。

通过对电路中产生持续稳定电流原因的探讨，使学生知道电源工作过程中电源内部存在非静电力的作用。

在讨论非静电力做功将其他形式的能转化为电能的过程中引入电动势概念。

在学习闭合电路的基础上介绍外电路和内电路、外电阻和内电阻，外电压和内电压的意义，通过演示实验让学生直观感受内电阻的存在。

在闭合电路中能量转化的讨论中采用类比儿童乘坐滑梯的方法帮助学生理解。

二、教学目标（一）知识与技能1．理解电动势的的概念及定义式。

知道电动势是表征电源特性的物理量。

2．从能量转化的角度理解电动势的物理意义。

（二）过程与方法通过类比的方法使学生加深对电源及电动势概念的理解。

（三）情感态度与价值观了解生活中电池，感受现代科技的不断进步三、教学重点与难点：重点：电动势的的概念难点：对电源内部非静电力做功的理解四学情分析、通过复习静电力概念，明确静电力的作用效果，通过类比，分层次提出相应问题，通过师生互动式的分析讨论，逐步明确电路中形成持续电流的原因。

利用多媒体动画形象地将形成电流和水流条件进行类比，通过非重力对水的作用和非静电力对电荷的作用进行类比中得出非静电力的概念。

通过讨论不同电源把其他形式的能转化为电能的本领不同过程中逐步建立电动势的概念，并通过电动势和电压概念本质区别的讨论，加强对电动势概念的理解五教学方法：实验，多媒体六课前准备：实验教具七课时安排：一课时八教学过程：（一）预习检查、总结疑惑要点：电源、恒定电流的概念（二）情景引入、展示目标新课讲解-----第二节、电动势〖问题〗1。

在金属导体中电流的形成是什么？（自由电子）2．在外电路中电流的方向？（从电源的正极流向负极）3．电源是靠什么能力把负极的正电荷不断的搬运到正极以维持外电路中恒定的电流？结合课本图2。

1.关于静电场，下列说法正确的是( )A ．电势等于零的物体一定不带电B ．电场强度为零的点，电势一定为零C ．同一电场线上的各点，电势一定相等D ．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加解析：选D.零电势的位置是人为选定的，与物体是否带电无关，A 错误．电场强度是电势随空间的变化率，二者的大小之间无直接联系，B 错误．沿电场线的方向电势是逐渐降低的，C 错误．由于负电荷在电势越低处电势能越大，故D 正确．2.设电荷只受电场力的作用，则下列说法正确的是( )A ．负电荷只能朝着电势能减小的地方运动B ．正电荷只能朝着电势低的地方运动C ．初速度为零的负电荷一定朝着电势能减小的地方运动D ．初速度为零的正电荷一定朝着电势降低的地方运动解析：选CD.电荷初速度为零时，运动方向由所受静电力的方向决定，负电荷大体是逆着电场强度的方向运动，静电力做正功，电势能减小，正电荷顺着电场强度的方向运动，沿着运动的方向，电势降低，C 、D 正确．电荷初速度不为零时，运动方向由初速度方向和所受静电力的方向决定，可能做加速运动，也可能做减速运动，可能朝电势低的地方运动，也可能朝电势高的地方运动，A 、B 错误．3.某静电场的电场线分布如图1－4－9所示，图中P 、Q 两点的电场强度的大小分别为EP 和E Q ，电势分别为φP 和φQ ，则( )A ．E P <E Q ，φP <φQ B ．E P >E Q ，φP <φQ C ．E P <E Q ，φP >φQ D ．E P >E Q ，φP >φQ解析：选D.P 处电场线比Q 处密，所以E P >E Q .P 、Q 在同一条电场线上，沿电场线的方向电势降低，所以φP >φQ ，故D 正确．4.在如图1－4－10所示的负点电荷产生的电场中，一检验电荷从A 点分别移到B 、C 、D 、E (在以O 为圆心的圆周上)，则下列情况正确的是( )A ．从A 到B 电场力做功最多B ．从A 到E 电场力做功最多C ．电场力做功一样多D ．A 点比D 点电势高解析：选C.B 、C 、D 、E 在同一等势面上，所以检验电荷在这四点时的电势能相等，由W AB ＝E p A －E p B可知，C 正确；在－Q 的电场中，D 点离源电荷远，所以D 点的电势比A 点高，故D 错．5.将带电荷量为1×10－8C 的电荷，从无限远处移到电场中的A 点，要克服静电力做功1×10－6 J ，(取无限远处电势为零)问：(1)电荷的电势能是增加还是减少？电荷在A 点具有多少电势能？(2)A 点的电势是多少？解析：(1)因静电力做负功，则电荷的电势能增加．因无限远处电势能为零，所以电荷在A 点具有的电势能为1×10－6 J.(2)A 点电势为φA ＝E p A q ＝1×10－61×10－8 V ＝100 V.答案：(1)增加 1×10－6 J (2)100 V 1.在电场中，把电荷量为4×10－9C 的正点电荷从A 点移到B 点，克服静电力做功6×10－8J ，以下说法中正确的是( )A ．电荷在B 点具有的电势能是6×10－8JB ．B 点的电势是15 VC ．电荷的电势能增加了6×10－8JD ．电荷的电势能减少了6×10－8J解析：选C.电荷在电场中某点的电势能具有相对性，只有确定零势能点，B 点的电势、电势能才有确定的值，所以A 、B 错．克服静电力做功6×10－8J ，则电势能增加6×10－8J ，所以C 对D 错．2.三个点电荷电场的电场线分布如图1－4－11所示，图中a 、b 两点处的场强大小分别为E a 、E b ，电势分别为φa 、φb ，则( )A ．E a >E b ，φa >φb B ．E a <E b ，φa <φb C ．E a >E b ，φa <φb D ．E a <E b ，φa >φb解析：选C.根据电场线的疏密表示场强的大小可知，E a >E b ，顺着电场线电势降落(最快)，φa <φb .选项C 正确．3.如图所示，在矩形ABCD 的AD 边和BC 边的中点M 和N 处各放一个点电荷，它们带等量异种电荷．E 、F 分别是AB 边和CD 边的中点，P 、Q 两点在MN 的连线上，且MP ＝QN ，则电场强度和电势都相同的两点是( )A ．E 和F B ．P 和Q C ．A 和B D ．C 和D解析：选A.由等量异种点电荷形成的电场特点知E 、F 两点的电场强度和电势都相同；P 、Q 两点的电场强度相同，但P 点的电势比Q 点的高；A 、B 两点的电场强度的大小相等，但方向不同，若无穷远处电势为0，则A 点的电势为正，B 点的电势为负，A 点的电势高于B 点，同理D 、C 两点的场强和电势也不同．4.如图所示，P 、Q 是两个电荷量相等的正的点电荷，它们连线的中点是O ，A 、B 是中垂线上的两点，OA <OB ，用E A 、E B 、φA 、φB 分别表示A 、B 两点的场强和电势，则( )A ．E A 一定大于EB ，φA 一定大于φB B ．E A 不一定大于E B ，φA 一定大于φBC ．E A 一定大于E B ，φA 不一定大于φBD ．E A 不一定大于E B ，φA 不一定大于φB解析：选B.在两个点电荷P 、Q 产生的电场中，某一点的场强等于P 、Q 分别在该点产生的场强的矢量和，由点电荷场强计算公式E ＝kQ r 2知两点电荷连线中点O 和无穷远处的场强均为零，而A 、B 处场强是两正点电荷分别在该点产生的电场强度的矢量和，所以从O 点起沿中垂线到无穷远处场强先增大后减小，因A 、B 具体位置不确定，所以其场强大小关系不确定．假设一正点电荷从O 点移动到B 点的过程中，其受力方向始终沿OB 方向，所以φA >φB ，综上所述，选项B 正确．5.a 、b 为电场中的两点，且a 点电势高于b 点，则( )A ．把负电荷从a 点移到b 点，电场力做负功，电势能增加B ．把正电荷从a 点移到b 点，电场力做正功，电势能减少C ．无论移动的是正电荷还是负电荷，电荷的电势能都要减少D ．无论有无电荷移动，a 点的电势能总是大于b 点的电势能解析：选AB.无论正电荷还是负电荷，电场力做正功则电势能减少，电场力做负功则电势能增加，因此选项A 、B 正确，C 错误．对于选项D ，我们首先要清楚，在电场中某点放入电荷，这个电荷就具有电势能，像重力势能属于物体和地球构成的系统一样，电势能是由放入电场的电荷和电场共同决定的．不明确放在a 、b 点的电荷性质，就不能比较其电势能的高低；若a 、b 两点不放入电荷，单就电场中的某点而言，不存在电势能问题．因此选项D 错误．6.如图所示，带正电的点电荷固定于Q 点，电子在库仑力作用下，做以Q 为焦点的椭圆运动．M 、P 、N 为椭圆上的三点，P 点是轨道上离Q 最近的点．电子在从M 经P 到达N 点的过程中( )A ．速率先增大后减小B ．速率先减小后增大C ．电势能先减小后增大D ．电势能先增大后减小解析：选AC.根据轨迹可知：电子从M 到P 静电力做正功，电势能减小，动能增加；电子从P 到N 静电力做负功，电势能增加，动能减小．7.如图所示，某区域电场左右对称分布，M 、N 为对称线上的两点，下列说法正确的是( )A ．M 点电势一定高于N 点电势B ．M 点场强一定大于N 点场强C ．正电荷在M 点的电势能大于在N 点的电势能D ．将电子从M 点移动到N 点，静电力做正功解析：选AC.沿电场线方向电势逐渐降低，M 点电势一定高于N 点电势，故选项A 正确；因电场线越密的区域场强越大，由题图可知N 点场强大于M 点场强，故选项B 错．由E p ＝q φ可知，正电荷在M 点的电势能大于在N 点的电势能，故选项C 正确；电子从M 点移到N 点的过程中，受到的静电力与移动方向相反，静电力做负功，故选项D 错． 8.下图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹．粒子先经过M 点，再经过N 点，则可以判定( )A ．M 点的电势高于N 点的电势B ．粒子在M 点的电势能小于N 点的电势能C ．粒子在M 点的加速度大于在N 点的加速度D ．粒子在M 点的速度小于在N 点的速度解析：选AD.由粒子的运动轨迹和电场线的方向，可判断出粒子带正电，由M 至N 过程中电场力做正功，电势能减少，动能增加，速度增加，故B 错，D 对．由电场线的方向和疏密程度可判断电势φM >φN ，场强E M <E N ，加速度a M <a N ，A 对，C 错，所以本题选A 、D.9.如图所示，虚线为某点电荷电场的等势面，现有两个比荷(即电荷量与质量之比)相同的带电粒子(不计重力)以相同的速率从同一等势面的a 点进入电场后沿不同的轨迹1和2运动，则可判断( )A ．两个粒子电性相同B ．经过b 、d 两点时，两粒子的加速度的大小相同C ．经过b 、d 两点时，两粒子的速率相同D ．经过c 、e 两点时，两粒子的速率相同解析：选BD.因轨迹是曲线，类比匀速圆周运动，合力指向圆心，可知粒子1受斥力，粒子2受引力，两个粒子的电性不同，A 错误．设带电粒子距点电荷的距离为r ，点电荷带电荷量为Q ，则粒子运动的加速度大小为a ＝F m ＝Eq m ＝kQ r 2·q m.由已知条件有：在b 、d 两点时，两者加速度大小相同，B 正确．粒子1受斥力，从a 到b 过程中，电场力和运动方向成钝角，做负功，动能减小；粒子2受引力，从a 到d 过程中，电场力和运动方向始终成锐角，做正功，动能增加；又两粒子初速度大小相同，则两粒子经过b 、d 两点时的速率不相同，C 错误．a 、c 、e 三点在同一等势面上，则从a 分别到c 、e 时，动能相同，速率相同，D 正确．10.如图1－4－18所示，在场强为E 的水平匀强电场中，一根长为l 的绝缘杆，两端分别固定着带有电荷量＋q 和－q 的小球(大小不计)．现让绝缘杆绕中点O 逆时针转动α角，求转动中带电小球克服电场力所做的功．解析：每个带电小球的初、末位置沿电场线方向的距离均为d ＝l 2(1－cos α)每个带电小球克服电场力做功W ＝Fd ＝qE l 2(1－cos α)故两个带电小球克服电场力做功 W ′＝2W ＝qEl (1－cos α)．答案：qEl (1－cos α)11.将一个电荷量为1.0×10－8 C 的负电荷，从无穷远处移到电场中的A 点，克服电场力做功2.0×10－8 J ，现将该电荷从A 点移到B 点，电场力做功1.0×10－8 J ．试求电场中A 、B 两点的电势．(取无穷远处为零电势能点)解析：E p A ＝2.0×10－8 J φA ＝E p A q ＝－2 V 又E p A －E p B ＝1.0×10－8 J 故E p B ＝1.0×10－8 J ，φB ＝E p B q＝－1 V . 答案：－2 V －1 V12.如图所示，光滑绝缘杆竖直放置，它与以正点电荷Q 为圆心的某一圆周交于B 、C 两点，质量为m 、带电荷量为－q 的有孔小球从杆上的A 点无初速度下滑，已知q ≪Q ，AB ＝h ，小球滑到B 点时速度大小为3gh ，则小球从A 运动到B 的过程中，电场力做多少功？若取A 点电势为零，C点电势是多大？解析：由动能定理得：mgh ＋W 电＝12m v 2解得：W 电＝12mgh φC ＝φB ＝－W 电－q＝mgh 2q . 答案：12mgh mgh 2q1.对于电场中A 、B 两点，下列说法中正确的是( )A ．电势差的定义式U AB ＝W AB q，说明两点间的电势差U AB 与电场力做功W AB 成正比，与移动电荷的电荷量q 成反比 B ．把正电荷从A 点移到B 点电场力做正功，则有U AB >0C ．电势差的定义式中，U AB 与移动电荷的电荷量q 无关D ．电场中A 、B 两点间的电势差U AB 等于把正电荷q 从A 点移动到B 点时电场力做的功解析：选BC.根据电势差的定义，电场中两点间的电势差等于将单位正电荷从一点移到另一点时静电力所做的功，仅由电场及两点的位置决定，与移动的电荷量及做功的多少无关，即U ＝W q也是比值定义式，故应选B 、C. 2.如图所示，三个等势面上有a 、b 、c 、d 四点，若将一正电荷由c 经a 移到d ，电场力做正功W1，若由c 经b 移到d ，电场力做正功W 2，则( )A ．W 1>W 2 φ1>φ2B ．W 1<W 2 φ1<φ2C ．W 1＝W 2 φ1<φ2D ．W 1＝W 2 φ1>φ2解析：选D.由W ＝Uq 可知，W 1＝W 2.由W c d ＝U c d ·q ，W c d >0，q >0，可知U c d >0，故φ1>φ2>φ3.3.如图1－5－5所示的匀强电场场强为103 N/C ，ab 平行于电场线，ab ＝cd ＝4 cm ，ac ＝bd ＝3 cm.则下列计算结果正确的是( )A ．ab 之间的电势差为40 VB ．ac 之间的电势差为50 VC ．将 q ＝－5×10－3 C 的点电荷沿矩形路径abdc 移动一周，电场力做功是－0.25 JD ．将q ＝－5×10－3 C 的点电荷沿abd 从a 移动到d ，电场力做功是0.25 J解析：选A.由U ＝Ed 得U ab ＝40 V , 故A 正确；a 、c 在同一等势面上，U ac ＝0，B 错；移动一周W ＝0，C 错；W ad ＝W ab ＝40×(－5×10－3) J ＝－0.2 J ，故D 错．4.)如图1－5－6所示，虚线1、2、3、4为静电场中的等势面，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为零．一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a 、b 两点时的动能分别为26 eV 和5 eV ，当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8 eV 时，它的动能应为( )A ．8 eV B ．13 eVC ．20 eV D ．34 eV解析：选C.由于电荷在电场中移动时只有静电力做功，因此能量之间的转化只有动能和电势能之间的转化.1、2、3、4为等差等势面，等势面3的电势为零，从等势面1到等势面4电荷减少的动能为21 eV ，所以从1到3减少的动能为14 eV ，故电荷在等势面3上的动能为12 eV ，故当电势能为－8 eV 时，动能为20 eV . 5.把带电荷量2×10－8 C 的正点电荷从无限远处移到电场中的A 点，要克服电场力做功8×10－6 J ，若把该电荷从无限远处移到电场中的B 点，需克服电场力做功2×10－6 J ，取无限远处电势为零．求：(1)A 点的电势．(2)A 、B 两点的电势差．(3)若把2×10－5 C 的负电荷由A 点移动到B 点，电场力做的功．解析：无限远处电势能为零，克服电场力做功，电势能增加，所以E p A ＝8×10－6J ，φA ＝E p A q ＝8×10－62×10－8 V ＝400 V ，同理φB ＝2×10－62×10－8 V ＝100 V ，故U AB ＝φA －φB ＝300 V ．若把负电荷由A 点移动到B 点，W AB ＝qU AB ＝－2×10－5×300 J ＝－6×10－3 J.答案：(1)400 V (2)300 V (3)－6×10－3 J1.关于电势差的下列说法中，正确的是( )A ．电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关B ．电势差是一个标量，没有正值和负值之分C ．由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关D ．A 、B 两点的电势差是恒定的，不随零电势点的改变而改变，所以U AB ＝U BA答案：C2.在电场中，A 、B 两点间的电势差为U AB ＝75 V ，B 、C 两点间的电势差为U BC ＝－200 V ，则A 、B 、C 三点电势高低关系为( )A ．φA >φB >φC B ．φA <φC <φB C ．φC >φA >φB D ．φC >φB >φA解析：选C.U AB ＝75 V 表示φA 比φB 高75 V ，U BC ＝－200 V ，表示φC 比φB 高200 V ，所以三点电势高低为φC >φA >φB ，选C.3.如图1－5－7所示，实线为电场线，虚线为等势面，相邻两等势面间的电势差相等．一个正电荷在等势面L 3处的动能为20 J ，运动到等势面L 1处时动能为零；现取L 2为零电势参考平面，则当此电荷的电势能为4 J 时，它的动能为(不计重力及空气阻力)( )A ．16 J B ．10 JC ．6 J D ．4 J解析：选C.正电荷在电场中只受电场力的作用，在L 3时，动能为20 J ，运动到L 2等势面时其动能一定是10 J ，此时电势能为零，则此正电荷动能和电势能总和为10 J ．当它的电势能为4 J 时，动能为6 J ．所以C 正确．4.如图1－5－8所示，质量为m 、带电荷量为q 的粒子，以初速度v0从A 点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B 点时，速率v B ＝2v 0，方向与电场的方向一致，则A 、B 两点的电势差为( )A.m v 202q B.3m v 20q C.2m v 20q D.3m v 202q解析：选C.粒子在竖直方向做匀减速直线运动，则有2gh ＝v 20.电场力做正功，重力做负功，使粒子的动能由12m v 20变为2m v 20，则根据动能定理，有Uq －mgh ＝2m v 20－12m v 20，解方程得A 、B 两点电势差应为2m v 20q，应选C. 5.如图1－5－9所示，在－Q 形成的电场中，有a 、b 、c 三点，它们到点电荷的距离为ra <rb <rc ，且U ab ＝U bc .则( )A ．a 点电势高于c 点电势B ．a 点场强比c 点场强大C ．同一负电荷放在c点比放在a 点的电势能大D ．同一负电荷由a 点移到b 点，与由b 点移到c 点电场力做功相等解析：选BD.由孤立负点电荷电场线和等势面的分布知B 正确；因φc >φa ，同一负电荷在电势低处电势能大，故C 错；因U ab ＝U bc ，据W ＝qU 知W ab ＝W bc ，D 正确．6.如图所示，以坐标原点O 为圆心，半径为r 的圆与坐标轴交于a 、b 、c 、d .在O 点固定一个正点电荷Q ，另有一沿x 轴正方向，场强大小为E 的匀强电场，当点电荷＋q 在电场中移动时( )A ．从a 移到b ，电场力不做功B ．从a 移到c ，电场力不做功C ．从d 移到b ，电场力做功为2qErD ．从d 移到a ，电场力做功为2qEr解析：选BC.点电荷Q 所形成的电场与匀强电场叠加时，场强遵循矢量合成法则，电势遵循代数相加法则．具体处理问题时，亦可应用独立作用原理，即求电荷q 在电场中所受电场力，可先分别求出点电荷Q 和匀强电场对该电荷的作用力，再求它们的矢量和．求电荷在电场中具有的电势能或在电场中移动时电场力所做的功，可先分别求出在点电荷Q 形成的电场和匀强电场中的电势能或在这两个电场中移动所做的功，再求和．a 、b 、c 、d 位于以＋Q 为球心的球面上，它们在＋Q 形成的电场中的电势是相等的．而在匀强电场中，这四个点的电势高低关系是φd >φa ＝φc >φb ，且U da ＝U dc ＝U ab ＝U cb ＝Er .由此可断定W db ＝2qEr .7.右图中的平行直线表示一簇垂直于纸面的等势面．一个电量为－5.0×10－8 C 的点电荷，只在电场力的作用下沿图中曲线从A 点移到B 点，则下列说法正确的是( )A ．电场力做的功为－5.0×10－7 JB ．粒子在B 点的电势能一定小于在A 点的电势能C ．粒子在B 点的速度一定小于在A点的速度D ．粒子在A 点和B 点的速度大小一定相等答案：AC8.一带电粒子只在电场力的作用下沿图1－5－12中曲线JK 穿过一匀强电场，a 、b 、c 、d 为该电场的等势面，其中有φa <φb <φc <φd ，若不计粒子的重力，可以确定( )A ．粒子带正电B ．从J 到K 粒子的电势能减少C ．该粒子带负电D ．粒子从J 到K 运动过程中的动能与电势能之和可能增加解析：选BC.由题意可知，带电粒子从J 移动到K 点，电势逐渐升高，该粒子只受电场力作用，由带电粒子的运动曲线可知，电场力向右，所以该粒子必定带负电，从J 到K ，电场力做正功，所以电势能降低，整个过程能量变化情况是：电势能转化为动能．根据能量守恒定律，动能和电势能的总和是不变的，所以B 、C 对，A 、D 错．9.如图所示，在A 点由静止释放一个质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，粒子在到达B 点时的速度恰好为零，已知A 、B 所在处电场线方向竖直向下，A 、B 两点间的高度差为h ，则下列判断中正确的是( )A ．带电粒子带正电B ．A 、B 两点间的电势差U AB ＝mgh qC ．B 点场强大于A 点场强D ．A 点场强大于B 点场强解析：选BC.带电粒子在从A 到B 的过程中，有两个力即重力和电场力做功，而动能的变化为零，又因为重力做正功，所以电场力在此过程中做负功，根据动能定理mgh －qU AB ＝0，解得U AB ＝mgh q，因为电场线的方向由A 指向B ，U AB >0，所以粒子带负电，选项A 错，B 正确；因为带电粒子在由A 向B 运动的过程中，在重力和电场力作用下先加速后减速运动，说明电场力先小于重力，后来大于重力，所以电场力越来越大，故场强越来越大，选项C 正确，D 错误． 10.如图所示，将一质量为m 、电荷量为＋q 的小球固定在绝缘杆的一端，杆的另一端可绕通过O 点的固定轴转动，杆长为L ，杆的质量忽略不计．将杆和小球置于场强为E 的匀强电场中，电场方向如图所示，将杆拉至水平位置OA ，在此处将其自由释放，求杆运动到竖直位置OB 时小球电势能的变化和小球到达B 点的速率．解析：(1)A →B 电场力做功W AB ＝qEd ＝qEL 由电场力做功与电势能变化关系得：ΔE p ＝－W AB ＝－qEL ，即电势能减小了qEL .(2)由动能定理得：qEL ＋mgL ＝12m v 2B－0所以v B ＝ 2（qE ＋mg ）L m.答案：电势能减小了qEL B 点速率为 2（qE ＋mg ）L m11.如图所示，ABCDF 为一绝缘光滑轨道，竖直放置在水平向右的匀强电场中，AB 与电场线平行，BCDF 是半径为R 的圆形轨道，今有质量为m 、带电量为＋q 的小球在电场力作用下从A点由静止开始沿轨道运动，小球经过最高点D 时对轨道的压力恰好为零，则A 点与最低点B 间的电势差为多大？解析：小球从A 到D 的过程中有两个力做功，即重力做功和电场力做功，由动能定理得12m v 2＝qU AD －mg ·2R 小球在D 点时重力完全用来提供向心力，由牛顿第二定律得mg ＝m v 2R ，联立解得U AD ＝5mgR 2q由于B 、D 两点在同一等势面上，所以U AB ＝U AD ＝5mgR 2q .答案：5mgR 2q12.如图1－5－16所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆AC 与半径为R 的圆周交于B 、C 两点，在圆心处有一固定的正点电荷，B 点为AC 的中点，C 点位于圆周的最低点．现有一质量为m 、电荷量为－q 、套在杆上的带负电小球(可视为质点)从A 点由静止开始沿杆下滑．已知重力加速度为g ，A 点距过C 点的水平面的竖直高度为3R ，小球滑到B 点时的速度大小为2gR .求：(1)小球滑至C 点时的速度大小；(2)A 、B 两点间的电势差；(3)若以C 点作为参考点(零电势点)，试确定A 点的电势．解析：(1)因B 、C 两点电势相等，故小球从B 到C 的过程中电场力做的总功为零由几何关系可得BC 的竖直高度h BC ＝3R /2根据动能定理有mg ×3R /2＝m v 2C /2－m v 2B /2解得v C ＝7gR .(2)因为电势差U AB ＝U AC ，小球从A 到C ，重力和电场力均做正功，所以由动能定理有mg ×3R ＋q |U AC |＝m v 2C /2解得|U AB |＝|U AC |＝mgR /(2q )．(3)因为φA <φC 、φC ＝0，所以φA ＝－|U AC |＝－mgR /(2q )． 答案：(1)7gR (2)mgR /(2q )(3)－mgR /(2q )。

课时作业12 欧姆定律一、选择题(每小题6分，共48分) 1．欧姆定律适用于( )A ．金属导体B ．电解质溶液C ．半导体元件D ．气态导体 解析：欧姆定律不适用于半导体元件或气态导体． 答案：AB2．如右图所示，a 、b 两直线分别是用电器A 和B 的伏安特性曲线，则下列说法正确的是( )A ．通过用电器的电流与用电器两端的电压成正比B ．用电器中的电流、两端的电压和用电器的电阻不符合欧姆定律C ．用电器A 的电阻值比B 大D ．用电器A 的电阻值比B 小解析：伏安特性曲线斜率越大，表明导体电阻越大． 答案：AC3．导体的电阻是4 Ω，在120 s 内通过导体横截面的电荷量是480 C ，则加在导体两端的电压是( )A ．960 VB ．16 VC ．1 VD ．60 V解析：根据电流定义式I ＝qt 可求得电流为4 A ，由欧姆定律可得加在导体两端的电压U ＝IR ＝16 V.答案：B4．鸟落在110 kV 的高压输电线上，虽然通电的高压线是裸露的电线，但鸟仍然安然无恙．这是因为( )A ．鸟有耐高压的天性B ．鸟脚是干燥的，所以鸟体不导电C ．鸟两脚间的电压几乎为零D ．鸟体电阻极大，所以无电流通过 答案：C5．两电阻R A 、R B 的电流I 和电压U 的关系图线如右图所示，由图可知两电阻R A ∶R B 为( )A ．1∶3B ．3∶1C ．1∶ 3 D.3∶1答案：A6．如右图所示，四只电阻并联起来使用时，通过各个电阻的电流分别是I 1、I 2、I 3、I 4，则其大小顺序为( )A ．I 2>I 4>I 3>I 1B ．I 4>I 3>I 2>I 1C ．I 1＝I 2＝I 3＝I 4D ．I 1>I 2>I 3>I 4 答案：D7．一只标有“220 V 60 W ”的白炽灯灯泡，加上的电压U 由零逐渐增大到220 V ．在此过程中，电压U 和电流I 的关系可用图线表示．在如下图所示的四个图线中，肯定不符合实际的是( )解析：由电阻的定义式R ＝U /I 知：在U —I 图象上，某一点的纵坐标U 和该点的横坐标I 的比值U /I 就对应着电阻值R .由于白炽灯泡钨丝的电阻会随温度的升高而增大，当白炽灯上加的电压从零逐渐增大到220 V 时，钨丝由红变白炽，灯丝的温度不断升高，电阻将不断增大．A 图象表示U /I 为一定值，说明电阻不变，不符合要求．C 图象上各点的U /I 值随U 的增大而减小，也不符合实际．D 图象中的U /I 的值开始随U 的增大而增大，后来随U 的增大而减小，也不符合实际；只有B 图象中U /I 的值随U 的增大而增大，符合实际．故应选ACD.答案：ACD8．某导体中的电流随其两端电压的变化如右图所示，则下列说法中正确的是( )A ．加5 V 电压时，导体的电阻约为5 ΩB ．加11 V 电压时，导体的电阻约为1.4 ΩC ．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D ．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小 答案：AD二、解答题(共52分)9．(16分)某导体两端的电压减小了10 V 时，通过此导体的电流减小了2 A ，则当导体两端的电压为20 V ，通过导体的电流为多少？解析：导体的电阻为R ，则R ＝U I ＝ΔU ΔI ＝102Ω＝5 Ω，当U ＝20 V 时，I ＝U R ＝205A ＝4 A.10．(16分)人体通过50 mA 的电流时，就会引起呼吸器官麻痹．如果人体的最小电阻为800 Ω，求人体的安全工作电压．根据以上所给数据说明：为什么人体接触到220 V 电线时会发生危险，而接触到干电池的两极时却没有感觉？解析：由I ＝UR 得安全电压U ＝IR ＝40 V ．因为220 V ＞40 V ，所以会发生危险，又因为1.5 V ＜40 V ，所以没有感觉．11．(20分)某同学学习了线性元件和非线性元件的知识之后，他突然想到一个问题，若把一个线性元件和非线性元件串联起来作为一个“大”元件使用，这个“大”元件是线性还是非线性的呢？为此，他把这个“大”元件接入电路中，测得编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 U /V 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 2.00 I /A 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.50解析：可以根据表中数据在坐标纸上描点，由图象看特点，若I －U 图线是过原点的直线则表示“大”元件是线性的，I －U 图线是曲线则表示“大”元件是非线性的．I －U 图线如图所示，由此可见“大”元件是非线性元件．课时作业13 串联电路和并联电路一、选择题(每小题6分，共48分)1．电阻R 1、R 2、R 3串联在电路中．已知R 1＝10 Ω、R 3＝5 Ω，R 1两端的电压为6 V ，R 2两端的电压为12 V ，则( )A ．电路中的电流为0.6 AB ．电阻R 2的阻值为20 ΩC ．三只电阻两端的总电压为21 VD ．电阻R 3消耗的电功率为3.6 W 答案：ABC2．一只电流表I g ＝2 mA ，R g ＝500 Ω，下列结论中正确的是( ) A ．它只能用来测量2 mA 的电流B ．它只能用来测量1 V 的电压C ．用它来测量电流时，量程是2 mAD ．用它来测量电压时，量程是1 V 答案：CD3．如下图所示电压U 不变，R 1＝3R 2，电键S 断开时，电流表示数为I 1，电键S 闭合时，电流表示数为I 2，则I 1∶I 2为( )A ．3∶1B ．1∶3C ．2∶3D ．1∶4答案：D4．标有“8 V 6.4 W ”和“8 V 20 W ”字样的a 、b 两只灯泡连接在如右图所示的电路中，C 点接地．如果将电路中a 、b 两灯的位置互换，则( )A ．B 点电势提高 B ．B 点电势降低C ．两灯的亮度不改变D ．a 灯变暗，b 灯变亮解析：根据灯泡的规格和公式P ＝U 2R 得灯泡a 的电阻大于灯泡b 的电阻，R a >R b .灯泡互换后电路的总电流不变，根据P ＝I 2R 分析两灯功率不变，C 对D 错；电流流经电阻时电势降低形成电压，φA －φB ＝U AB ＝IR AB ，灯泡互换后，AB 间的电阻减小，电势降落的少，所以B 点电势升高，A 对B 错．答案：AC5．右图中电阻R 1、R 2、R 3的阻值相等，电池的内阻不计，开关S 接通后流过R 2的电流是S 接通前的( )A.12B.23C.13D.14答案：B6．将分压电阻串联在电流表上，改装成电压表，下列说法中正确的是( ) A ．接上分压电阻后，增大了原电流表的满偏电压B ．接上分压电阻后，电压按一定比例分别加在电流表和分压电阻上，电流表的满偏电压不变C ．如分压电阻是表头内阻的n 倍，则电压表量程扩大到n 倍D ．通电时，电流表和分压电阻通过的电流一定相等解析：本题考查的是电流表的改装问题．电流表改装成电压表后，电压按一定比例分别加在电流表和分压电阻上，电流表的满偏电压并不改变，并且电流表和分压电阻由于是串联关系通过的电流一定相等，故A 错，B 、D 正确．如分压电阻是表头内阻的n 倍，则电压表量程扩大到(n ＋1)倍，故C 错．故正确答案为B 、D.答案：BD 7．如右图所示，电压U 不变，闭合开关S ，先调节电阻箱R 的电阻值到R 1，使电流计指针转到满刻度，再把R 调节到R 2，使电流表的指针转到满刻度的23，电流表的内阻等于( )A ．R 2－R 1B ．2R 2－R 1C ．R 2－3R 1D ．2R 2－3R 1答案：D8．小明去实验室取定值电阻两只R 1＝10 Ω，R 2＝30 Ω，电压表一个，练习使用电压表测电压．电路连接如右图，电源输出电压U ＝12.0 V 不变．小明先用电压表与R 1并联，电压表示数为U 1，再用电压表与R 2并联，电压表示数为U 2，则下列说法正确的是( )A．U1一定为3.0 V B．U2一定小于9.0 VC．U1与U2之和一定为12 V D．U1与U2之和小于12 V解析：本题主要是运用串并联的知识讨论电压表对电路的影响．不接电压表时，R1、R2串联，电压之比为U′1∶U′2＝R1∶R2＝1∶3即U′1＝3.0 V，U′2＝9.0 V．当电压表并联在R1两端时，U1/U2＝R1并/R2＜1/3，所以，U1＜3.0 V，同理，电压表并联在R2两端时，U2＜9.0 V，所以U1＋U2＜12 V，B、D正确，A、C错．答案：BD二、解答题(共52分)9．(16分)在如下图所示的电路中，已知R2＝R4，A、C间电压U AC＝15 V，B、D间的电压U BD＝7 V，则A、E间电压U AE是多大？解析：由于R2＝R4所以U BD＝U CEU AE＝U AC＋U CE＝15 V＋7 V＝22 V.答案：22 V10．(16分)如右图所示，R1＝5 Ω，R2＝10 Ω，R3＝15 Ω，U不变，S1、S2均闭合时电流表示数为0.5 A，当S1、S2断开时电流表示数为多大？答案：0.2 A11．(20分)一量程为100 μA的电流表内阻为100 Ω，现串联一个9900 Ω的电阻将它改装为电压表，该电压表的量程是多少？如果用改装后的电压表测量某一电路，电压表示数如右图所示，此时的电压是多少？解析：根据串联电路电压特点有U＝I g R＋I g R g＝10－4×(100＋9900) V＝1 V，此时指针所表示的电压为0.80 V.答案：1 V0.80 V课时作业14焦耳定律时间：45分钟分值：100分一、选择题(每小题6分，共48分)1．一只普通的家用照明白炽灯泡正常发光时，通过它的电流值与下列哪一数值较为接近()A．20 A B．2 AC．0.2 A D．0.02 A解析：普通的家用照明白炽灯泡正常发光时，其功率一般为几十瓦，根据P＝UI，可得I＝PU，显然电流值与0.2 A最接近．答案：C2．有两个电阻R1和R2，且R1>R2，下列说法正确的是()A．由公式P＝I2R可知，电阻大的消耗的功率多，所以有P1>P2B．由公式P＝U2R可知，电阻小的消耗的功率多，所以有P1<P2 C．由公式P＝IU可知，消耗的功率多少与电阻无关，所以有P1＝P2D．在所加电压相同的情况下，由公式P＝U2R可知，P1<P2解析：对纯电阻而言，公式P＝IU、P＝I2R和P＝U2R均是正确的，但在讨论时应注意其前提条件．答案：D3．室内有五种用电器：1.5 kW的电饭锅，200 W的电冰箱，750 W的取暖器，250 W的电视机和2 kW的空调机，供电电压是220 V，进线处有13 A的保险丝，为不使保险丝烧断，下列用电器不能同时使用的是()A．电饭锅和电冰箱B．取暖器和空调机C．电饭锅和空调机D．电冰箱、电视机和空调机解析：根据题意可知，该室能够使用电器的总功率最大为P max＝UI max＝220×13W＝2.86 kW，显然，电饭锅和空调机的总电功率达到了3.5 kW>2.86 kW.答案：C4．在如右图所示的电路中，R1＝R3<R2＝R4，在A、B两端接上电源后，各个电阻消耗的电功率的大小关系为()A．P1＝P2<P3＝P4B．P2>P1>P4>P3C．P2>P1>P3>P4D．P1>P2>P3>P4解析：R1、R2中电流相等，R2的电阻大，功率大，R3、R4的总电阻小于R1，其总功率也小于R1的功率，R3、R4并联，电阻小的功率大，因此R3的功率比R4的功率大．答案：C5．有一只电风扇，标有“220 V 50 W”，电动机线圈的电阻为0.4 Ω，把它接入220 V的电路中，以下几种计算时间t内产生热量的方法，正确的是() A．Q＝U2·t/R B．Q＝PtC．Q＝(P/U)2·Rt D．以上三种方法均正确答案：C6．右图为甲、乙两灯泡的I—U图象．根据图象，计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中，实际发光的功率约为()A．15 W、30 WB．30 W、40 WC．40 W、60 WD．60 W、100 W答案：C7．理发用的电吹风机中有一个小电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将头发吹干．设电动机线圈的电阻为R1，它与电热丝R2串联后，接到直流电源上，电吹风机两端的电压为U，电流为I，消耗的电功率为P，则以下关系式中正确的是()A．P＜IU B．P＝I2(R1＋R2)C．P＝IU D．P＞I2(R1＋R2)解析：电吹风机是一个非纯电阻电路．答案：CD8．把6个相同的小灯泡连成如下图所示的两种形式．调节滑动变阻器R1和R2，使小灯泡都能正常发光．这时R1和R2消耗的电功率分别为P1和P2，则P1和P2的大小关系为()A．P1＞3P2B．P2＞3P1C．P1＝3P2D．P2＝3P1答案：B二、解答题(共52分)9．(16分)观察某洗衣机的铭牌，解答问题：防触电保护类别I类额定洗涤容量5 kg额定电压220 V电源频率50 Hz洗涤功率330 W甩干功率650 W水加热功率1950 W最大工作电流10 A自来水压力0．05 MPa≤p≤1 MPa重量72 kg出厂日期：1997年8月28日出厂编号：9 7 0 8 2 8 2 5 3(1)(2)给水加热的电阻丝电阻有多大？答案：(1)1.5 A(2)24.8 Ω10．(16分)电动机的额定电压是110 V，额定功率是2.2 kW，线圈的电阻是0.5 Ω，求：(1)电动机正常工作时的电流多大？(2)1 s时间内线圈上产生的热量是多少？(3)1 s 时间内转化的机械能有多少？(4)用此电动机提升质量为100 kg 的重物，匀速运动时的速度多大？解析：(1)根据P ＝UI 可得，I ＝PU ；(2)1 s 时间内线圈上产生的热量Q ＝I 2Rt ＝200 J ；(3)根据能量转化和守恒定律可知，1 s 时间内转化的机械能E 机＝E 电－Q ＝UIt －I 2Rt ＝2000 J ；(4)电动机输出的机械功率P 机＝UI －I 2R ，因为P 机＝F v ，重物匀速运动时，F ＝mg ，所以v ＝P 机F ＝P 机mg，代入数据即得v ＝2 m/s.答案：(1)20 A (2)200 J (3)2000 J (4)2 m/s11．(20分)某房间的入户电源线如右图所示，现有工作电压为220 V 的用电器如下：100 W 的灯泡6只；220 W 的电视机1台；1000 W 的电冰箱1台；1500 W 的洗衣机1台；700 W 的微波炉1台和1000 W 的暖风机1台，还有3只额定电流均为8 A 的保险盒，如何将上述电器全部合理地接入电路？要求画出电路接线图，用电器用指定的符号表示，如功率为100 W 的灯泡用⊗表示，功率为220 W 的电视机用电视机表示，保险盒用保险盒表示，图中a 是火线，b 是零线．解析：要将各用电器合理地接到三条线路上，重点是电路中的电流不能超过保险盒的额定电流8 A 的要求．因此，首先计算每条线路的最大负荷是多少．P ＝IU ＝8×220 W ＝1760 W ，即每条线路的用电器的总功率不能超过1760 W ，然后再将各用电器平均分到三条线路上．另外，还需注意的是保险盒一定要接在火线上．按上述要求，可接成如下图所示的电路．课时作业15 导体的电阻一、选择题(每小题6分，共48分)1．如右图所示，均匀的长方形薄片合金电阻板abcd ，ab 边为l 1，ad 边为l 2，当端点1、2或3、4接入电路时，R 12∶R 34是( )A ．l 1∶l 2B ．l 2∶l 1C ．1∶1D ．l 12∶l 22解析：设薄片厚度为d ，则由电阻定律，得R 12＝ρl 1l 2d ，R 34＝ρl 2l 1d ，故R 12∶R 34＝l 12∶l 22，选项D 正确．答案：D2．关于公式R ＝U /I 和公式R ＝ρ·l /S ，下列说法正确的是( ) A ．两公式对一切情况都适用B ．R ＝U /I 仅适用于金属导体，R ＝ρ·l /S 适用于任何导体C ．导体的电阻R 与U 成正比，与I 成反比D ．导体的电阻在温度一定时与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比解析：R ＝U I 适用于一切情况，而R ＝ρ·lS 只适用粗细均匀的金属和浓度均匀的电解液导体．电阻是由导体本身的性质决定的．答案：D3．一只“220 V 100 W ”的灯泡工作时的电阻为484 Ω，测量它不工作时的电阻应( )A ．等于484 ΩB ．大于484 ΩC ．小于484 ΩD ．无法确定解析：正常工作时温度较高，电阻为484 Ω，不工作时温度较低．电阻应小于484 Ω.答案：C4．甲、乙两根保险丝均用同种材料制成，直径分别是d 1＝0.5 mm 和d 2＝1 mm ，熔断电流分别为2.0 A 和6.0 A ，把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中，允许通过的最大电流是( )A ．6.0 AB ．7.5 AC ．10.0 AD ．8.0 A解析：因甲、乙保险丝等长，由R ＝ρl S ＝ρ1π(d 2)2知R 1R 2＝4，当R 1，R 2并联时，令I 1＝2 A ，则由I 1R 1＝I 2R 2得I 2＝8 A ＞6 A ，故I 1不能取2 A ，令I 2＝6 A 则由I 1R 1＝I 2R 2得I 1＝1.5 A ＜2.0 A ，故二者并联时，整个电路允许通过的最大电流I ＝I 1＋I 2＝7.5 A ，故选B.答案：B5．关于电阻率的正确说法是( )A ．电阻率ρ与导体的长度l 和横截面积S 有关B ．电阻率表征了导体材料导电能力的好坏，由导体的材料决定，且与温度有关C ．电阻率大的导体，电阻一定很大D ．有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制成电阻温度计 答案：B6．质量相同的两根铜导线，其长度之比为3∶5，则它们的电阻之比为( ) A ．3∶5 B ．5∶3 C ．25∶9 D ．9∶25 答案：D7．在截面积为S 、粗细均匀的铜导体中流过恒定电流I ，铜的电阻率为ρ，电子的电荷量为e ，则电子在铜导体中运动时受到的电场作用力为( )A ．0B ．Iρe /SC ．IS /ρeD ．Ie /ρS解析：设导体内部场强为E ，导体长度为l ，则U ＝El ，由I ＝U R ＝El ρl S＝ESρ，所以E ＝IρS ，所以电子受到的电场力F ＝Ee ＝Iρe S .答案：B 8．灯泡的灯丝断了以后，有时可以设法使它“搭接”后，继续使用，设由于搭接后灯丝的有效长度是原来的910，则搭接后灯泡的实际功率与原来的功率之比是( )A ．11∶10B ．10∶11C ．10∶9D ．9∶10解析：根据电阻定律可知，灯丝搭接后，其电阻R ′＝910R ，根据P ＝U 2R可知搭接后灯泡的实际功率P ′＝R R ′·P ＝109P .答案：C二、解答题(共52分)9．(16分)一卷铝丝，电阻为2.9 Ω，质量为10.8 kg ，求这卷铝丝的长度和直径．(ρ铝＝2.9×10－8Ω·m ，ρ密＝2.7×103kg/m 3)答案：632.5 m 2.8 mm 10．(16分)某电路需要20 A 的保险丝，但手边只有用同种材料制成的“15 A ”和“5 A ”两种型号的保险丝，它们的规格如表所示，问能否将这两种保险丝取等长的两段并联后用于该电路中？说明其理由.保险丝 1 2 直径 1 mm 2 mm 额定电流 5 A 15 A答案：不能，两等长的保险丝电阻之比R 1R 2＝S 2S 1＝41，当它们并联加相同的电压时，电流之比为I 1I 2＝R 2R 1＝14，而两根保险丝额定电流之比为1∶3，可知两根保险丝不会同时达其额定电流，当直径为2 mm 的通有电流15 A 时，直径为1 mm 的保险丝中电流为154 A ＝3.75 A ，所以最大电流为15 A ＋3.75 A ＝18.75 A.11．(20分)为了测定液体的电阻率，工业上用一种称为“电导仪”的仪器，其中一个关键部件如右图所示，A 、B 是两片面积均为1 cm 2的正对着的正方形铂片，相互平行，间距d ＝1 cm ，把它浸没在待测的液体中，若通过两根引线加在两铂片上的电压U ＝6 V ，测得电流I ＝1 μA ，求这种液体的电阻率是多少？解析：由电阻定律R ＝ρl S 知，欲求ρ须知R 、S 、l .R 可由定义R ＝UI 求得，S 、l 已知，故可求得ρ.R ＝U I ＝61×10－6Ω＝6×106Ωρ＝RS d ＝6×106×1×10－41×10－2Ω·m ＝6×104Ω·m 答案：6×104 Ω·m课时作业16 闭合电路的欧姆定律一、选择题(每小题6分，共48分)1．电动势为2 V 的电源在电路上输出1 A 的电流，由此可以判定( ) A ．内、外电阻相差2 Ω B ．外电阻是2 Ω C ．内电阻是2 Ω D ．内、外电阻之和是2 Ω解析：由闭合电路欧姆定律表达式I ＝E R ＋r 知R 总＝R ＋r ＝EI ＝2 Ω.答案：D2．用电池供电时，关于它的路端电压的变化，判断错误的是( )A ．负载变化越大，路端电压变化也越大B ．电池内阻越大，负载变化时路端电压的变化也越大C ．电池内阻越小，负载变化时路端电压的变化也越小D ．负载变化时，路端电压的变化与电池内阻无关解析：由闭合电路欧姆定律表达式E ＝U 外＋Ir 可知R ↑→R 总↑→I 总↓→U 外↑，R ↓→R 总↓→I 总↑→U 外↓，所以路端电压随负载的增大而增大，随负载的减小而减小，负载变化越大，路端电压变化也越大，A 正确．U 外＝E －Ir ＝E －ER r ＋1，电池内阻越小，负载变化时路端电压的变化也越小，B 正确，同理，C 正确．D 错误．答案：D3．如下图所示，当开关S 断开时，理想电压表的示数为3 V ，当开关S 闭合时，电压表的示数为1.8 V ，则外电阻R 与电源内阻r 之比为( )A ．5∶3B ．3∶5C ．2∶3D ．3∶2解析：开关S 断开时，理想电压表的示数就是电源的电动势；当S 闭合时，有：E ＝U 外＋U 内，U 外＝1.8 V ，则U 内＝1.2 V ，所以R r ＝U 外U 内＝32.答案：D4．(2009·广东卷)如右图所示是一实验电路图．在滑动触头由a 端滑向b 端的过程中，下列表述正确的是( )A ．路端电压变小B ．电流表的示数变大C ．电源内阻消耗的功率变小D ．电路的总电阻变大解析：当滑片向b 端滑动时，接入电路中的电阻减少，使得总电阻减小，D 错．根据I ＝ER 总，可知总电流在增加，根据闭合电路中的欧姆定律有E ＝Ir ＋U 外，可知路端电压在减小，A 对．流过电流表的电流示数为I ＝U 外R 3，可知电流在减小，B 错．根据P ＝I 2r ，可知内阻消耗的功率在增大，C 错．答案：A5．如右图所示是研究内、外电压的实验装置，“＋”、“－”是电池的两极，A 、B 是位于两极内侧的探针，电压表V 、V ′分别接在电池的两极和两探针上，R 是滑动变阻器，P 是它的滑动触头，下述中错误．．的是( )A ．P 向右滑动时V 的示数增大B．P向右滑动时V′的示数减小C．电压表V′跟A端相连的接线柱应是“＋”接线柱D．电压表V′跟B端相连的接线柱应是“＋”接线柱解析：P向右滑动时，变阻器有效电阻变大，总电流变小，内电压U′＝Ir变小，路端电压U变大，故A、B正确．在内电路中电流是从B经电解液流向A，φB ＞φA，电压表V′跟B端相连的接线柱是“＋”接线柱，跟A端相连的接线柱是“－”接线柱，故C错误，D正确．答案：C6．如右图所示，经过精确校准的电压表V1和V2，分别用来测量某线路中电阻R两端a、b间的电压时，如图所示，读数依次为12.7 V和12.3 V，则()A．a、b间的实际电压略大于12.7 VB．a、b间的实际电压略小于12.3 VC．电压表V1的内阻大于V2的内阻D．电压表V1的内阻小于V2的内阻解析：当电压表为非理想电表时，相当于在R两端并联了一个电阻，使a、b 间的电压变小，因此，a、b间的实际电压略大于12.7 V，A正确；当换用内阻更大的电压表测量时，a、b间的电压变大，因此，电压表V1的内阻大于V2的内阻，C正确．答案：AC7．(2008·重庆卷)某同学设计了一个转向灯电路(如右图)，其中L为指示灯，L1、L2分别为左、右转向灯，S为单刀双掷开关，E为电源．当S置于位置1时，以下判断正确的是()A．L的功率小于额定功率B．L1亮，其功率等于额定功率C．L2亮，其功率等于额定功率D．含L支路的总功率较另一支路的大解析：考查直流电路的分析．当单刀双掷开关S置于位置1时，指示灯L与转向灯L2串联后接到电源E上，指示灯L两端电压低于额定电压6 V，所以指示灯L 的功率小于额定功率，选项A正确．由于电源E有内阻，转向灯L1接到电源E上，转向灯L1虽然比转向灯L2亮，但功率仍然小于额定功率，选项B错．同理，选项C错．含L支路两个灯泡串联，总电阻大于另一支路，通过的电流小于另一支路，所以含L支路的总功率一定小于另一支路，选项D错．答案：A8．在右图所示的电路中，当开关S闭合后，和未闭合S前相比三个电流表示数的变化情况()A．V变大，A1变大，A2变小B．V变大，A1变小，A2变大C．V变小，A1变大，A2变小D．V变小，A1变小，A2变大解析：S闭合后，相当于在R2上并联了一个电阻，电路中的总电阻R总变小，由I总＝ER总，I总变大，A1的示数变大；U＝E－I总r，所以路端电压U减小，V的示数变小；U R＝I总R，U R变大，UR1＝UR2＝U－U R，UR2变小，UR2＝I2R2，I2变小，A2的示数变小．所以选C.答案：C二、解答题(共52分)9．(16分)右图所示的电路中，电源是由三个规格相同的电池串联而成的电池组．每个电池的电动势和内阻如下，E0＝2.0 V，r0＝0.5 Ω，定值电阻R1＝6.0 Ω，R2＝2.5 Ω，R3＝3.0 Ω，电流表内阻很小，可以忽略不计，电压表内阻很大，其分流作用可以忽略不计．问：S闭合后电流表和电压表的示数各是多少？解析：由题意可知E ＝3E 0＝6 V ，r ＝3r 0＝1.5 Ω，S 闭合后R 1与R 3为并联关系，设其等效电阻为R ，则R ＝R 1R 3R 1＋R 3＝6×36＋3Ω＝2 Ω，用I 2表示干路中的电流，依据闭合电路欧姆定律有：I 2＝E R 2＋R ＋r ＝62.5＋2＋1.5A ＝1 A ，电流表测量的是R 1支路的电流I 1，依分流原理有：I 1＝R 3R 1＋R 3I 2＝36＋3×1 A ＝0.33 A ，电压表测量的是电源的路端电压U ，有U ＝E －I 2r ＝(6－1×1.5)V ＝ 4.5 V.答案：0.33 A 4.5 V10．(16分)右图所示的电路中，电源电动势为6 V ，当开关S 接通后，灯泡L 1和L 2都不亮，用电压表测得各部分电压是U ab ＝6 V ，U ad ＝0，U cd ＝6 V ，由此可断定哪一元件断开了？解析：由题给条件知，电路中有的地方有电压，可知电源是有电压的，由U ad＝0，可知a 与d 之间没有断点；由U ab ＝6 V 和U ad ＝6 V 可知，外电路中的a 与b 之间有断点及外电路中的c 与d 之间有断点．取其公共部分，可知灯泡L 2断开．由灯泡L 2两端电压不为零，可知灯泡L 1与变阻器R 是导通的，故应是L 2断开．答案：L 2断开11．(20分)三只灯泡L 1、L 2和L 3的额定电压分别为1.5 V 、1.5 V 和2.5 V ，它们的额定电流都为0.3 A ．若将它们连接成图1、图2所示电路，且灯泡都正常发光，(1)试求图1电路的总电流和电阻R 2消耗的电功率；(2)分别计算两电路电源提供的电功率，并说明哪个电路更节能．图1 图2解析：(1)由题意，在题图1电路中： 电路的总电流I 总＝I L 1＋I L 2＋I L 3＝0.9 A U 端＝E －I 总r ＝2.55 V UR 2＝U 端－U L 3＝0.05 V IR 2＝I 总＝0.9 A电阻R 2消耗功率 PR 2＝IR 2UR 2＝0.045 W (2)题图1电源提供的电功率 P 总＝I 总E ＝0.9×3 W ＝2.7 W 题图2电源提供的电功率P ′总＝I ′总E ′＝0.3×6 W ＝1.8 W由于灯泡都正常发光，两电路有用功率相等， 而P ′总＜P 总所以，题图2电路比题图1电路节能．答案：(1)0.9 A 0.045 W (2)2.7 W 1.8 W 题图2更节能．课时作业19 简单的逻辑电路一、选择题(每小题6分，共48分)1．“或”门的输入端输入信号为何时，输出端输出“0”( ) A ．0 0 B ．1 0 C ．0 1 D ．1 1 答案：A2．联合国安理会每个常任理事国都拥有否决权，假设设计一个表决器，常任理事国投反对票时输入“0”，投赞成或弃权时输入“1”，提案通过为“1”，通不过为“0”，则这个表决器应具有哪种逻辑关系()A．“与”门B．“非”门C．“或”门D．“与”“非”门答案：A3．下图是一个复合门电路，由一个x门电路与一个“非”门组成，若整个电路成为一个“与”门，则x电路应是()A．“与”门B．“或”门C．“与非”门D．“或非”门答案：C4．如下图是一个三输入端复合门电路，当C端输入“1”时，A、B端输入为何时输出端Y输出“1”()A．00 B．0 1C．10 D．1 1答案：D5．关于下列门电路的符号，下列说法中正确的是()A．甲为“非”门、乙为“与”门、丙为“或”门B．甲为“与”门、乙为“或”门、丙为“非”门C．甲为“非”门、乙为“或”门、丙为“与”门D．甲为“或”门、乙为“与”门、丙为“非”门答案：C6．走廊里有一盏电灯，在走廊两端各有一个开关，我们希望不论哪一个开关接通都能使电灯点亮，那么设计的电路为()A．“与”门电路B．“非”门电路C．“或”门电路D．上述答案都有可能答案：C7．如右图所示的电路图是一个应用“非”门构成一个简易火警报警电路，则图中X框，Y框中应是()A．X为热敏电阻，Y为可变电阻B．X为热敏电阻，Y为开关C．X为可变电阻，Y为热敏电阻D．X、Y均为热敏电阻解析：热敏电阻受热后，电阻减小，A端出现低电位，经过非门后使L两端出现高电位，产生报警信号．答案：C8．如下图是一个组合逻辑电路，A、B、C为输入端，Y为输出端，则在真值表中Y空格从上到下依次填写都正确的是()A B C Y000001010011100101110111A．00010101 B．00000010C．00101010 D．以上答案都不正确答案：C二、填空题(共52分)9．(16分)某同学设计了一个楼道应急灯的控制电路，如下图所示．当电网停电时，应急灯自动打开，来电时，应急灯自动熄灭．图中R1、R2为分压电阻，以使门电路获得合适的电压，J是应急灯开关控制继电器(图中未画应急灯电路)，请在虚线框内填入需要的门电路符号．答案：如下图所示答案：由题意，来时，应急灯自动熄灭，故虚线框内需要“非”门路．符号为．10．(16分)下图是用一个逻辑电路、电键S、安装在室外的光敏电阻R0、定值电阻R1和滑动变阻器R2组成的报警系统控制电路．该控制系统的功能是：工作日的晚上(光线较暗)，报警系统自动开始工作；非工作日只要合上电键S，报警系统24小时都能工作(报警系统工作时，逻辑电路输出端为高电位)．在两个虚线框内分别画上光敏电阻或定值电阻，并在实线框内标上门电路的符号，该门电路是____________门电路．答案：“或”11．(20分)一个逻辑电路，要求AB输入相等时，结果为真(1)，AB输入不相等时，输出为假(0)．在右边(下图)电路三个空框内填上适合的门电路符号．A B Z00 101010011 1。

第2章 第1节1．金属导体中有电流时，自由电子定向移动的速率为v 1，电子热运动速度为v 2，电流的传导速率为v 3，则( )A ．v 1最大B ．v 2最大C ．v 3最大D ．无法确定 答案：C解析：电场传播的速率(或电流的传导速率)等于光速，而电子无规则热运动的速率，常温下数量级为105m/s ，自由电子定向移动的速率数量级一般为10－5m/s ，所以C 选项正确．2．下列有关电源的电路中，导线内部的电场强度的说法中正确的是( ) A ．导线内部的电场就是电源所形成的电场B ．在静电平衡时，导体内部的场强为零，而导体外部的场强不为零，所以导体内部的电场不是稳定的C ．因为导体处于电源的电场中，所以导体内部的场强处处为零D ．导线内的电场是由电源、电线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导体内的电荷处于平衡状态，电荷分别是稳定的，电场也是稳定的答案：D 解析：导线内部的电场是电源和导线堆积电荷所形成的两部分电场的矢量和，稳定后不同于静电平衡(内部场强处处为零)，而是场强大小恒定，方向与导线一致，是一种动态的平衡，故A 、B 、C 错．3．如右图所示，一根截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q ，当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为( )A ．v q B.qvC ．q v S D.q vS答案：A解析：假设在运动方向上有一截面，在t 时间内通过截面的电荷量为Q ＝v t ·q ，等效电流I ＝Q /t ＝v q ，故A 正确．4．如右图所示，电解池内有一价正、负离子的电解液，t s 内通过溶液内截面S 的正离子数是n 1，负离子数是n 2，设元电荷为e ，以下解释中正确的是( )A ．正离子定向移动形成电流方向从A →B ，负离子定向移动形成电流方向从B →AB ．溶液内正负离子向相反方向移动，电流抵消C ．溶液内正负离子方向从A →B ，电流I ＝(n 1＋n 2)e2tD ．溶液内电流方向从A →B ，电流I ＝(n 1＋n 2)et答案：D解析：正离子定向移动方向为电流方向，负离子定向移动方向和电流方向相反，正负离子相反方向移动，电流不能抵消，故A 、B 错，由于溶液内的电流是正、负离子共同形成的，故C 错，D 对．5．有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电荷量，乙是甲的2倍，下列说法中正确的是( )A ．通过甲、乙两导体的电流相同B ．通过乙导体的电流是甲导体的2倍C ．乙导体中自由电荷定向移动的速度是甲导体的2倍D ．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速度大小相同 答案：B 解析：由于单位时间内通过乙横截面的电荷量是甲的2倍，因此通过乙导体的电流是甲的2倍，故A 错而B 正确．由于I ＝nqS v (n 是单位体积中的自由电荷数，q 是自由电荷的电荷量，S 是导体的横截面积，v 是自由电荷定向移动的速率)，所以v ＝InqS，由于不知道甲、乙两导体的性质(n 、q 不知道)，所以无法判断．6．北京正、负电子对撞机的储存环为周长240m 的圆形轨道，当环中电流为10mA 时，若电子的速度是光速的十分之一，则在整个环中运动的电子数目为多少？答案：5×1011个解析：根据电流的定义式I ＝q t ，若设环中电子数目为n ，则在时间t ＝l c /10＝2403.0×107s内都可绕环运动一周，即通过某横截面的电荷量q ＝ne ＝n ×1.6×10－19C ，而形成电流I ＝10mA ，所以n ＝It e ＝I ·10l ce ＝5×1011个．小结：利用I ＝qt 解题，首先要构建电荷的通道(截面)，然后计算t 时间内通过此通道的电荷量，利用I ＝qt求解或变形式求解有关问题．7．在示波器的示波管中，当电子枪射出的电流达到5.6μA 时，每秒钟内从电子枪发射的电子数目有多少？电流的方向如何？解析：由于电流I ＝5.6μA ＝5.6×10－6A ，所以电子枪每秒钟内发射出的电子电量Q ＝It＝5.6×10－6C ；因为每个电子的电量为e ，所以每秒钟内发射的电子数目为N ＝Q e ＝5.6×10－61.6×10－19 3.5×1013(个) 由于规定电流的方向是正电荷定向移动的方向，所以示波管内电流的方向与电子运动的方向相反．8．半径为R 的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q ，现使圆环绕垂直所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流应有( )A ．若ω不变而使电荷量Q 变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍B ．若电荷量不变而使ω变为了原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍C ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大D ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使半径增大，电流将变小 答案：AB解析：截取圆环的任一截面S ，则在橡胶环运动一周期的时间内通过这个截面的电荷量为Q ，即I ＝q t ＝Q T ＝Q 2πω＝Qω2π，由上式可知A 、B ，正确． 9．一个半径为R 的绝缘圆盘，绕垂直圆盘的转动轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，圆盘边缘上均匀地分布着一圈电荷，电性均为负，单位圆弧上所带的电荷量为q ，当圆盘转动时，这些电荷所形成的电流大小I ＝__________，电流的方向为__________．答案：ωRq 顺时针方向解析：设周期为T ，T ＝2πω，I ＝q ′t ＝2πRq T ＝2πRq 2πω＝ωRq .由于电荷电性为负，所以电流的方向为顺时针方向．10．一根长L ＝2m 、横截面积S ＝1×10－3m 2的铜棒，两端电势差U ＝5.44×10－2V ，铜棒的电阻R ＝2×10－5Ω，铜内自由电子的密度为n ＝8.5×1029m －3，求：(1)通过铜棒的电流； (2)铜棒内的电场强度；(3)自由电子定向移动的速率．答案：(1)2.72×103A (2)2.72×10－2N/C (3)2×10－5m/s解析：(1)I ＝U R ＝2.72×103A(2)E ＝U L ＝2.72×10－2N/C.(3)I ＝nqS vv ＝I nqS＝2×10－5m/s.11．夏季某日午后，某地区距地面约1km 的空中有两块乌云，相距3km ，它们因与空气摩擦带电，致使两块乌云的电势差能保持约为3×109V 不变．已知空气的电场击穿场强为3×106V/m.请对以下问题进行估算．(1)当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣？(2)当电闪雷鸣时，若两块乌云之间通过的电量为500C ，可释放多少能量？ (3)这次放电现象历时约0.01s ，则其平均电流约为多大？答案：(1)1000m (2)1.5×1012J (3)5×104A解析：(1)由E ＝U d 得d ＝U E ＝3×1093×106m ＝1000m.(2)释放的能量E 能＝qU ＝500×3×109J ＝1.5×1012J. (3)由电流的定义得 I ＝q t ＝5000.01A ＝5×104A. 12．(2009·长春外国语学校高二检测)一台半导体收音机，电池供电的电流是8mA ，也就是说( )A ．1h 电池供给8C 的电量B ．1000s 电池供给8C 的电量 C ．1s 电池供给8C 电量D ．1min 电池供给8C 的电量 答案：B第2章 第2节1．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解析：单位电荷量的正电荷沿闭合电路移动一周，释放的总能量，就是电源提供给它的电能，在数值上等于电源的电动势，故选A.2．关于电池的容量，下列说法中正确的是( ) A ．电池的容量就是电池放电时能输出的总电荷量 B ．对同一种电池，体积越大容量越小C ．电池的容量表示电池放电时能输出的电能D ．以上说法都不对 答案：A解析：电池的容量表示电池放电时输出的总电荷量，A 对，C 错；同一种电池，体积大容量大，故B 错．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 答案：AB解析：电源的电动势反映电源自身的性质跟外电路无关，故C 项错误；电动势是标量，故D 项错误．AB 说法均正确．4．干电池的电势为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 答案：ABD解析：由电动势的意义可知ABD 正确． 5．下列说法错误的是( )A ．电源外部存在着由正极指向负极的电场，内部存在着由负极指向正极的电场B ．在电源外部电路中，负电荷靠静电力由电源的负极流向正极C ．在电源内部电路中，正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极D ．在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能 答案：A解析：无论电源内部还是外部，电场都是由正极指向负极，故A 错；在外部电路中，负电荷靠静电力由负极流向正极，而在内部电路中，正电荷由负极移动到正极，因静电力与移动方向相反，故必有非静电力作用正电荷上才能使其由负极流向正极，在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能，故B 、C 、D 正确．6．一般干电池的电动势 1.5V ，说明电池内非静电力每移动1C 的电荷做功是__________J ，其电势能__________(填“增加”或“减少”)，是________能转化为________能的过程．答案：1.5 增加 化学 电 解析：根据W ＝qE ，得W ＝qE ＝1.5J ，非静电力搬运电荷做正功也就是克服静电力做功，因此是电势能增加，把其他形式的能转化为电能的过程，对电池来说消耗的是化学能．7．有一铅蓄电池，当移动1C 电荷时非静电力做功是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？答案：2V 240J解析：由电动势公式E ＝W q ＝21V ＝2V ，所以电动势为2V .由E ＝Wq变形得到W ＝qE ，q ＝It ，所以W ＝ItE ＝0.2×10×60×2J ＝240J ， 所以10min 非静电力做功为240J.8．下列关于电池的说法正确的是( )A ．同一种干电池，旧电池比新电池的电动势小、内阻大、容量小B ．电源电动势E 与通过电源的电流I 的乘积EI 表示电源内部电场力的功率C ．1号比5号干电池的电动势小、容量大D ．当通过同样的电荷量时，电动势为2V 的蓄电池比1.5V 的干电池提供的电能多 答案：AD解析：对于干电池，在使用一段时间之后，由于内部发生化学反应释放电荷的物质逐渐减少，因而电动势要变小，容量要变小；同时反应生成物要阻碍电荷的移动，故使电池的内阻变大，电源电动势E 与I 的乘积EI 表示电源内非静电力的功率，并不是电场力的功率，1号电池与5号电池的电动势都是1.5V ，容量不相同，两者体积也有差异．电动势既然反映非静电力做功本领的大小，电动势越大，移动相同的电荷量时提供的电能就越多．故正确选项为A 、D.9．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 ＝Wq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解析：电压和电动势单位虽然相同，但它们表征的物理意义不同，不是同一个物理量，故A 、B 均错；电动势公式E ＝W /q 中的W 是非静电力做的功，故C 错；由电动势物理意义知D 对．10．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 答案：C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．11．铅蓄电池的电动势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________和__________，________把化学能转化为电能的本领更大．答案：4J 6J 铅蓄电池解析：对于铅蓄电池的电路，20s 时间内通过的电荷量为q 1＝I 1t ＝2C 对于干电池的电路，20s 内时间通过的电荷量为q 2＝I 2t ＝4C由电动势的定义式E ＝Wq得电源消耗的化学能分别为W 1＝q 1E 1＝4J ，W 2＝q 2E 2＝6J因为E 1>E 2，故铅蓄电池把化学能转化为电能的本领更大．小结：电动势反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，电动势越大，电源把其他形式的能转化为电能的本领越大，故铅蓄电池把化学能转化为电能的本领更大．12(1)由说明可看出进口电池的电动势是多少伏？(2)上述国产电池最多可放出多少电荷量？若该电池工作电流为0.03A ，则最多可工作几个小时？答案：(1)1.2V (2)600mA·h 20h分析：解答本题的关键是观察电池的文字说明，查找有用的信息，在电池上标明的量一般有：电动势、电池容量、放电电流等．解析：(1)由电池铭牌上看出进口电池的电动势为1.2V . (2)国产电池可放出的电荷量为600mA·h则q ＝600×10－3A ×3 600s ＝2 160 C由q ＝It 得，t ＝q I ＝2 1600.03s ＝72 000s ＝20h小结：解答与实际相联系的题目，关键是从中提炼有用的信息．第2章 第3节1．关于导体的电阻，下列说法中正确的是( )A ．由R ＝UI 知道，一段导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比B ．由I ＝UR 知道，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比C ．比较几只电阻的I －U 图象可知，电流变化相同时，电压变化较小的图线对应电阻的阻值较大D ．导体中的电流越大，电阻就越小 答案：B解析：由导体电阻特性和欧姆定律可知．2． 根据部分电路欧姆定律，下列判断正确的是( ) A ．导体两端的电压越大，电阻就越大B ．导电气体两端的电压与通过的电流的比值是一个常数C ．电流经过电阻时，沿电流方向电势要降低D ．电解液短时间内导电U －I 图象是一条直线 答案：CD解析：欧姆定律也适用于电解液导电． 3．欧姆定律不适用于下列哪种情况( )A ．金属导电B ．半导体导电C ．电解液导电D ．气体导电 答案：BD解析：欧姆定律不适用于半导体、气体导电的情况．4．今有甲、乙两个电阻，在相同时间内流过甲的电荷量是乙的2倍，甲、乙两电阻的电压之比为1∶2，则甲、乙两个电阻阻值的比值为( )A ．1∶2B ．1∶3C ．1∶4D ．1∶5 答案：C解析：已知t 甲＝t 乙，q 甲＝2q 乙由I ＝qt 得I 甲＝q 甲t 甲＝2q 乙t 乙＝2I 乙，又已知U 甲＝12U 乙∴R 甲＝U 甲I 甲＝12U 乙2I 乙＝14R 乙，故选项C 正确．5．某同学做三种导电元件的导电性实验，他根据所测量数据分别绘制了三种元件I －U 图象如下图所示，则下述判断正确的是()A ．只有乙图象是正确的B ．甲、丙图象是曲线，肯定误差太大C ．甲、丙为非线性元件，乙为线性元件D ．甲、乙、丙三个图象都可能是正确的，并不一定有较大的误差答案：CD解析：由于三种导电元件可能是线性的，也可能是非线性的，故其I －U 图象可能是直线，也可能是曲线，故C 、D 正确．6．如下图所示为几种电学元件的电流与电压的关系图象，下列说法正确的是()A ．这四个图象都是伏安特性曲线B ．这四种电学元件都是线性元件C ．①②是线性元件，③④是非线性元件D ．这四个图象中，直线的斜率都表示了元件的电阻 答案：C解析：伏安特性曲线是以I 为纵轴，U 为横轴的，所以A 错误．线性元件并不只是说I －U 图象是直线，而必须是过原点的直线，所以只有①②是线性元件，③④不是线性元件，B 错误，C 正确．在I －U 图象中，过原点的直线的斜率才表示导体的电阻，D 错误．7．一根镍铬合金丝的两端加8V 电压，通过它的电流是2A ，它的电阻是____________；若通电时间50s ，那么有______C 的电荷量通过它；若在它两端加4V 电压，这合金丝的电阻是__________．答案：4Ω 100 4Ω解析：R ＝U I ＝82Ω＝4Ω，q ＝It ＝2×50C ＝100C ，在它两端加4V 电压时，合金丝的电阻仍为4Ω.8．加在某段导体两端的电压为原来的13时，导体中的电流就减小0.6A ；如果所加电压变为原来的2倍，则导体中电流将变为__________．答案：1.8A解析：由R ＝ΔU ΔI ＝230.6A ，I ＝2UR＝1.8A.9．一个阻值为R 的电阻两端加上电压U 后，通过导体截面的电荷量q 与通电时间t 图象如下图所示．此图线的斜率(即tan θ)等于()A ．UB ．R C.URD.R U答案：C解析：在q －t 图上斜率表示电流I ＝q t ，而由欧姆定律知I ＝UR，故选项C 正确．10．如图所示四只电阻的伏安特性曲线，四只电阻并联起来使用时，通过各个电阻的电流分别是I 1、I 2、I 3、I 4，则其大小顺序为( )A ．I 2>I 4>I 3>I 1B ．I 4>I 3>I 2>I 1C ．I 1＝I 2＝I 3＝I 4D ．I 1>I 2>I 3>I 4 答案：D解析：由I －U 图象可知，R 1<R 2<R 3<R 4，四只电阻并联时，U 1＝U 2＝U 3＝U 4，由I ＝UR I 1>I 2>I 3>I 4.11．(2009·成都高二检测)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的器材有：A ．小电珠规格为“3.8V ,0.3A”B ．电流表：量程0～0.6A ，内阻约为0.5ΩC ．电流表：量程0～3A ，内阻约为0.1ΩD ．电压表：量程0～5V ，内阻约为5KΩE ．滑动变阻器：阻值范围0～10Ω，额定电流2AF ．电池组：电动势6V ，内阻约为1ΩG ．开关一只，导线若干(1)为了使测量尽可能地准确，需要使小电珠两端电压从0逐渐增大到3.8V 且能方便地进行调节，因此电流表应选________．(填器材代号)(2)根据你选用的实验电路，将上图中所示的器材连成实验电路．解析：(1)因小电珠的额定电流为0.3A ，为减小读数误差，让指针偏角大一些，则电流表应选B.(2)由电流表外接和滑动变阻器采用分压连接，电路图如图所示，由电路图连接实物图如图所示．12．有两段导体，其电阻分别为R 1和R 2，当R 1两端的电压是R 2两端电压的32时，通过R 1的电流是通过R 2电流的3倍，求两段导体的电阻之比．答案：1∶2解析：设R 2两端的电压为U ，通过R 2的电流为I ，则R 1两端的电压为32U ，通过R 1的电流为3I ，所以R 1R 2＝3U2×3I U I＝1213．下表为某同学测绘小灯泡的伏安特性曲线的记录数据．根据表中数据在上图中所示的坐标中画出小灯泡的伏安特性曲线．由画出的曲线看小灯泡电阻有没有变化？若有，如何变化？猜想发生变化的原因是什么．答案：见解析解析：根据表格中数据，在坐标纸上描点，作图如下图所示．由图象可以看出：①灯泡两端电压较低时电阻不变化．②灯泡电压达到1.8V以后，电阻值开始变化．③I－U图象的变化趋势表明，灯泡的电阻在电压达到1.8V以后逐渐增大．④原因猜想：灯泡的温度升高，引起电阻的变化．14．(2009·天津理综高考)为探究小灯泡L的伏安特性，连好右图的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光，由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U－I图象应是下图中的()答案：C解析：小灯泡中的电流逐渐增大时其温度升高，导致电阻R增大，只有C选项对．第2章第4节课时11．有三个电阻，R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝4Ω，现把它们并联起来接入电路，则通过它们的电流之比I1∶I2∶I3是()A．6∶4∶3B．3∶4∶6C．2∶3∶4 D．4∶3∶2答案：A解析：设并联电路两端电压为U，则I 1∶I 2∶I 3＝U R 1∶U R 2∶UR 3＝12∶13∶14＝6∶4∶3. 2．在下图所示的电路中，通过R 1的电流I 1是( )A.U R 1B.U 1R 1C.U 2R 2D.U 1R 1＋R 2 答案：BC解析：由欧姆定律知B 、C 正确．3．电阻R 1与R 2并联在电路中，通过R 1与R 2的电流之比为1∶2，则当R 1与R 2串联后接入电路中时，R 1和R 2两端电压之比U 1∶U 2为( )A ．1∶2B ．2∶1C ．1∶4D ．4∶1 答案：B解析：R 1与R 2并联时I 1I 2＝R 2R 1＝12即R 1R 2＝21，当二者串联时，两端的电压之比为2∶1，故选B.4．下列说法中不正确的是( )A ．电阻A 与阻值无穷大的电阻B 并联，电阻不变 B ．电阻A 与导线B (不计电阻)并联，总电阻为零C ．并联电路中任一支路的电阻都大于总电阻D ．并联电路某一支路开路，总电阻为无穷大 答案：D解析：由R 并＝R A RB R A ＋R B可知R B →∞，R A ＋R B →∞，R 并→R A ，A 对；R B ＝0时R 并＝0时，B 对；R 并＝R B1＋R B R A<R B ，同理R 并<R A ，C 对；并联电路某一支路开路，这一支路电阻无穷大，但总电阻为其余支路并联的电阻，D 错．5．电阻R 1阻值为6Ω，与电阻R 2并联后接入电路中，通过它们的电流之比I 1∶I 2＝2∶3，则R 2的阻值和总电阻的阻值分别是( )A ．4Ω，2.4ΩB ．4Ω，3.6ΩC ．9Ω，3.6ΩD ．9Ω，4.5Ω 答案：A解析：由并联分流关系可知R 1R 2＝I2I 1∴R 2＝I 1I 2R 1＝23×6Ω＝4ΩR 总＝R 1·R2R 1＋R 2＝6×46＋4Ω＝2.4Ω.6．两个定值电阻R 1、R 2串联后接在输出电压稳定于12V 的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R 1或R 2的电压表接在R 1两端(如下图所示)，电压表的示数为8V ，如果把此表改接在R 2两端，则电压表的示数将( )A ．小于4VB ．等于4VC ．大于4V ，小于8VD ．等于或大于8V 答案：A解析：由于电压表的内阻不够大，因其分流现象较严重，导致并联部分总电阻减小，分压值也减小，故R 1两端实际电压大于8V ，R 2两端实际电压小于4V .7．有R 1、R 2两个电阻，阻值分别为15Ω和45Ω，并联后接入某电路中，总电阻为__________Ω；通过两个电阻中的电流之比为________；两个电阻两端的电压之比为______．答案：11.25 3∶1 1∶1解析：R ＝R 1·R 2R 1＋R 2＝15×4515＋45Ω＝454Ω＝11.25Ω；I 1I 2＝R 2R 1＝31并联电路各支路两端的电压都相等，即U 1∶U 2＝1∶1 8．如图所示为某收音机内一部分电路元件的支流等效电路图，各个等效电阻的阻值都是2Ω，AC 间接一只内阻忽略不计的电流表，如图所示接在电路中，若B 、C 两点间加有6V 的恒定电压，则电流表的示数是( )A ．3AB ．2AC ．1AD ．0 答案：C解析：等效电路如图所示，由串、并联电路的特点可知I ＝U R ＋R 2＝2U 3R ＝2×63×2A ＝2A ，所以I A ＝I /2＝1A.9．某实验小组用三只相同的小灯泡，连线如图所示电路，研究串并联电路特点，实验中观察到的现象是()A ．S 2断开，S 1与a 连接，三只灯泡都熄灭B ．S 2断开，S 1与b 连接，三只灯泡亮度相同C ．S 2闭合，S 1与a 连接，三只灯泡都发光，L 1、L 2亮度相同D ．S 2闭合，S 1与b 连接，三只灯泡都发光，L 3亮度小于L 2的亮度 答案：D解析：当S 2断开，S 1接a ，三灯串联，不会熄灭，故A 错；当S 2断开，S 1接b ，L 1、L 2串联，L 3断路，故B 错；当S 2闭合，S 1接a ，只有L 2亮，L 1、L 3短路，故C 错；当S 2闭合，S 1接b ，L 1、L 3并联再与L 2串联，由P ＝I 2R 知L 3的功率小于L 2的功率，即L 3的亮度小于L 2的亮度，故D 正确．10．如下图所示，电压U 保持不变，当滑片由a 端移动b 端的过程中，R 1两端电压变化的范围从U 到5U /6，则滑动变阻器总阻值R 2与R 1阻值之比为多少？答案：1∶5解析：滑片在a 端时，U 1＝U滑片在b 端时，U 2＝U R 1＋R 2·R 1＝56U所以R 1R 1＋R 2＝56，解得R 2R 1＝15.11．如下图所示，R 1＝5Ω，R 2＝10Ω，R 3＝15Ω，U 不变，S 1、S 2均闭合时电流表示数为0.5A ，当S 1、S 2断开时电流表示数为多大？答案：0.2A解析：S 1、S 2均闭合时，R 1被短路，R 2、R 3并联电阻为：R 并＝R 2R3R 2＋R 3＝10×1525Ω＝6Ω总电压U ＝I 1R 并＝3VS 1、S 2均断开时，R 3断路，R 1、R 2串联 总电阻R 串＝R 1＋R 2＝15Ω总电流I ＝U R 串＝315A ＝0.2A12．(2009·重庆理综高考)某实物投影机有10个相同的强光灯L 1～L 10(24V/200W)和10个相同的指向灯X 1～X 10(220V/2W)，将其连接在220V 交流电源上，电路见下图．若工作一段时间后L 2灯丝烧断，则( )A ．X 1的功率减小，L 1的功率增大B ．X 1的功率增大，L 1的功率增大C ．X 2的功率增大，其他指示灯的功率减小D ．X 2的功率减小，其他指示灯的功率减小 答案：C解析：L 2灯丝烧断后电路的总电阻增大，电路中的总电流减小，流过其他指示灯、强光灯的电流都同比例的减小，消耗的功率都减小，两端的电压都减小，则X 2两端电压增大，消耗的功率也增大，C 正确．小结：将灯丝断路后电路中电流变化情况弄反而错选．第2章 第4节 课时21．以下关于电流表与电压表的说法中，正确的是( ) A ．都是电流表G 与电阻并联改装而成的 B ．都是电流表G 与电阻串联改装而成的C ．它们本身都有内阻，只是电流表的内阻一般很小，而电压表的内阻一般很大D ．电流表的内阻肯定比用来改装的电流表G 的内阻小，而电压表的内阻肯定比用来改装的电流表G 的内阻大答案：CD解析：把电流表G 改装成量程较大的电流表时，是给电流表G 并联一个分流电阻，而把电流表G 改装成电压表时，是给电流表G 串联一个分压电阻，故A 、B 选项全错；由于串联总电阻大于每一个电阻，并联总电阻小于每个电阻，故C 、D 选项正确．2．电流表G 的内阻为R g ，用它测量电压时，量程为U ，用它改装成较大量程的电流表，内阻是R A ，量程为I ，这几个量的关系是( )A ．R A >R g ，U I >R gB ．R A >R g >UIC ．R A <R g ，U I <R gD ．R A <R g ＝UI答案：C解析：电流表G 改装成大量程的电流时需给电流表G 并联一个电阻，允许的最大电压U 不变，但内阻变小，即R A <R g ，UI<R g .3．有一只电压表，它的内阻是100Ω，量程为0.2V ，现要改装成量程为10A 的电流表，电压表上应( )A ．并联0.002Ω的电阻B ．并联0.02Ω的电阻C ．并联50Ω的电阻D ．串联4900Ω的电阻 答案：B解析：改装前电压表的满偏电流为I g ＝U g R g ＝0.2V 100Ω＝2×10－3A由电流表的改装原理可知需再并联一只R x 的电阻R x ＝U g I －I g ＝0.210－2×10－3Ω≈0.02Ω故选项B 正确．4．一个电流表，刻度盘的每1小格代表1μA ，内阻为R g ，如果把它改装成量程较大的电流表，刻度盘的每一小格代表nμA ，则( )A ．给它串联一个电阻，阻值为nR gB ．给它串联一个电阻，阻值为(n －1)R gC ．给它并联一个电阻，阻值为Rg nD ．给它并联一个电阻，阻值为Rg n －1答案：D5．如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计G 和一个变阻器R 组成，它们中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是( )A ．甲表是电流表，R 增大时量程增大B ．甲表是电流表，R 增大时量程减小C ．乙表是电压表，R 增大时量程减小D ．上述说法都不对 答案：B解析：电压表电阻分压，串联；电流表电阻分流，并联．所以甲表为电流表，乙表为电压表．并联电路电阻大时分流少，所以R 增大时量程减小；串联电路电阻大时分压多，所以R 增大时量程增大．6．一个电流表，内阻为R g ，满偏电流为I g ，若把它作为电压表使用，量程为( )。

（精心整理，诚意制作）选修3-1第二章第二节《电动势》课后巩固提升（40分钟）1．描述电源能量转化本领大小的物理量是()A．电源的总功率 B．电源的电动势C．路端电压 D．电源的输出功率2.对于不同型号的干电池，下列说法中正确的是()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3．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4．关于电源的电动势，下列说法中不正确的是()A．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大B．电源的电动势就是电源电压，也就是路端电压C．电源的电动势在数值上等于电源在搬运单位电荷时非静电力所做的功D．电源的电动势由电源自身决定，与外电路的组成无关5.手电筒的两节干电池,已经用了较长时间,小灯泡只能发出微弱的光,把它们取出来,用电压表测电压,电压表示数很接近3 V,再把它们作为一个电子钟的电源,电子钟能正常工作。

下列说法正确的是()A.这两节干电池的电动势减小了很多B.这两节干电池的内电阻增加较大C.这台电子钟的额定电压一定比手电筒里的小灯泡额定电压小D.这台电子钟正常工作时的电流一定比手电筒里的小灯泡正常工作时电流小6.如图为一块手机电池的背面印有一些符号，下列说法正确的是( )A. 该电池的容量为620mAhB. 该电池的电动势为4.2VC. 该电池在工作1小时后达到的电流为620mAD. 若电池以10mA的电流工作，可用62小时7．太阳能电池已经越来越多地应用于我们生活中，有些太阳帽前安装的小风扇就是靠太阳能电池供电的．可以测得某太阳能电池可产生0.6 V的电动势，这表示() A．电路中每通过1 C电荷量，太阳能电池把0.6 J的太阳能转变为电能B．无论接不接入外电路，太阳能电池两极间的电压都为0.6 VC．太阳能电池在1 s内将0.6 J的太阳能转变为电能D．太阳能电池将太阳能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)将化学能转化为电能的本领小8．如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电荷量时转化为电能少9．随着中国电信业的发展，国产手机在手机市场上已经有相当大的市场份额．如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，由此可知该电池的电动势、待机状态下的平均工作电流分别是()A．4.2 V7.29 mA B．4.2 V700 mAC．3.7 V7.29 mA D．3.7 V700 mA10．下列说法中正确的是()A．同一型号干电池，旧电池比新电池的电动势小，内阻大，容量小B．电源电动势E与通过电源的电流I的乘积EI表示电源内静电力的功率C．1号干电池比5号干电池的电动势小，容量大D．当通过同样的电荷量时，电动势为2V的蓄电池比1.5V的干电池提供的电能多11．硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等，高速公路上安装的“电子眼”通常也采用硅光电池供电．硅光电池的原理如图所示，a、b是硅光电池的两个电极，P、N是两块硅半导体，E区是两块半导体自发形成的匀强电场区，P的上表面镀有一层增透膜．光照射到半导体P上，使P内受原子束缚的电子成为自由电子，自由电子经E区电场加速到达半导体N，从而产生电动势，形成电流．以下说法中正确的是()A．E区匀强电场的方向由P指向NB．电源内部的电流方向由P指向NC．a电极为电池的正极D．硅光电池是一种把化学能转化为电能的装置。

电动势教案【教学目标】1.理解电动势的的概念及定义式。

知道电动势是表征电源特性的物理量。

2．从能量转化的角度理解电动势的物理意义。

重点：电动势的的概念难点：对电源内部非静电力做功的理解【自主预习】1.电源是通过力做功把其他形式的能转化为电能的装置。

2.电电动势在数值上等于把1C的正电荷在电源内部从极移送到极所做的功；电动势E表示为E＝；单位是，符号是；电动势由电源中决定，跟电源的体积无关，也跟外电阻无关。

3.电源内部也是由组成的，所以也有电阻，这个电阻叫做电源的。

4. 电压与电源电动势如何区别？内【典型例题】一、电动势的理解【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【例2】关于电源电动势，下列说法正确的是( )A．电源电动势就是接在电源两极间的电压表的示数B．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生改变C．电源的电动势是表示电源把其他形式的能量转化为电能的本领大小的物理量D．电源电动势与外电路有关二、电源的作用【例3】关于电源，下列说法正确的是( )A．当电池用旧之后，电源的电动势减小，内阻增大B．当电池用旧之后，电源电动势和内阻都不变C．当电池用旧之后，电动势基本不变，内阻增大D．以上说法都不对【例4】下列关于电源的说法中正确的是( )A．干电池是化学能转化为电能的装置B．发电机是机械能转化为电能的装置C．太阳电池是光能转化为电能的装置D．锂电池是光能转化为电能的装置【例5】移动电话中的锂电池电动势为3.6 V，某次通话时，电流为10 mA，时间为100 s，那么此次通话过程有多少化学能转化为电能？【课后练习】1．铅蓄电池的电动势为2 V，这表示( )A．电路中每通过1 C电荷量，电源把2 J的化学能转变为电能B．蓄电池两极间的电压为2 VC．蓄电池能在1 s内将2 J的化学能转变成电能D．蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的大2．下列关于电源与电路的一些说法正确的是( )A．电源外部存在着由正极指向负极的电场，同时存在着由负极指向正极的电场B．在电源外部的电路中，负电荷靠静电力由电源的负极流向正极C．在电源内部的电路中，正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极D．在干电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能3．下列几种常见电池有关能量转化的说法正确的是( )A．太阳能电池是将热能转化为电能的装置B．铅蓄电池能将化学能转化为电能C．光电池是将光能转化为电能的装置D．手摇发电机将机械能转化为电能4．手电筒里的两节干电池，已经用过较长时间，灯泡只发出很微弱的光．把它们取出来，用电压表测电压，电压表示数很接近3 V，再把它们作为一台式电子钟的电源，电子钟能正常工作．下列说法①这两节干电池的电动势减小了很多②这两节干电池的内电阻增加了很多③这台电子钟的额定电压一定比手电筒的小灯泡的额定电压小④这台电子钟的正常工作电流一定比小灯泡正常工作电流小其中正确的是( )A．①②B．①③C．②④D．③④5．下列说法中正确的是( )A．同一型号干电池，旧电池比新电池的电动势小，内阻大，容量小B．电源电动势E与通过电源的电流I的乘积EI表示电源内静电力的功率C．1号干电池比5号干电池的电动势小，容量大D．当通过同样的电荷量时，电动势为2 V的蓄电池比1.5 V的干电池提供的电能多6．有关电源电动势的说法正确的是( )A．在某电池的电路中每通过2 C的电荷量，电池提供的电能是4 J，那么这个电池的电动势是0.5 VB．电动势跟电源的体积有关，体积越大，电动势就越大C．电动势跟外电路有关，外电路的电阻越大，电动势就越大D．电动势取决于电池正、负极材料及电解液的化学性质7.以下说法中正确的是( )A．在外电路和电源内部，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8．关于电源的作用，下列说法中正确的是( )A．在电源内部把电子从负极搬运到正极B．在电源内部把电子从正极搬运到负极C．把电能转化为其他形式的能D．把其他形式的能转化为电能9．有一蓄电池，当移动1 C电荷时非静电力做功是2 J，该蓄电池的电动势是多少？给一小灯泡供电，供电电流是0.2 A，供电10 min，非静电力做功多少？10．下图是两个电池外壳上的说明文字：RECHARGEABLE 1.2 V 500mAhSTANDARDCHARGE15 hac 50 mA(1)由说明文字看出进口电池的电动势是多少伏？(2)上述国产电池最多可放出多少电荷量？若该电池工作电流为0.03 A，则最多可工作几个小时？答案例1.答案AC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本领大小的物理量，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．例2．答案 C解析电源电动势是表征电源把其他形式的能量转化为电能本领大小的物理量，所以C答案是正确的．电源电动势的大小只与电源的本身的组成材料有关，与外电路接不接电阻，以及电阻的变化没有关系，所以B、D两个答案不对．当电压表接在电源两端时，由于电压表本身就是一个大电阻，所以把它接在电路中路端电压不等于电动势，A错．例3. 答案 C解析电池用旧之后，电动势不变，但是内电阻变得很大．例4. 答案ABC解析太阳电池是光能转化为电能的装置而锂电池不是．例5.答案 3.6 J解析W＝qE，q＝It所以W＝EIt＝3.6×10×10－3×100＝3.6课后练习1.答案AD2.答案BCD3.答案BCD解析太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置．4. 答案 C5. 答案AD解析同种型号的旧电池比新电池电动势略小，内阻略大，但不同型号的干电池相比较，电动势相同而容量不同，故A正确，C错误；电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，它等于非静电力移送单位电荷量所做的功，功率的表达式为EI，故B错误，D正确．6. 答案 D7. 答案 D解析在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，来描述非静电力做功的本领，而静电力移动电荷做正功的过程使电势能减少，故D 正确．8. 答案BD9. 答案 2 V 240 J解析根据电动势的定义：E＝W非q＝2 V根据电流和时间可得电荷量：q＝It＝120 C非静电力做功等于：W非＝qE＝240 J10. 答案(1)1.2 V (2)2 160 C 20 h解析(1)由电池铭牌上看出进口电池的电动势为1.2 V.(2)国产电池可放出的电荷量为600 mAh则q＝600×10－3 A×3 600 s＝2 160 C由q＝It得t＝qI＝2 1600.03s＝72 000 s＝20 h。

第2节电动势1．知道电源是将其他形式的能转化为电能的装置。

2．了解电路中(电源外部和内部)自由电荷定向移动的过程中，静电力和非静电力做功与能量转化的关系。

3．了解电源电动势的基本含义，知道它的定义式。

4．了解电源内电阻。

一、电源1．非静电力的作用：把正电荷由□01负极搬运到□02正极，同时在该过程中非静电力做功，将其他形式的能转化为□03电势能。

2．非静电力的实质：在电池中是指□04化学作用，在发电机中是指□05电磁作用。

3．电源：通过非静电力做功将其他形式的能转化为□06电势能的装置。

二、电源的电动势和内阻1．电动势(1)物理意义：反映电源□01非静电力做功本领的大小。

(2)大小：在数值上等于非静电力把1 C的□02正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功，即E＝□03W非q。

(3)单位：□04伏特(V)。

(4)大小的决定因素：由电源中□05非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟□06外电路也无关。

(5)常用电池的电动势干电池铅蓄电池锂电池锌汞电池1.5 V 2 V 3 V或3.6 V 1.2 V2．内阻：电源内部导体的电阻。

3．容量：电池放电时能输出的□07总电荷量，其单位是：A·h或mA·h。

对于不同型号的干电池，其电动势一般都为1.5 V，这说明了什么？提示：说明对于不同型号的干电池，在电池内把1 C的正电荷从干电池的负极移到正极所做的功都是1.5 J。

(1)电源的电动势就是电源两端的电压。

()(2)所有电池的电动势都是1.5 V。

()(3)电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。

()(4)电动势公式E＝Wq中的W与电压U＝Wq中的W是一样的，都是电场力做的功。

()(5)电源的电动势大说明其把其他形式的能转化为电能的本领大。

()提示：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√课堂任务对非静电力的理解仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。

2 电动势整体设计教学分析电动势是本章的一个难点。

教科书明确提出了“非静电力”的概念，让学生从功和能的角度理解非静电力，知道非静电力在电路中所起的作用，并能从“非静电力”做功的角度去理解电动势的概念。

同时为了降低难度，教科书直接给出了电动势的定义式，但只是说“电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功”，没有用比值的方法严格定义。

电源的内阻在后面的闭合电路欧姆定律学习中很重要，本节作了一些铺垫。

我们常说要让学生经历科学过程，其形式是多种多样的。

学生可以通过讨论或实验认识新的规律，通过阅读来了解前人的工作过程，跟着教师的思路一环套一环地接受新的概念等，这都是经历科学过程的不同形式。

教学目标1．知道电源是将其他形式的能转化成为电能的装置。

2．了解电路中(电源外部和内部)自由电荷定向移动过程中，静电力和非静电力做功与能量转化的关系。

3．了解电源电动势的基本含义，知道它的定义式。

4．理解电源内电阻。

教学重点难点电动势概念的建立是重点也是难点。

此套书多处对“通过做功研究能量”的思想都有阐述和铺垫，此处再次运用这种功能关系的观点来学习电动势。

可以使学生对电源电动势有深刻的理解，同时也很好地培养了学生的理性思维习惯。

本节课从静电力做功和非静电力做功进行比较建立电动势的概念。

也为后面第7节闭合电路的欧姆定律学习作了铺垫。

教学方法与手段实验演示、逻辑推理。

在电压和电动势这两个容易混淆的概念中通过静电力做功和非静电力做功进行比较教学，建立新的概念。

课前准备教学媒体金属板、酸溶液、灵敏电流计、多种型号的干电池、学生电源、导线、电键、小灯泡、投影仪。

知识准备1．课前复习：电势差的定义式：U ＝W q。

2．课前说明：在金属导体中，能够自由移动的电荷是自由电子，由于它们带负电荷，电子向某一方向的定向移动相当于正电荷向相反方向的定向移动。

为了方便本节按照正电荷移动的说法进行讨论。

教学过程导入新课[事件1]教学任务：承接上一节课的知识，导入新课。

q W=ε第二章 恒定电流（一）电源、电动势和电流一、电源：1.定义：能把自由电子从正极搬到负极的装置（力的角度）2.作用：保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流.3.导线中的电场：导线内的电场，是由电源、导线 等电路元件所积累的电荷共同形成的。

尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。

-----恒定电场二、电动势：1.电源的概念：电源是通过非静电力做功,把其他形式能转化为电能的装置（能量角度）.在电源内部非静电力做功，其他形式的能转化为电能；在电源的外部电路，电场力做功，电能转化为其他形式的能．补：1、电源外部，正电荷将怎样移动？2、电源的内部电场方向如何？3、电源内部，正电荷将怎样移动？4、电源内部的正电荷受到电场力方向？ 电场力做正功还是负功？5、什么力来克服电场力做功？做正功还是负功？6、电源内部的非静电力是由什么提供的？7、电源内部的能量是怎样转化的？ 2.定义：非静电力搬运电荷所做的功跟搬运电荷电量的比值： 3.单位：伏（V ）4.物理意义：电动势表征了电源把其它形式的能转换为电能的本领的物理量。

电动势在数值上等于电路中通过1C 的电量时电源所提供的电能。

5.电动势的方向：规定由负极经电源内部指向正极的方向（即电势升高的方向）为电动势的方向。

qW U =q W U =6.电动势的决定因素电源的电动势是由电源的本身性质决定的，在数值上等于电源没有接入电路时电源两极间的电压。

7.电动势与电压的区别（1）两个公式中W 分别表示什么力做功?中，W 表示电源内部非静电力做的功 中，W 表示电源外部电场力做的功 （2）能量是如何转化的?其它形式能转化为电势能E 反映电源的特性 电势能转化为其它形式能U 反映电场的特性8.电动势内阻：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．例1：下列关于电源的说法中正确的是 （ ）A ．电源能够对外提供持续电势差B ．电源能够把其它形式的能转化为电能C ．电源通过电场力做功把其它形式的能转化为电能D ．电源通过非静电力做功把其它形式的能转化为电能例2：下列关于电源电动势的说法中正确的是 （ ）A ．电源的电动势就等于电源两极间的电压B ．电源的电动势等于电源开路时两极间的电压C ．电源的电动势在数值上等于非静电力把1个电子在电源内从正极搬运到负极非静电力做的功D ．电源的电动势在数值上等于非静电力把电量为1C 的电子在电源内从负极搬运到正极非静电力做的功例3：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W E=q WE=qC.电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正极移送单位电荷量做功越多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例4：铅蓄电池的电动势为2V，这表示：A.电路中每通过1C的电量，电源把2J的化学能转变为电能B.蓄电池两极间的电压为2VC.蓄电池在1s内将2J的化学能转变成电能D.蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）强例5：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?给小灯泡供电,供电电流是0.2A,供电10min,非静电力做功是多少? E=2VW非=240J三、电流：1、电流的形成：导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动形成电流.2.电流的物理意义：表示电流的强弱程度3.电流的定义：通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值叫做电流4.电流的定义式：I= q / t5.电流的单位：安培（A）其他单位： mA、μA 1A=103mA=106μA6.电流的分类：（1）直流电：物理学中把方向不随时间改变的电流叫做直流电。

关于电动势和路端电压我们知道，在外电路断开的时候，电源的电动势在数值上等于它的路端电压。

但这并不等于说，电动势就是电源两极的电压或电势差。

电动势和电势差是两个截然不同的物理概念。

为了分清这两个物理概念，有必要讨论一下电源的物理作用。

在电场中，电场力移动电荷时，不管是正电荷还是负电荷，总是把它从电势能较大的位置移到电势能较小的位置，它的电势能减少量在数值上等于电场力移动电荷所做的功。

在闭合电路中，电场力移动电荷的做功过程，就是电流做功的过程，也就是电能转变为其他形式的能的过程。

如转变为内能、机械能或化学能等等，反过来，要想使电荷从电势能较小的位置移到电势能较大的位置，就必须对电荷施加外力来反抗电场力作功。

为了跟电场力区别开来，我们把所施的外力叫做非静电力。

非静电力反抗电场力做功的过程是把其他形式的能转变为电势能的过程。

非静电力反抗静电力所做的功在数值上等于所增加的电势能。

总之，电场力使电荷移动的做功过程是消耗电能的过程，而非静电力对电荷的做功过程是使电能增加的过程。

为了将其他形式的能转变为电能，电源内必须有一种非静电力迫使电荷从电势能较小的位置移到电势能较大的位置。

在化学电源里，物质的化学变化产生的“化学力”就是一种非静电力。

对于发电机，电枢在磁场中转动时，磁场对运动电荷的作用力也是一种非静电力。

那么，在外电路断开时，电源两极上的正负电荷为什么不会通过内电路而中和掉呢？这是由于非静电力的作用。

如直流发电机的外电路断开的时候，如果电枢停止转动，正负极上的异号电荷就会通过内电路很快地中和掉；如果电枢仍以原来的转速转动，由于非静电力的作用，正负极上的电荷量和路端电压就能维持一定数值不变。

因为外电路断开时，内电路的自由电荷（自由电子或离子）在电场力和非静电力的作用下处于平衡状态，所以正极上的正电荷和负极上的负电荷既不会减少，也不再增加，这样，电源两极的电压才能保持定值。

如果用一根导线将电源两极连接起来。

导线内的自由电子在电场力的作用下开始作定向移动，电源正极和负极的电荷都开始减少．电源内的电场强度也相应减小。