物理选修31【人教版教材】电动势
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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。
2 电动势1.知道电源是把其他形式的能转化为电能的装置。
2.了解电动势的物理意义,知道它的定义式。
3.理解电源的内电阻。
如图所示,这是一块手机上使用的锂离子电池,上面的几个数据:“电压:3.7 V 容量:1 000 mA·h ”,你知道上面各值表示的物理意义吗?答案:提示:“电压:3.7 V ”是该电池的电动势;“容量:1 000 mA·h ”是指该电源的最大放电电荷量,例如用10 mA 的电流对外供电可以供100个小时。
1.电源电源是通过________做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
思考1:你对非静电力是怎样理解的?2.电动势(1)定义:在电源内部从负极到正极移送正电荷________________跟被移送的____的比值叫做电源的电动势。
(2)公式:______,电动势在数值上等于非静电力把______________在电源内部从负极移送到正极所做的功。
(3)单位:在国际单位制中为____,简称伏,符号为V 。
(4)标量:电动势只有大小,没有方向。
但电源有__、__极。
(5)物理意义:描述电源把其他形式的能转化为电势能的____的物理量。
思考2:对于不同型号的干电池,其电动势都是1.5 V ,这说明了什么问题?3.电源的内阻电源内部的________________叫做电源的内阻。
注意:为了描述电动势与电流方向的关系,给电动势也规定了一个方向,就是在电源内部从负极指向正极的方向,与电流流过电源内电路的方向相同。
思考3:干电池用久了,电池的内阻变吗?答案:1.非静电力思考1提示:在电源内部,非静电力做功是将其他形式的能转化为电能。
例如化学电池中的非静电力就是化学力。
2.(1)非静电力所做的功W 电荷量q (2)qW E 1 C 的正电荷 (3)伏特 (4)正 负 (5)本领思考2提示:电源电动势是电源的属性,大小取决于非静电力的性质,与电源的大小无关。
3.导体所具有的电阻思考3提示:变大。
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。
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。
电动势知识集结知识元电动势知识讲解电源和电动势1.电源(1)电源能维持电路中稳定的电流,是因为它有能力把来到负极的正电荷经过电源内部不断地搬运到正极。
(2)电源内部和外部都存在着由正极指向负极的电场。
在电源内部的电场中正电荷所受的静电力阻碍它向正极的移动,要使正电荷向正极移动,就一定要有非静电力作用于电荷才行,这种非静电力会使在电源内部的正电荷由负极向正极移动,此时非静电力做正功,静电力做负功,电荷的电势能增大。
(3)从能量转化的角度看,电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
2.电源的作用(1)维持电源的正、负极间有一定的电势差。
(2)在闭合电路中,使导线中的自由电子发生定向移动,保持恒定的电流。
3.对电源作用的理解(1)电源在电路中的作用可与生活中抽水机的作用类比便于理解。
如图所示,水池A、B 的水面有一定的高度差,若在A、B之间用一细管连起来,则水在重力的作用下定向运动,从水池A运动到水池B。
A、B之间的高度差很快消失,在这种情况下,水管中只可能有一个瞬时水流。
但若在水池A、B间连一台抽水机,将水池B中的水抽到水池A中,保持A、B之间的高度差,从而在水管中就有源源不断的水流了。
电源在电路中的作用就是不断地将流到负极的正电荷搬运到正极,从而保持正负极间有一定的电势差,电路中便有持续的电流。
(2)从能量转化的角度来看,当水由A池流入B池时,由于重力做功,水的重力势能减少转化为其他形式的能。
如图当抽水机将B中的水抽到A中的过程中,要克服水的重力做功,将其他形式的能转化为水的势能。
同理在电源内部如图,由于存在由正极指向负极的电场,当把正电荷由负极搬运到正极的过程中,就要有非静电力作用于电荷来克服电场力做功,使电荷的电势能增加,即从能量转化来看,电源是把其他形式的能转化为电能的装置。
4.电动势(1)物理意义:表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。
(2)定义:电动势指在电源内部,非静电力把正电荷由负极移送到正极,非静电力所做的功W与q的比值,用E表示。
中学物理(人教版选修3-1)《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识,所以本设计从介绍各种电源起先,明确本节课要探讨电源的共同特性。
通过对电路中产生持续稳定电流缘由的探讨,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。
在探讨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,通过演示试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探讨中采纳类比儿童乘坐滑梯的方法帮助学生理解。
二、教学目标(一)学问与技能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)情感看法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、五教学方法:试验,多媒体六课前打算:试验教具七课时支配:一课时八教学过程:(一)预习检查、总结怀疑要点:电源、恒定电流的概念(二)情景引入、展示目标新课讲解-----其次节、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.电源是靠什么实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,讲解并描述“非静电力”,利用右图来类比,以帮助学生理解电路中的能量问题。
当水由A池流入B池时,由于重力做功,水的重力势能削减,转化为其他式的能。
而又由于A、B之间存在高度差,故欲使水能流回到A池,应克服重力做功,即须要供应一个外力来实现该过程。
抽水机就是供应该外力的装置,使水克服重力做功,将其他形式的能转化为水的重力势能。
重力做功、克服重力做功以及重力势能与其他形式的能之间的相互转化,学生易于理解和接受,在做此铺垫后,电源中的非静电力的存在及其作用也就易于理解了。
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”。