电动势的定义式

浅析电动势与电压的区别和联系

电动势和电压虽然有相同的单位，都与移动电荷做功相联系,在部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律 I=U/R、I=ε/(R+r)中地位等同,容易混淆,但它们是本质不同的两个物理量。

我们可以从以下几个方面加以区别理解。

一、它们描述的对象不同。电动势是电源具有的，是描述电源将其它形式的能转化为电能的本领的物理量；电压是针对一般电路中的两个点而说的，即某段电路两端的电压。

二、二者做功的力不同。电动势是反映电源非静电力做功特性的，它的数值大小等于电源非静电力从电源负极向正极移送单位正电荷所做的功，电动势W/q中的W就是非静电力所做的功，即电动势E是与非静电力做功相联系的。电压是电场中两点间的电势差值，是反映电场力做功本领的物理量，电场力在电场中移动单位正电荷所做的功就是电势差，公式电压U=W/q中W 是电场力做的功，可见电压U是与电场力做功相联系的。

三、物理意义不同。电动势是描述电源转化其它形式能量本领的量度，在闭合电路中某种非静电力作用在被移动的电荷上, 增加了电荷的电势能，在此其他形式的能如化学能、太阳能、机械能等转化为电能。不同的电源这种由非静电力做功转化为电能的本领不同，所以电动势也不同。而电压是电势能变化的量度，即是描述将电势能转化为其它形式的能量的多少，电压在数值上等于移动单位正电荷电场力做的功。它们都反映了能量的转化，但转化的过程是不一样的。

四、在给定电路中变与不变不同。对于一个给定的电源，电动势是常量，与外电路是否接通无关，也与外电路的组成情况无关，一节普通干电池不管新旧,它的电动势永远是1.5伏。而电路中的电压是变量，随外电路电阻的改变而改变，如并联支路数目增减，电阻变化时将引起电路各部分电流，电压重新分配，电压将发生变化。

联系：我们知道实际电路是由内外两部分组成的，通常所说的电源电压指电源加在外电路两端的电压，称为路端电压，也叫外电压，它的变化规律服从闭合电路的欧姆定律，其数学表达式为：U=E-Ir。

电动势与电压

一、电动势（power） 是表示电源特征的一个物理量，电源中非静电力对电荷作功的能力称为电动势，在数值上等于非静电力把单位正电荷从电源低电位端经电源内部移到高电位端所作的功。是能够克服导体电阻对电流的阻力，使电荷在闭合的导体回路中流动的一种作用。

电动势特点

1. 电源力：在电源内部，由于其他形式能量的作用，产生一种对电荷的 作用力。

2. 正电荷在电源力的作用下从低电位移向高电位。

3. 电动势：在电源内部，电源力将单位正电荷从电源负极移到正极所做 的功。

4. 计算公式： 单位：V，

5. 方向：电源内部由负极指向正极。

二、 电压（voltage） ，也称作电势差或电位差，是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。在电场中，单位正电荷在电场力下从a点移到b点，电场力所作的功称为a，b两点间的电压。也称a，b两点间的电位差。

电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。电压的国际单位制为伏特(V)，常用的单位还有毫伏(mV)、微伏(μV)、千伏(kV)等。此概念与水位高低所造成的“水压”相似。需要指出的是，“电压”一词一般只用于电路当中，“电势差”和“电位差”则普遍应用于一切电现象当中。

计算公式：V=I*R

电动势教案

晋州五中：程志欣

教学目标

（一）知识与技能

理解电动势的概念，掌握电动势的定义式。

（二）过程与方法

通过本节课教学，使学生了解电池内部能量的转化过程，加强对学生科学素质的培养，。

（三）情感、态度与价值观

了解生活中的电池，感受现代科技的不断进步。

教学重点、难点

电动势的概念，对电动势的定义式的应用。

电池内部能量的转化；电动势概念的理解。

教学方法

探究、讲授、讨论、练习

教学手段

各种型号的电池，手摇发电机，多媒体辅助教学设备

教学活动

（一）引入新课

教师：引导学生回顾上节课学习的“电源”的概念。

在教材图2.1-2中电源的作用是什么？

教师：（投影）（如图所示）

学生思考，选出代表回答：电源能够不断地将电子从A搬运到B，从而使A、B之间保持一定的电势差；电源能够使电路中保持持续电流。

教师：电源P内的什么力把电子从A搬运到B？

学生思考，回答：电场力。

教师：是不是电源内部的电场力把电子从A搬运到B呢？我们带着这个问题来学习第二节的内容。

（二）进行新课

1、电源

教师：（投影）教材图2.2-1（如图所示）

教师：这个问题有点复杂，让我们通过下面几个问题的分析，逐步寻找答案。

（1）电源的内部电场方向如何？

学生：从正极到负极。

教师：电子定向移动的方向和电流方向相反，为我们研究问题带来不变。我们接下来按照正电荷定性移动的说法研究问题。

（2）电源外部，正电荷将怎样移动？

学生：从正极到负极。

教师：正电荷从负极移动到正极，负极聚集大量正电荷。

（3）电源内部，正电荷将怎样移动？

学生：电源两端为了保持电势差，不断的把堆积在负极的正电荷移送到正极。

教师：回到我们刚才的问题，电源内部是不是电场力把正电荷由负极搬运到正极的呢？

（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？

学生：正极指向负极；负功。

教师：现在我们知道电场力阻碍正电荷从负极移动到正极，那么同学们对电源内部正电荷的受力情况有什么推断呢？

“电动势”是电学中的一个重要概念，各种电源产生的电动势情况比较复杂，学生在理解此概念时普遍感到困难较大，是中学物理教学中很突出的难点。“电动势”既具有概念的一般特征，又有其特殊性，它几乎贯穿“稳恒电流”、“电磁感应”、“交流电”三章的主要内容，能否掌握电动势概念将影响整个电学知识的掌握。因此对电动势概念教学的研究十分有必要。

１．电动势概念的引入

概念的引入是概念教学中的一个重要环节。引入概念的工作做得好，一开始就能激发学生学习概念的兴趣，使学生的思路纳入正轨。这对正确理解和掌握概念有着直接的影响。设计１：演示：将小灯泡接在充满电的电容器两端，会看到什么现象？（小灯泡闪亮一下就熄灭。）为什么会出现这种现象呢？分析：当电容器充完电后，其上下两极板分别带上正负电荷，如图所示，两板间形成电势差。当用导线把小灯泡和电容器两极板连通后，电子就在电场力的作用下通过导线产生定向移动而形成电流，但这是一瞬间的电流。因为两极板上正负电荷逐渐中和而减少，两极板间电势差也逐渐减少为零，所以电流减小为零，因此只有电场力的作用是不能形成持续电流的。为了形成持续的电源，必须有一种本质上完全不同于静电力的力，能够不断地分离正负电荷来补充两极板上减少的电荷，引出电源的概念。各种型号的干电池的电动势都是1．5Ｖ。那么把一节１号电池接入电路中，它两极间的电压是否还是1．5Ｖ呢？用示教板演示，结论：开关闭合前，电压表示数是１．５Ｖ，开关闭合后，电压表示数变为１．４Ｖ。实验表明，电路中有了电流后，电源两极间的电压减少了，分析原因。最后通过测量得出电动势等于内外电压之和的结论。

２．电动势概念教学中难点的处理

电动势比较抽象，而且在讲述中又引入了一个非静电力，学生在学习时感到十分空洞，所以说它是教学中的一个难点。可以从分析化学电源入手突破难点。

（１）结合化学电源作出演示，让学生观察到“金属板插入酸溶液中，板与溶液间出现电势差，而且电势极性与电场力移动电荷的方向相反”这一事实，从而对化学电池中“存在其他形式的能（化学能）转化成电能”这一论断表示信服。