电源与电动势

电源电动势
电池的电动势E的计算公式是：E=W/Q。

W电源中非静电力，把正电荷量q从负极经过电源内部移送到电源正极所作的功跟被移送的电荷量的比值。

电动势由电源中非静电力的特性所决定，与外电路无关，所以同一电源接入不同的电路，电动势不会改变。

电势往往反映的是某个带电粒子在静电场中处于不同的位置，而具有不同的能量（即能对外做功的大小不同）。

电动势简介：
电动势是反映电源把其他形式的能转换成电能的本领的物理量。

电动势使电源两端产生电压。

在电路中，电动势常用E表示。

单位是伏（V）。

在电源内部，非静电力把正电荷从负极板移到正极板时要对电荷做功，这个做功的物理过程是产生电源电动势的本质。

非静电力所做的功，反映了其他形式的能量有多少变成了电能。

因此在电源内部，非静电力做功的过程是能量相互转化的过程。

半导体的佩尔捷效应较强，可用于致冷(使电流反向)
温差发电和致冷的效率都并不高 优点：无转动部件、结构简单、寿命长、可靠、反应 快、易控制、可小型化、无噪声、无干扰、污染等 适用于某些特殊的场合。如太阳能汽车和空间站及人 造卫星中的太阳能电池

2
P耗

r 2 I r r 2 Rr (R r)
2
2
r R 时最大 P出
2
4r
＝ P耗
电源的效率：电源输出功率与电源总功率之比 P出 R 负载电阻越大，效率越高 P Rr 要求获得最大输出功率与电源效率高不能同时 满足（输变电路 ；无线电设备 ）
0
0
( x , y , z ) 0 ( x , y , z ) 0
“有体电流但无体电荷密度”，
匀导 体内 部有 电荷
0, 0, j v 0
如何理解？
恒定情况下电力线和电流线 必须与导体表面平行 若均匀导线中，电流线不与 导体表面平行
应用

温差电偶（如图）
主要用于测量温度 优点是，测量范围广 受热面积和热容量都可以做得很小，可测量微 小的温度变化或微小的热量

半导体的温差效应


金属中的温差电动势约为0一 10V／C 半导体中同样存在着以上三种效 应，而且更为显著，常为几百 V／C ，甚至达到几mV／C
温差电堆——发电

cos 1, 充电电路 , U cos 1, 放电电路 , U
闭合电路欧姆定律
外阻 上电 势降

内阻上电势降
IR Ir
I

Rr

部从负极移送到正极所做的功。即 E＝___q__。 (3)单位： 伏特 (V)。 (4)大小的决定因素：由电源中 非静电力的特性决定，跟电
源的体积无关，跟 外电路 也无关。
(5)常用电池的电动势
干电池 _1_._5_V
铅蓄电池 2V
锂电池 3 V或3.6 V
锌汞电池 1.2 V
2．内阻：电源内部导体 的电阻。 3．容量：电池放电时能输出的总电荷量，其单位是： A·h 或 mA·h。
(3)公式 E＝Wq 是电动势的定义式而不是决定式，E 的大小与 W 和 q 无关，是由电源自身的性质决定的。
(4)电动势的大小：等于在电源的内部从负极到正极移送单 位正电荷非静电力做功的数值。一定要注意必须是“单位正电 荷”，而不是“任意电荷”。
2．电动势和电压(即电势差)的区别与联系
物理 意义
[答案] ABC
电压 U 电场力做功，电能转 化为其他形式的能 的本领，表征电场的 性质
电动势 E 非静电力做功，其他形式的 能转化为电能的本领，表征 电源的性质
定义式 U＝Wq ，W 为电场力 做的功
E＝Wq ，W 为非静电力做 的功
单位
伏特(V)
伏特(V)
联系 电动势等于电源未接入电路时两极间的电压值
[典例] (多选)如图 2-2-2 为一块手机电池的背面印有的
电动势
一、电源在电路中的作用
1．非静电力 (1)定义：非静电力是指电源把正电荷(负电荷)从负极(正 极)搬运到正极(负极)的过程中 做功 的力，这ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ非静电力做的 功，使电荷的电势能 增加 。 (2)在电池中，非静电力是 化学 作用，它使化学能转化为 电势能；在发电机中，非静电力是电磁作用，它使 机械 能转

龙文教育学科教师辅导讲义教师：______ 学生：______ 时间:_____年_____月____日____段 [要点导学]:1．电源：从能的转化角度来看，电源是通过非静电力做功把其它形式能转化为电势能的装置。

2．电源的电动势：各种电源把其它形式的能转化为电势能的本领是不同的，这种本领可用电源电动势来描述，电动势在数值上等于非静电力把1C 的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功。

3．电源电动势的定义式：如果移送电荷q 时静电力所做的功为W ，那么电动势E 表示为E ＝W /q 。

式中W 、q 的单位是焦耳（J ）、库仑（C ）；电动势E 的单位是伏特（V ）。

对某个电源来说W /q 是个定值（流过电量kq ，电源提供电能kW ），对不同的电源来说，流过相同的电量时，电源提供的电势能越多（即W /q 越大），则电源转化能的本领大，也就是电源电动势大。

一节干电池的电动势为1.5V ，其物理意义是电路中流过电量为1C 时，干电池将化学能转化为电势能的量是1.5J.4．电源电动势的大小等于没有接入电路时两极间的电压。

电动势的大小可以用内阻极大的伏特表粗略测出。

5．电动势的符号是E ，国际单位是伏特；是一个标量，但有方向，在电源内部由负极指向正极。

6．电源内阻：电源内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫电源内阻。

对同一种电池来说，体积越大，电池的容量越大，其内阻越小。

电池的内阻在使用过程中变化很大。

[范例精析]例1：有一电流表零刻度在表盘中央，已知电流从正接线柱流入，从负接线柱流出时，电流表指针向右偏，现将该电流表接入如图12—2—1所示电路，合上开关，发现电流表指针向左偏，试判断电源的正、负极。

解析：可根据电流的方向来判断电源的正负极，在电源外部电流从电流从正极流向负极，由于电流表的指针向左偏，说明电流表中的电流是从负接线柱流向正接线柱，也就是说，在电源的外部电流从b 流向a ，所以电源的b 是正极，a 是负极。