2.2 电动势 课件(人教版选修3-1)

解析： 只有电路开路时，电动势才等于电源两极间的 W W 电压，公式 E＝ q 与 U＝ q 中的 W 的意义不同，前者表示非 静电力做的功，后者表示静电力做的功，电动势和电压的意 义不同，电动势反映电源把其他形式的能转化为电能的本 领，而电压反映电能转化成其他形式能的本领，综合上述分 析，选项 D 正确．
• (3)大小的决定因素：由电源中 特 非静电力 性决定，跟电源的体积无关，跟 也 外电路 无关． 伏特 相同 • (4)单位：与电势、电势差的单位 ， 为 ． • (5)常用电源的电动势 铅蓄电 锌汞电 干电池 锂电池 池 池 3 V或3.6 1.5 V 2V 1.2 V V
• 2.内阻 • (1) 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 • (2) 内阻 和 电动势 同为电源的重要参数.
• 关于电动势E的说法中正确的是( ) • A．电动势 E的大小，与非静电力所做的功 W的大小成正比，与移送电荷量q的大小成 反比 • B．电动势 E是由电源本身决定的，跟电源 的体积和外电路均无关 • C．电动势 E是表征电源把其他形式的能转 化为电能本领的物理量 • D．电动势 E的单位与电势差的单位相同， 故两者在本质上相同
• 1．对电动势概念的理解 • (1) 在不同电源中，非静电力做功本领不同， 即把相同数量的正电荷在电源内部从负极 搬运到正极，非静电力做功的多少不同， 电动势大小也不同． • (2)电动势E是标量，为研究问题方便，规定 其方向为电源内部电流方向，即由电源负 极指向正极方向．
W (3)公式 E＝ q 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，电动势不 同，表示将其他形式的能转化为电能的本领不同，例如：蓄 电池的电动势为 2 V， 表明在蓄电池内移送 1 C 的电荷量时， 可以将 2 J 的化学能转化为电能．
• 2.电动势
• 一、电源 • 1．概念：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．非静电力的实质 • 在电池中，非静电力是 作用，它使 化学 化学 能转化为 能，在发电机中，非静电力 电势 电磁 的作用是 作用，它使 转 化 为 电势 机械能 能．
W 即 E＝ q ，电动势的单位是 伏特 ．
• 解析： 本题考查了电动势的基本概念， 关键要正确地理解电动势．电动势是一个 用比值定义的物理量，这个物理量是与这 两个相比的项没有关系，它是由电源本身 决定的，是表征其他形式的能转化为电能 本领的物理量．电动势和电压尽管单位相 同，但本质上是不相同的，故选B、C. • 答案： BC
• 【反思总结】 一个用比值定义的物理量， 这个物理量与这两个相比的项没有关系， 如：电场强度是通过电荷所受的电场力与 电荷量的比值定义的，但电场强度与力、 电荷的电荷量没有关系；电容器的电容是 通过电荷量与两极间的电压的比值定义的， 但电容与所带电荷量及极间电压也都没有 关系．
• 【跟踪发散】 1－1：如下图所示是常用
在电子手表和小型仪表中的锌汞电池，它
的电动势约为1.2 V，这表示
• (
)
• A．电路通过1 C的电荷量，电源把1.2 J其 他形式能转化为电能 • B．电源在每秒内把1.2 J其他形式能转化为 电能
【思路点拨】 • 由六节干电池组，为一电阻供电，电路中 的电流为 2 A，在10 s内电源做功为 180 J， 求10 s内通过某一截面的电荷量 ―→ 电源移送电荷量 则电源的电动势为多少？ W ―→ 由E＝ q 求E的大小
10 s 内通过电路中某一截面的电荷量为 q＝ I· t＝2×10 C＝20 C 通过截面的电荷量， 与电源在同时间内的移送电荷量是 相等的． W 180 由电动势的定义式得：E＝ q ＝ V＝9 V. 20
答案： 9V
• 【跟踪发散】 2－1：有一铅蓄电池，当 移动1 C电荷时非静电力做功2 J，该铅蓄电 池的电动势是多少？给一小灯泡供电，供 电电流是0.2 A，供电10 min非静电力做功 是多少？ • 解析： E ＝ W/q ＝ 2 V ．非静电力做的功 就 转 化 成 了 其 他 形 式 的 能 W ＝ IEt ＝ 0.2×2×10×60 J＝240 J. • 答案： 2 V 240
• 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＝W/q 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
• 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 1 C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
• 解析： 由电动势的物理意义可知，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，它在数值上等于电源没有 接入电路时其两极间的电压，也等于电路 中通过1 C电荷量时电源所提供的能量；电 动势由电源中非静电力的特性决定，跟电 源的大小无关，跟外电路也无关；电动势 虽然有方向，但电动势是标量．综上所述， 正确选项是A、B. • 答案： AB
• 2．什么是电源的容量？ • 提示： 电源的容量就是电源放电时能输 出的总电荷量，通常以安培时 (A·h)或毫安 时 (mA·h) 为单位．电源的容量与放电状态 有关，同样的电源，小电流间断性放电要 比大电流连续放电的容量大．对同一种电 池来说，体积越大，电源容量越大．
• • • •
◎ 教材资料分析 〔说一说〕 说出电动势的完整定义． 点拨： 非静电力把正电荷从负极移送到 正极所做的功与被移送电荷量的比值叫电 源的电动势.
• 解析： 电源的作用就是在其内部把正电 荷从负极移到正极．在移送的过程中，非 静电力做正功，电场力做负功，将其他形 式的能转化为电能，使电能增加，故A 对．电源的电动势是反映电源将其他形式 能转化为电能本领大小的物理量，数值上 等于非静电力移送电荷所做的功与电荷量 的比，即移送单位正电荷非静电力所做的 功，对于确定的电源电动势为一个确定值， 非静电力所做的功是由电源的电动势和移 送电荷量的多少共同决定．故 B 、 D 错， C 对． • 答案： AC
电动势 E
电压(电势差)U
W W 定义 E＝ ，W 为非静电 U＝ ，W 为电场力 q q 式 力做的功 做的功 单位 联系 伏特(V) 伏特(V)
电动势等于电源未接入电路时两极间的 电势差
• 【特别提醒】 电动势和电势差虽然单位 相同，定义式类似，但二者有本质的区别， 电势差反映电场力做功，将电势能转化为 其他形式的能，而电动势反映非静电力做 功，将其他形式的能转化为电能．能的转 化方向不同．
• 将电动势为3.0 V的电源接入电路中，测得 电源两极间的电压为2.4 V．当电路中有6 C 的电荷流过时，求： • (1)有多少其他形式的能转化为电能？ • (2) 外电路中有多少电能转化为其他形式的 能？ • (3) 内电路中有多少电能转化为其他形式的 能？
解析： 非静电 ――→ W1＝qE＝6×3 J＝18 J 力做功 其他形式能转化为的电能E1＝18 J 静电 (2) 外电路 ――→ W2＝qU＝6×2.4 J＝14.4 J ―→ 力做功 外电路转化为其他形式的能E2＝14.4 J (1) 电源内 内电路转化为其他形式 能量转化与守恒 (3) 内电路 ―――――――→ 的能E3＝E1－E2＝3.6 J ―→
• 答案： D
• 3．电路中的能量转化问题 • (1) 电源和电路中都有能量的转化，做功是 能量转化的量度，注意搞清楚是静电力做 功还是非静电力做功．内电路中产生的其 他形式的能是内阻产生的内能． • (2) 电源的工作原理是通过非静电力做功把 其他形式的能量转化为电能．非静电力做 功的计算方法有 W ＝ EIt 、 W ＝Eq 或通过能 量守恒求解等． • (3)能量转化关系如图所示
• 4 ． (2011· 宁波高二检测 ) 电源电动势的大 小反映的是 • ( )
• A．电源把电能转化为其他形式的能的本领 大小 • B．电源把其他形式的能转化为电能的本领
的大小
• C．电源单位时间内移送电荷量的多少
• D．电流做功的快慢
• 5．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 • C．电动势越大，说明非静电力在电源内部 把单位正电荷从负极移送到正极做功越多 • 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
• 1．下列关于电源的说法，正确的是( ) • A．电源向外提供的电能越多，表示电动势 越大 • B．电动势表示电源将正电荷从负极移送到 正极时，非静电力所做的功 • C．电源的电动势与外电路有关 • D．在电源内从负极到正极电势升高
• 解析： 电动势的大小并不意味着向外提 供电能的多少，还与提供的电流，工作时 间有关，它在数值上等于将单位正电荷从 负极移到正极非静电力做的功，A、B错误， 电动势是由电源本身的性质决定的，与外 电路无关，C错误．在外电路中从正极到负 极电势降低，在内部从负极到正极电势升 高，D正确． • 答案： D
答案：
(1)18 J
(2)14.4 J
(3)3.6ห้องสมุดไป่ตู้J
• 1．无论是在电源的内部还是外部，沿电流 的方向电势总是逐渐降低的，你认为正确 吗？ • 提示： 不正确．因为无论在电源的内部 还是外部，电场的方向总是从电源的正极 指向电源的负极，沿电场线方向电势总是 逐渐降低，而电流在电源外部是从正极流 到负极，内部是从负极流到正极．所以， 在电源外部，沿电流方向，电势逐渐降低， 在电源内部，沿电流方向电势逐渐升高．