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第二章恒定电流第一节电源和电流1. 用导线把两个带异号电荷的导体相连，导线中的电流只能存在一瞬间；而用导线把电池的正负极相连，导线中可以产生持续的电流，这是为什么？2. 一条导线中的电流为1.6A，在1S内通过这条导线某一横截面积的电子有多少个？3. 原子中的电子绕原子核的运动可以等效为环形电流。
设氢原子的电子以速率v在半径为r的圆周轨道上绕核运动，电子的电荷量为e，等效电流为多大？第二节电动势1. 电子点火器用的是1号干电池，袖珍收音机用的是7号干电池，同一品种的新的1号干电池和7号干电池的电动势是否相同？内阻是否相同？2. 手电筒中的干电池给某小灯泡供电时，电流为0.3A，在某次接通开关的10 s时间内，一节干电池中有多少化学能转化为电能？3. 某个电动势为E的电源工作时，电流为I，乘积EI的单位是什么？从电动势的意义来考虑，EI表示什么？第三节欧姆定律1. 某电流表可以测量的最大电流是10 mA。
已知一个电阻两端的电压是8V时，通过的电流是2mA，如果给这个电阻加上50V的电压，能否用该电流表测量通过这个电阻的电流？2. 某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U—I坐标系中描点，得到了图2.3-6中a、b、c、d 四个点。
请比较这四个电阻值的大小。
3. 有三个电阻：RA=5Ω，RB=10Ω，RC=2.5Ω，它们的的伏安特性都是过原点的直线。
请在同一坐标系中作出它们的伏安特性曲线，并在线旁注明A、B、C。
4. 一个小灯泡，当它两端的电压在3V以下时，电阻始终等于14Ω不变；当它两端的电压增大到4V时，钨丝发热，它的电阻为16Ω；当电压增大到5V时，它的电阻为19Ω。
它在0—5V范围内的伏安特性曲线大概是怎样的？请画出草图。
5. 初中数学课中已经学过，正比例函数可以表示为y=kx的形式，它的图象是一条过原点的直线，k的大小描述直线的倾斜程度，叫做直线的斜率。
请证明：当导体的伏安特性曲线是一条通过原点的直线时，其斜率等于这个导体的电阻的倒数。
第二章恒定电流第2节电动势只有创造，才是真正的享受，只有拚搏，才是充实的生活。
学习目标：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.理解电源内阻。
重、难点1．电动势的概念，对电动势的定义式的应用。
2．电池内部能量的转化；电动势概念的理解。
自主学习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。
同步导学1.电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置。
在电池中，非静电力的作用是化学作用，它把化学能转化为电能；在发动机中，非静电力的作用是电磁作用，它使机械能转化为电能。
2.电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领；电动势在数值上等于非静电力把1C 正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功；电动势由电源中非静电力的性质决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关。
3.电池的参数（1）电动势是电池的重要参数，电动势取决于电池正负极材料及电解液的化学性质，跟电池的大小无关。
（2）电池的容量是电池放电时能输出的总电荷量，通常以安培小时或毫安小时为单位。
（3）电池的内阻指电源内部导体对电源的阻碍作用，它在使用过程中变化较大，对同种电池来说，体积越大，电池的容量越大，内阻越小。
例1．下面是对电源电动势概念的认识，你认为正确的是（）A ．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化B．1号干电池比7号干电池大，但电动势相同C．电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势就越大D ．电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同解答 B例2．下图是两个电池外壳上的说明文字某型号进口电池某型号国产电池RECHARGEABLESTANDARD CHARGE15h at 50mA(KR-AA)600mAhRECHARGEABLESTANDARD CHARGE15h at 60mA （例2）上述进口电池的电动势是______V.上述国产电池最多可放出______mAh的电荷量；若该电池平均工作电流为0.03 A，则最多可使用_____h.解答：（1）；600；20要点归纳要点一正确理解电源的作用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．图2－2－2(1)如图2－2－2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送到正极，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它形式的能．如图2－2－2所示，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2－2－3所示，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静电力做功，使电荷的电势能增加，即从能量转化来看．电源是把其它形式的能转化为电能的装置．图2－2－3要点二常见的几种电池实验室和日常生活中用得最多的电池是化学电池，各种化学电池基本上是由电解质溶液和插在其中的正、负电极组成．正、负电极用不同的金属或者碳棒制成．圆筒形干电池是一种广泛使用的电源，用氯化铵作电解质．这种电池按体积大小有多种规格，电动势都是 V．层叠电池也是一种干电池，它由多个电池组合而成，电动势较高．碱性电池的外形和电动势与干电池一样，但改用强碱性物质氢氧化钾或氢氧化钠做电解质，容量比同体积的干电池大得多，常用在小型录音机、照相闪光灯等耗电荷量大的用电器中．钮扣式氧化银电池体积小，可用于电子表、便携式计算器等．它的正极是氧化银，负极是锌，电解液是氢氧化钾溶液．该电池的电动势为 V.可再充电的电池叫二次电池，镍氢电池、锂离子电池等都是二次电池．常用在移动电话、手提电脑等需要重新充电的用电器中．铅蓄电池也是一种二次电池，它的负极是铅板，正极是涂了一层过氧化铅的铅板，电解液是硫酸溶液．它的电动势是2 V.硅光电池是一种将光能转化为电能的电池．这种电池性能稳定，使用寿命长．在人造卫星上常用硅光电池做电源．目前硅光电池的成本较高，能量转换效率较低，这限制了它的使用范围.疑难解答电压与电源电动势如何区别典例剖析一、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．二、电池的各种参数【例2】阅读相关课本的内容，说一说电池的几个重要参数：电动势、容量、内阻的不同特点，并结合生活中的电池，加深对电源的认识．答案(1)电动势：反映电池将其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，由电池中非静电力的特性决定(如正、负极材料，电解液的化学性质)，与电池的体积无关，也与外电路无关．(2)容量：电池放电时能输出的总电荷量，通常以安培小时(A·h)或毫安小时(mA·h)做单位．例如，15 A·h的蓄电池充电后以1.5 A电流为用电器供电，大约可以工作10 h．电池的容量与放电状态也有关系，同样的电池，小电流、间断性放电就比大电流、连续放电的容量大．(3)电池还有一个重要参数是电池内的电阻，即内阻，电池的内阻在使用过程中变化较大．对同一种电池来说，体积越大，电池的容量越大，内阻越小.自我检测1.导体中电流I的表达式为I＝nqSv，其中S为导体的横截面积，n为导体每单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷所带的电荷量，v是( )A．导体运动的速率 B．电流传导速率C．自由电荷定向移动的速率 D．电子热运动速率2．下列说法中不正确的是( )A．导体中有电荷运动就形成电流 B．电流的方向一定与负电荷的定向移动方向相反C．对于导体，只要其两端有电压就有电流 D．国际单位制中电流的单位是安3．在电解液中，若5 s内向相反方向通过两极间面积为0.5 m2的某横截面的正、负离子的电荷量各为5 C，则电解液的电流为________ A.4.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5．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6．一般干电池的电动势为 V，说明电池内非静电力每移动1 C的电荷做功________ J，其电势能________(填“增加”或“减少”)，是________能转化为________能的过程．7．移动电话中的锂电池电动势为 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8.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1.答案 C 解析 从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、电荷量、定向移动速度，还与导体的横截面积有关，故选C.电荷的定向移动形成电流，这个定向移动的速率都是电流微观表达式I ＝nqSv 中的v .2.答案 A3.答案 2解析 电解液中正负离子沿相反方向定向运动形成的电流方向是相同的，所以q 应为正、负离子电荷量绝对值之和．故I ＝q t ＝5×25A ＝2 A. 4.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．5.答案 BD6.答案 增加 其他形式 电 解析 根据W ＝qE ，在电源内部正极比负极高 V 的电势，E ＝ V ，所以W ＝qE ＝1× J ＝ J ．非静电力搬运电荷做正功，也就是克服静电力做功，因此电势能增加，是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．电动势是表征电源特征的物理量，不同材料的电源电动势可以不相同，但原理都是相同的．7.答案 J 解析 W ＝qE ，q ＝It所以W ＝EIt ＝×10×10－3×100＝8.解析 电池用旧之后，电动势不变，但是内电阻变得很大．答案 C。
第二章第2节电动势学案（2011-9-28 第15份学案）学习目标1、理解电动势的概念及定义式，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难点：电动势的概念新课内容：电动势1、在金属导体中，能够自由移动的电荷是自由电子，因为它们带负电，电子的定向移动方向与电流方向。
为了方便，我们按正电荷移动的说法进行讨论。
电源正极的电势高，负极的电势低，在外电路，正电荷由电源正极流向负极。
到达负极后，电源内部存在着由指向的电场，正电荷受的静电力阻碍它继续向正极移动，要是正电荷向正极移动，就一定要有一种“非静电力”作用于电荷。
电源之所以能保持外电路中的稳定的电流，就是因为它有能力在电源内部把正电荷由负极搬到正极。
在搬运过程中，非静电力在做功（同时静电力做负功，电荷的电势能增加），有转化为。
2、电源：（1）作用：保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流。
（2）从能量转化的角度看：电源是通过把转化为的装置。
在电池中，非静电力的作用是，它使转化为。
在发电机中，非静电力的作用是，它使转化为。
3、电动势（1）物理意义：（2）电动势在数值上等于非静电力把在电源内部从移送到所作的功。
（3）公式：（4）单位：强调：电动势由决定，与电源的体积，也跟外电路。
（5）电源的内阻：。
电动势和内阻均为电源的重要参数。
（6）比较电动势和电压的物理意义电动势：E=W非/q。
W表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能或其他形式能。
E表示移动单位正电荷消耗的其他能（反映电源把转化为的本领）。
电压：U=W电/q．W表示正电荷在静电力作用下从一点移到另一点所消耗的电能。
U表示移动单位正电荷消耗的电能（反映把转化为的本领）。
【随堂练习】1、铅蓄电池的电动势为2V，这表示（）A、蓄电池在1s内将2J的化学能转变为电能B、电路中每通过1C的电荷量，蓄电池把2J的化学能转变为电能C、蓄电池接入外电路时，电动势小于2VD、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）的大2、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、在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电势能增加C、电源电动势跟电源内非静电力做功成正比，跟通过的电荷量成反比D、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3、一电源在20s的时间内将0.04C的电子由电源的正极移到负极,非静电力做了0.24J的功,则电源的电动势为 V ,非静电力做功的功率为 w 。
（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。
