高中物理2.2电动势导学案新人教版选修3_1

二．电动势[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。

拓展：解题关键是根据电流表指针的偏转方向来判断电流的方向，实际上是要求学生理解电流方向与电源正负极间（电势高低）的关系，从而灵活动用。

例2：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它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1C电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它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1C电量时所提供的能量；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。

2电动势整体设计教课剖析电动势是本章的一个难点。

教科书明确提出了“非静电力”的看法，让学生从功和能的角度理解非静电力，知道非静电力在电路中所起的作用，并能从“非静电力”做功的角度去理解电动势的看法。

同时为了降低难度，教科书直接给出了电动势的定义式，但不过说“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”，没实用比值的方法严格定义。

电源的内阻在后边的闭合电路欧姆定律学习中很重要，本节作了一些铺垫。

我们常说要让学生经历科学过程，其形式是多种多样的。

学生能够经过议论或实验认识新的规律，经过阅读来认识古人的工作过程，随着教师的思路一环套一环地接受新的看法等，这都是经历科学过程的不一样形式。

教课目的1．知道电源是将其余形式的能转变成为电能的装置。

2．认识电路中(电源外面和内部)自由电荷定向挪动过程中，静电力和非静电力做功与能量转变的关系。

3．认识电源电动势的基本含义，知道它的定义式。

4．理解电源内电阻。

教课要点难点电动势看法的成立是要点也是难点。

此套书多处对“经过做功研究能量”的思想都有阐述和铺垫，此处再次运用这类功能关系的看法来学习电动势。

能够使学生对电源电动势有深刻的理解，同时也很好地培育了学生的理性思想习惯。

本节课从静电力做功和非静电力做功进行比较成立电动势的看法。

也为后边第7 节闭合电路的欧姆定律学习作了铺垫。

教课方法与手段实验演示、逻辑推理。

在电压和电动势这两个简单混杂的看法中经过静电力做功和非静电力做功进行比较教课，成立新的看法。

课前准备教课媒体金属板、酸溶液、敏捷电流计、多种型号的干电池、学生电源、导线、电键、小灯泡、投影仪。

知识准备1．课前复习：电势差的定义式：W 。

U ＝q2．课前说明：在金属导体中，能够自由挪动的电荷是自由电子，因为它们带负电荷，电子向某一方向的定向挪动相当于正电荷向相反方向的定向挪动。

为了方便本节依据正电荷挪动的说法进行议论。

教课过程导入新课[事件 1]教课任务：承接上一节课的知识，导入新课。

2 电动势[学习目标]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，加强科学素质的培养。

3、了解生活中的电池，感受现代科技的不断进步。

学习方法指导：a）能量观点考虑，采用类比的方法。

课前自学[基础知识自学]一、电源的作用在金属导体中，能够自由移动的电荷是，由于它们带负电荷，电子向某一方向的定向移动相当于正电荷向的方向移动。

在外电路，正电荷由流向，电源之所以能维持外电路中稳定的电流，是因为它有能力把来到的正电荷经过电源不断搬运到。

电源是电源是通过非静电力做功把能转化为的装置。

二、电动势1.物理意义在不同的电源中，的本领不同，物理学中用来表明电源的这种特性。

2.定义电动势在数值上等于非静电力把的正电荷在从负极送到正极所做的功。

也就是非静电力的功与电荷量的。

3.表达式如果移送电荷q时非静电力所做的功为W，那么电动势E表示为E= 。

4.单位W 、q 、E的单位与、的单位相同，是。

5.决定因素电动势由电源中来决定，跟无关，也跟无关。

三、内阻电源内部也是由组成，所以也有，叫做电源的内阻。

四、生活中电池电池的容量就是电池放电时能输出的，通常以或为单位。

对同一种电池来说，越大，电池的容量越大，内阻。

电池的重要参数有、和等。

写出下列常见电池的电动势干电池、锌汞电池、锂电池、铅蓄电池。

[基本规律自学]电动势的物理意义[自学质疑感悟]把不理解的知识点写在下面课上助学[自学学情反馈]小组合作检查学案完成情况。

[能力提升助学]一、电源的作用（互动）1.类比如图1所示当水由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，即需要提供一个外力来实现该过程。

抽水机就是提供该外力的装置，使水克服重力做功，将其他形式的能转化为水的重力势能。

电源中的非静电力的存在及其作用可类比于此。

2.迁移阅读教材P43第2、3自然段，观察图2.2-1。

2 电动势[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)自由电荷定向移动的过程中，，知道它的定义式。

(重点)4.了解电源内电阻。

一、电源1．非静电力(1)非静电力的作用：把正电荷在电源内部由负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，将其他形式的能转化为电势能。

(2)非静电力的实质：在电池中是指化学作用，在发电机中是指电磁作用。

2．电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。

二、电动势和内阻1．电动势(1)定义：非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功跟被搬运的电荷量的比值。

(2)公式：E ＝W q。

(3)单位：伏特，用符号“V 〞表示。

(4)物理意义：电动势的大小反映了电源将其他形式的能转化为电能的本领，电动势大，表示电源的转化本领大。

(5)大小：从做功角度，其数值等于非静电力把1_C 的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功。

(6)方向：电动势是标量，为研究问题方便，规定其方向为电源内部电流的方向，即由电源负极指向正极。

(7)电动势的决定因素：电动势是电源的属性，大小完全由电源本身决定，与电源的体积和外电路的组成及变化情况无关。

2．电源的内阻及电池的容量(1)电源的内阻：电源的内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫作电源的内阻，内阻与电动势为电源的两个重要参数。

(2)电池的容量：①定义：电池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)作单位。

②特点：电池的容量与放电状态有关，同样的电池，小电流、连续性放电要比大电流、连续放电的容量大。

③对同一种电池，体积越大，电池的容量越大，电池的内阻越小。

1．思考判断(正确的打“√〞，错误的打“×〞)(1)非静电力做功，可以使正电荷在电源内部由负极移动到正极。

(√)(2)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。

10．实验：测定电池的电动势和内阻三维目标 知识与技能1．了解并掌握测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。

2．学习用图象法处理实验数据。

过程与方法1．通过设计电路和选择仪器，开阔思路，激发兴趣； 2．养成规范操作实验并能科学、合理地处理数据的习惯。

情感、态度与价值观1．使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能，具备敢于质疑的习惯，严谨求实的态度和不断求索的精神；2．培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣； 3．培养学生合作探究的团队意识。

教学重点掌握实验原理和方法，学会处理实验数据。

教学难点如何利用图线得到结论以及实验误差的分析。

教学方法讨论法、启发法、分析归纳法，分组实验。

教具准备电流表、电压表、滑动变阻器、开关、旧两节电池、导线若干。

教学过程 ［新课导入］在闭合电路欧姆定律一节的例题中我们学习过一种利用闭合电路欧姆定律求电池电动势和内电阻的方法。

利用闭合电路欧姆，用哪些仪器、方法都可以测定电池的电动势和内阻呢？这节课我们就根据闭合电路的欧姆定律，来测量电池的电动势和内阻。

［新课教学］ 一、实验原理要测出干电池的电动势和内电阻，你需要什么仪器，采用什么样的电路图，原理是什么？ 学生讨论后，可以得到多种实验方案。

主要有下面的四种方案。

1．伏安法用电压表、电流表、可变电阻（如滑动变阻器）测量。

根据电压表和电流表所接位置的不同，原理电路有两种，如下图。

设电源电动势为E ，内阻为r ，路端电压为U ，回路中的总电流为I ，根据闭合电路欧姆定律有 原理公式：E ＝U ＋Ir 从理论上讲，如果能测出U 、I 的两组数据，就可以列出两个关于E 、r 的方程，于是能够从中解出E 和r 。

E ＝U 1＋I 1r E ＝U 2＋I 2r解得：211221I U I U E I I -=-，1221U U r I I -=-。

VAE r S RVAE r S R2．欧安法用电流表、电阻箱测量。

2.2电动势[教学三维目标]（一）知识与技能1.知道电动势是表征电源特性的物理量,它在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压.2.从能量转化的角度理解电动势的物理意义.3.了解电源电动势的基本含义,知道它的定义式..4.理解电源内电阻.（二）过程与方法1.通过实例类比使学生了解电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量.2.初步培养从能量守恒和能量转化观点分析、解决物理问题的方法.（三）情感态度与价值观1.体验由具体到抽象的探究思维模式，培养学生严谨的科学态度，体会正确地获取知识的方法.2.了解生活中电池，感受现代科技的不断进步.[教学重点难点]重点：对电源内部非静电力做功以及电动势概念的理解难点：对电源内部非静电力做功以及电动势概念的理解[教学方法]理论、类比探究、讨论分析[教学过程][复习引入][提问]电荷的定向移动形成电流。

那么，导体中形成电流的条件是什么呢？[回答]导体两端有电势差.[提问]将小灯泡接在充满电的电容器两端，小灯泡闪亮一下就熄灭，为什么会出现这种现象呢？[回答]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. [提问]电源的两极聚集了大量的正负电荷，在电源内部也应该有电场.那么，在电源内部电荷是如何运动到两极的呢？[展示][提问]用导线将电源连成最简单的电路，电路由哪几部分组成？[回答]电路由两部分组成，电源外部能看得见的部分，称为外电路；电源内部看不见的部分，称为内电路.[提问]电源的内部电场方向如何？[回答]从正极到负极.[提问]电子定向移动的方向和电流方向相反，对研究问题带来不变.按照正电荷定性移动的说法研究问题.电源外部，正电荷将怎样移动？[回答]从正极到负极. 正电荷从负极移动到正极，负极聚集大量正电荷.[提问]电源内部，正电荷将怎样移动？[回答]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.[提问]电源内部是不是电场力把正电荷由负极搬运到正极的呢？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？[回答]不是，正极指向负极；负功.[提问]电场力阻碍正电荷从负极移动到正极，对电源内部正电荷的受力情况有什么推断呢？[回答]除电场力外，电源内部一定还有力把正电荷从负极搬运到正极，对正电荷做正功.[提问]电源内部什么力来克服电场力做功？做正功还是负功？[回答]非静电力；正功。

2 电动势错误！未定义书签。

教分析电动势是本章的一个难点。

教书明确提出了“非静电力”的概念，让生从功和能的角度解非静电力，知道非静电力在电路中所起的作用，并能从“非静电力”做功的角度去解电动势的概念。

同时为了降低难度，教书直接给出了电动势的定义式，但只是说“电动势在值上等于非静电力把1 的正电荷在电内从负极移送到正极所做的功”，没有用比值的方法严格定义。

电的内阻在后面的闭合电路欧姆定律习中很重要，本节作了一些铺垫。

我们常说要让生经历过程，其形式是多种多样的。

生可以通过讨论或实验认识新的规律，通过阅读了解前人的工作过程，跟着教师的思路一环套一环地接受新的概念等，这都是经历过程的不同形式。

教目标1．知道电是将其他形式的能转成为电能的装置。

2．了解电路中(电外部和内部)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的关系。

3．了解电电动势的基本含义，知道它的定义式。

4．解电内电阻。

教重点难点电动势概念的建立是重点也是难点。

此套书多处对“通过做功研究能量”的思想都有阐述和铺垫，此处再次运用这种功能关系的观点习电动势。

可以使生对电电动势有深刻的解，同时也很好地培养了生的性思维习惯。

本节课从静电力做功和非静电力做功进行比较建立电动势的概念。

也为后面第7节闭合电路的欧姆定律习作了铺垫。

教方法与手段实验演示、逻辑推。

在电压和电动势这两个容易混淆的概念中通过静电力做功和非静电力做功进行比较教，建立新的概念。

错误！未定义书签。

教媒体金属板、酸溶液、灵敏电流计、多种型号的干电池、生电、导线、电键、小灯泡、投影仪。

知识准备1．课前复习：电势差的定义式：U＝错误！未定义书签。

2．课前说明：在金属导体中，能够自由移动的电荷是自由电子，由于它们带负电荷，电子向某一方向的定向移动相当于正电荷向相反方向的定向移动。

为了方便本节按照正电荷移动的说法进行讨论。

错误！未定义书签。

导入新课[事件1]教任务：承接上一节课的知识，导入新课。

第2节电_动_势1.电动势与电压的单位都是伏特，但二者意义不同，电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，电动势的大小仅取决于电源本身。

2．电动势的定义式为E ＝W q，电动势和内阻是电源的两个重要参数。

3．干电池的电动势一般为1.5 V ，不同型号的干电池内阻不同，容量也不同。

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，这种非静电力做的功，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，它使机械能转化为电势能。

2．电源 (1)定义：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)不同的电源，非静电力做功的本领不同，这是由电源本身性质决定的。

二、电源的电动势和内阻1．电动势(1)物理意义：反映电源非静电力做功的本领的大小。

(2)大小：在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。

即E ＝W 非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总电荷量，其单位是：A·h或mA·h。

1．自主思考——判一判(1)在电源内部，电荷移动过程中，电场力做负功，电荷电势能增加。

(√)(2)在电源内部，电荷移动过程中，非静电力做正功，电荷电势能减少。

(×)(3)所有的电源，均是将化学能转化为电能的装置。

(×)(4)电动势在数值上等于一秒内非静电力所做的功。

(×)(5)电动势相同的电池，内阻也一定相同。

(×)(6)容量越大的电池，储存的化学能越多。

第2节电动势一、电源1.非静电力(1)非静电力的作用：把正电荷由负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，将其他形式的能量转化为电能。

(2)非静电力的实质：在电池中是指化学作用，在发电机中是指电磁作用。

2.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)作用：①外电路：正电荷从电源正极流向负极，形成持续电流，电源的作用是维持外电路中这种持续电流。

②内电路：电源提供“非静电力”，通过这种力做功，把正电荷从负极搬运到正极，使电荷的电势能增加。

二、电源的参数——电动势、内阻、容量1.电动势(1)物理意义：反映电源非静电力做功的本领的大小。

(2)大小：在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功，即E＝W 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。

思考判断1.在电源内部非静电力对移动的电荷做正功。

(√)2.所有电池的电动势都是1.5 V。

(×)3.电动势与电势差实质上是一样的。

(×)4.电源的电动势由电源自身决定。

(√)5.电源电动势越大，非静电力做功的本领越强。

(√)对静电力和非静电力的理解[要点归纳]1.静电力即电场力，是静止带电体之间的作用力，如每一对静止的点电荷之间的静电力均可以用库仑定律去求解。

2.非静电力：(1)在化学电池(干电池、蓄电池)中，非静电力是一种与离子的溶解和沉积过程相联系的化学作用。

(2)在一般发电机中，非静电力起源于磁场对运动电荷的作用。

3.功能关系：非静电力总是克服静电力做功，非静电力做功的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程，做多少功，就有多少能转化为电能。

[精典示例][例1] 以下说法正确的是()A.在外电路和电源内部，正电荷都受静电力作用，所以能不断地定向移动形成电流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，正电荷能从负极到达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，电势能减小；非静电力移动电荷做功，电势能增加[解析]在电源内部和外部都存在着由正极指向负极的电场，在电源外部，正电荷受静电力作用，能不断地定向移动形成电流，此过程静电力做正功使电荷的电势能减少，在电源内部，正电荷受静电力方向与移动方向相反，静电力不能使正电荷定向移动，而非静电力使正电荷由负极移动到正极，克服静电力做功，使电荷的电势能增加，故D正确。