第二節(jié)電動勢2021/10/101課標(biāo)解讀1.知道電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置.2.了解電源內(nèi)部靜電力和非靜電力做功與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系.3.了解電動勢的基本含義,以及它的定義式.4.了解電源的內(nèi)電阻.2021/10/102課前自主學(xué)習(xí)一?電源1.從能量轉(zhuǎn)化的角度看,電源就是非靜電力做功,把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電勢能的裝置.2.非靜電力的實質(zhì),在電池中是指化學(xué)作用,在發(fā)電機中是指電磁作用.2021/10/103二?電動勢?內(nèi)阻

1.電動勢

(1)物理意義:反映電源非靜電力做功本領(lǐng)的大小.

(2)電動勢的大小:在數(shù)值上等于非靜電力,把1C的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極移到正極所做的功,即

電動勢的單位是伏特(V).2021/10/104

(3)電動勢大小的決定因素:由電源中非靜電力特性決定,跟電源的體積無關(guān),跟外電路也無關(guān).2.內(nèi)阻:電源內(nèi)部導(dǎo)體的電阻.2021/10/105知識梳理圖2021/10/106課堂互動探究一?電動勢1.電源:把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置.如:干電池和鉛蓄電池能夠把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,水輪發(fā)電機能夠把機械能轉(zhuǎn)化為電能.電源的作用:電源有正?負(fù)兩個極,兩極間有一定的電壓,將一段導(dǎo)體(或一段電路)接到電源兩極之間,在導(dǎo)體(或電路)兩端就有了一定電壓,可見電源能在導(dǎo)體(或電路)兩端保持一定的電壓.2021/10/1072.非靜電力.如圖所示,在外電路電流由電源正極流向負(fù)極,即從高電勢到低電勢,電流在電源內(nèi)部只能從負(fù)極流向正極,即從低電勢到高電勢,根據(jù)電場知識可知,靜電力不可能使電流從低電勢流向高電勢,反而起阻礙作用.因此電源內(nèi)部必然存在著從低電勢處指向高電勢處的某種力,稱為“非靜電力”,正是它驅(qū)使正電荷逆著靜電力從低電勢處流向高電勢處,這與用水泵把水從井底(低處)抽到地面(高處)類似,在水泵中必然存在一種作用于水的“非重力”.2021/10/108非靜電力的種類很多,例如,化學(xué)電源中的化學(xué)力?發(fā)電機內(nèi)由于電磁感應(yīng)而出現(xiàn)的電磁力等.2021/10/1093.電動勢從能量轉(zhuǎn)化的角度來看,非靜電力移動電荷做功的過程,就是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程.在不同的電源中,非靜電力不同,其做功本領(lǐng)也不同,即把相同數(shù)量的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極搬運到正極,非靜電力做功多少不同,則轉(zhuǎn)化成電能的多少就不同,物理學(xué)中用電動勢來描述電源的這種特性.2021/10/1010

(1)定義:非靜電力把正電荷從負(fù)極移送到正極所做的功跟被移送的電荷量的比值叫電源的電動勢.

(2)公式:

(3)單位:伏特.

(4)物理意義:表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的大小.2021/10/1011(5)電動勢E是標(biāo)量,為研究問題方便,規(guī)定其方向為電源內(nèi)部電流方向.即由電源負(fù)極指向正極方向.(6)電動勢是用比值定義的物理量,由電源中非靜電力的特性決定,是電源的屬性,與移送的電荷量q和所做的功W無關(guān).跟電源的體積,外電路也無關(guān).2021/10/10124.怎樣理解電動勢(1)電源電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極移送到正極所做的功,也可認(rèn)為是在數(shù)值上等于電路中通過單位電荷時電源所提供的電能.如干電池電動勢是1.5V,表明在干電池內(nèi)移動1C電荷時電源能提供1.5J的電能.(2)電源電動勢在數(shù)值上等于電源開路時電源兩極間的電壓.(3)電源電動勢在數(shù)值上等于內(nèi)?外電路電壓之和.2021/10/1013

(4)比較電動勢和電壓的意義

電動勢:表示正電荷從負(fù)極移到正極所消耗的化學(xué)能(或其他形式能),E表示單位正電荷消耗化學(xué)能(或其他形式能),反映電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng).

電壓:表示正電荷在電場力作用下從一點移到另一點所消耗的電能,電壓表示移動單位正電荷消耗的電能.反映把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的本領(lǐng).2021/10/1014二?內(nèi)阻電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的,所以也有電阻,這個電阻叫做電源的內(nèi)阻.內(nèi)阻和電動勢同為電源的重要參數(shù).2021/10/1015典例分析一?電動勢的概念例1:關(guān)于電動勢,下列說法中正確的是()A.在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極,非靜電力做功,電能增加B.對于給定的電源,移動正電荷非靜電力做功越多,電動勢就越大C.電動勢越大,說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極向正極移送單位電荷量做功越多2021/10/1016D.電動勢越大,說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極向正極移送電荷量越多解析:電源是將其他能量轉(zhuǎn)化為電能的裝置,在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極,非靜電力做功,電能增加,因此選項A正確.電源電動勢是反映電源內(nèi)部其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的能力的物理量,電動勢在數(shù)值上等于移送單位電荷量所做的功,不能說電動勢越大,非靜電力做功越多,也不能說電動勢越大,被移送的電荷量越多,所以選項C正確.答案:AC2021/10/1017名師點撥:電動勢是用比值定義的物理量,由電源中非靜電力的特性決定,是電源的屬性,與移送的電荷量q和所做的功W無關(guān),跟電源的體積?外電路也無關(guān).2021/10/1018[鞏固練習(xí)]1.以下說法中正確的是()A.在外電路中和電源內(nèi)部,正電荷都受靜電力作用,所以能不斷定向移動形成電流B.靜電力與非靜電力都可以使電荷移動,所以本質(zhì)上都是使電荷的電勢能減少C.在電源內(nèi)部正電荷能從負(fù)極到正極是因為電源內(nèi)部只存在非靜電力而不存在靜電力2021/10/1019D.靜電力移動電荷做功電勢能減少,非靜電力移動電荷做功電勢能增加解析:電源內(nèi)部非靜電力做功使電荷的電勢能增加,引出了電動勢的概念,來描述非靜電力的做功本領(lǐng).而靜電力移動電荷的正功的過程使電勢能減少,D項正確.答案:D2021/10/1020二?電路中能量轉(zhuǎn)化例2:將電動勢為3.0V的電源接入電路中,測得電源兩極間的電壓為2.4V,當(dāng)電路中的6C的電荷流過時,求:(1)有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.(2)外電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.(3)內(nèi)電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.2021/10/1021解析:由電動勢的定義可知,在電源內(nèi)部中非靜電力每移送1C電荷,有3J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.也可認(rèn)為在電源中,非靜電力移送電荷做多少功,就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能;在電路中,電場力移送電荷做多少功,就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.(1)W=Eq=3×6J=18J,電源中共有18J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.(2)W1=U1q=2.4×6J=14.4J,外電路中共有14.4J電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.2021/10/1022

(3)由能量守恒知,內(nèi)電路中有18J-14.4J=3.6J的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.答案:(1)18J(2)14.4J(3)3.6J名師點撥:電源和電路都是實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的裝置,做功是能量轉(zhuǎn)化的量度.2021/10/1023

[鞏固練習(xí)]2.若例2中的電路中任一截面通過6C電量的時間為3s,則電源提供的電功率為多少?外電路消耗的電功率為多少?內(nèi)電路消耗的電功率又為多少?答案:6W4.8W1.2W2021/10/1024三?電源實際應(yīng)用的問題例3:移動電話中的鋰電池電動勢為3.6V,某次通話時,電流為10mA,時間為100s,那么此次通話過程有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能?2021/10/1025解析:W=qE,q=It

所以W=EIt=3.6×10×10-3×100J=3.6J.

計算電源內(nèi)其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的公式:W=qE=ItE,而 所以EI表示電源內(nèi)其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的快慢的物理量,E一定情況下,I越大,轉(zhuǎn)化越快.答案:3.6J2021/10/1026名師點撥:非靜電力做功和克服電場力做功在這里是一個意思.只要有非靜電力做功,電勢能增加,而電動勢

則增加的電勢能W=qE.要注意區(qū)分電場力做功和非靜電力做功問題.2021/10/1027

[鞏固練習(xí)]3.下圖所示的是兩個電池外殼的說明文字.左邊進口電池的電動勢是________V;右邊國產(chǎn)電池最多可放出________mA·h的電荷量,若電池平均工作電流為0.03A,則最多可使用________h.1.2600202021/10/10282021/10/1029課后鞏固提升

鞏固基礎(chǔ)

1.有關(guān)電壓與電動勢的說法中正確的是()

A.電壓與電動勢的單位都是伏特,所以電動勢與電壓是同一物理量的不同叫法

B.電動勢就是電源兩極間的電壓

C.

D.電動勢是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)強弱的物理量2021/10/1030答案:D2021/10/10312.關(guān)于電源的電動勢,下面敘述正確的是()A.電源的電動勢就是接在電源兩極間的電壓表測得的電壓B.同一電源接入不同的電路,電動勢就會發(fā)生變化C.電源的電動勢是表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量D.在閉合電路中,當(dāng)外電阻變大時,路端電壓增大,電源的電動勢也增大2021/10/1032解析:電源電動勢是不變的,不隨外電阻的變化而變化,故B?D錯誤;電壓表接在電源兩端,測得的電壓是路端電壓,并不是電源電動勢,故A錯誤.答案:C2021/10/10333.干電池的電動勢是1.5V,其物理意義是()A.當(dāng)外電路斷開時,其路端電壓為1.5VB.電路通過1C電荷量,電源有1.5J化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能C.電路通過1C電荷量,電源供給外電路的能量為1.5JD.電路通過1C電荷量,電源提供1.5J能量解析:由電動勢的意義可知A?B?D選項正確.答案:ABD2021/10/10344.如圖為一塊手機電池的背面印有的一些符號,下列說法正確的是()2021/10/1035A.該電池的容量為500mA·hB.該電池的電動勢為3.6VC.該電池在工作1小時后達到的電流為500mAD.若電池以10mA的電池工作,可用50小時解析:電池上的3.6V表示電動勢,500mA·h表示電荷容量,可以由電荷容量計算在一定放電電流下使用的時間,由500mA·h=t×10mA,得t=50h,故A?B?D選項正確.答案:ABD2021/10/10365.單位電荷量的正電荷沿閉合電路移動一周,在內(nèi)外電路中釋放的總能量決定于()A.電源的電動勢B.通過電源的電流C.路端電壓的大小D.內(nèi)外電阻之和2021/10/1037解析:由W=Eq可知,單位正電荷沿閉合電路移動一周所釋放的總能量由電動勢E決定.答案:A2021/10/1038提升能力6.下列關(guān)于電源的說法,正確的是()A.電源向外提供的電能越多,表示電動勢越大B.電動勢表示電源將單位正電荷從負(fù)極移送到正極時,非靜電力所做的功C.電源的電動勢與外電路無關(guān)D.在電源內(nèi)從負(fù)極到正極電勢的升高等于E2021/10/1039解析:電源向外提供的電能除與電動勢有關(guān)外,還與輸出的電流?通電的時間有關(guān).所以電源向外提供的電能多,并不意味著電源的電動勢一定大,譬如,一個電動勢較小的電源,如果長時間向外供電,照樣可以提供較多的電能;一個電動勢較大的電源,