2 电动势 学习目标
1.理解电动势的概念,掌握电动势的定义式.
2.了解电源内部能量的转化过程,加强对学生科学素质的培养.
自主探究
1.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 极的正电荷经过电源 部不断地搬运到 极.
2.在电源内要使正电荷向正极移动,就一定要有 力作用于电荷才行.在这个过程中,电源使电荷的电势能 .
3.在电池中,非静电力是 ,它使 能转化为 能;在发电机中,非静电力是 ,它使 能转化为 能.从能量转化的角度看,电源是通过 力做功把 能转化为 能的装置.
4.电动势的定义:在电源内部,非静电力所做的功W与被移送的电荷量q的比值叫做电源的电动势,即E= ,其单位是 .电动势在数值上等于非静电力把 C的 电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.
5.电动势由电源中 的特性决定,跟电源的体积 ,也跟外电路 .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 .
合作探究
【提出问题】
问题1:图甲中是什么力把水从低水位处搬运到高水位处的?
问题2:图乙中电源内部是什么力把正电荷从负极搬运到正极的呢?
【思考讨论】
电源P在把正电荷从负极搬运到正极的过程中,正电荷的电势能如何变化?从另一个角度看,电源又发挥了怎样的作用?
【要点提炼】 一、电源
1.电源是通过 力做功把其他形式的能转化为 能的装置. 2.非静电力在电源中所起的作用: . 【巩固练习1】
下列关于电源的说法中正确的是( )
A.在外电路和电源内部,正电荷都受到静电力的作用,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,正电荷能从负极移动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 【思考讨论】 资料
1.某种干电池非静电力把1 C正电荷在电源内从负极移送到正极时做1.5 J的功,把1.5 J化学能转化成1.5 J的电势能.
2.某种纽扣电池非静电力做功把1 C正电荷在电源内从负极移送到正极时做3.0 J的功,把3.0 J化学能转化成3.0 J的电势能.
3.某种蓄电池非静电力把1 C正电荷在电源内从负极移送到正极时做6.0 J的功,把6.0 J化学能转化成6.0 J的电势能.
问题1:在不同的电源中非静电力做功的本领是否相同?
问题2:怎样衡量电源非静电力做功的本领?
【要点提炼】 二、电动势 1.定义: .
2.定义式: . 3.单位: . 4.物理意义: . 【巩固练习2】
1.下列关于电源的说法中,正确的是( ) A.电源向外提供的电能越多,表示电动势越大
B.电动势表示电源将单位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.在电源内正电荷从负极到正极电势升高 2.关于电源的电动势,下列说法正确的是( )
A.电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量 B.电动势在数值上等于电路中通过1 C的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,跟外电路也有关 D.电动势有方向,因此电动势是矢量 3.铅蓄电池的电动势为2 V,这表示( )
A.电路中每通过1 C的电荷量,电源就把2 J的化学能转化为电能 B.铅蓄电池两极间的电压为2 V
C.铅蓄电池在1 s内将2 J的化学能转化为电能
D.铅蓄电池将化学能转化为电能的本领比一节普通干电池(电动势为1.5 V)的大 【自主学习】
电源还有哪些重要参量?
【要点提炼】
三、电源的几个重要参数
1.电动势:取决于 ,与电池的大小无关. 2.内阻(r): .
【思考讨论】
问题:电压与电动势有什么区别和联系?
【巩固练习3】
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?
课堂检测
1.对于电动势的定义式E=A.E与W成正比
的理解,正确的是( ) B.E与q成反比
C.E的大小与W、q无关 D.W表示非静电力
2.关于电源的电动势,下列说法中正确的是( ) 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号干电池的体积大,但电动势相同
C.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
D.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
3.手电筒的两节干电池,已经用了较长时间,灯泡发出很微弱的光,把电池取出来,用电压表测电压,电压表示数接近3 V,再把它们作为一个台式电子钟的电源,电子钟能正常工作,则下列说法正确的是( )
①这两节干电池的电动势减少了很多 ②这两节干电池的内阻增大了很多 ③这台电子
钟的额定电压一定比手电筒小灯泡的额定电压小 ④这台电子钟的正常工作电流一定比小灯泡正常工作电流小
A.①②
B.①③
C.②④
D.③④
4.一台发电机用0.5 A的电流向外输电,在1 min内将180 J的机械能转化为电能,则发电机的电动势为( )
A.6 V
B.360 V
C.120 V D.12 V
5.单位电荷量的正电荷沿闭合电路移动一周,在内外电路中释放的总能量决定于( ) A.电源的电动势 B.通过电源的电流
C.路端电压的大小
D.内、外电阻之和
6.太阳能电池已经越来越多地应用于我们的生活中,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 V C.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
7.电池容量就是电池放电时输出的总电荷量,某蓄电池标有“15 A·h”的字样,则表示( )
A.该电池在工作1 h后达到的电流为15 A
B.该电池在工作15 h后达到的电流为15 A
C.电池以1.5 A的电流工作,可用10 h D.电池以15 A的电流工作,可用15 h 8.一个数码相机中用的锂电池的电压为3.6 V,容量为1 000 mA·h(相当于用1 000 mA的电流释放可放电1 h,用500 mA的电流释放可放电2 h,以此类推).当关闭液晶屏时可拍摄照片400张左右,则每拍一张照片所消耗的电能约为 J;当打开液晶屏时可拍摄照片150张左右,则每拍一张照片液晶屏消耗的电能约为 J.
9.电动势为20 V的电源向外供电,已知它在1 min时间内移送120 C的电荷量,则: (1)这个回路中的电流是多大?
(2)电源产生了多少电能?
高中物理人教版选修3-1 精品导学案：2.2电动势 打印版
