2018-2019学年高中物理 第二章 恒定电流 2.2 电动势课件 新人教版选修3-1.ppt

2电动势,【自主预习】1.电源：(1)概念：通过_做功把其他形式的能转化为_的装置。,非静电力,电势能,(2)作用：外电路：正电荷从电源_流向_，形成持续电流，电源的作用是_外电路中这种持续电流。内电路：电源提供“非静电力”，通过这种力做功，把正电荷从_搬运到_，使电荷的电势能增加。,正极,负极,维持,负极,正极,2.电动势：(1)物理意义：反映电源_本领大小的物理量。(2)定义：电动势指在电源内部，非静电力把_由负极移送到正极，非静电力所做的功W与电荷量q的_。(3)公式：E=_。单位：伏特(V)。,非静电力做功,正电荷,比值,(4)大小的决定因素：由电源中_特性决定，跟电源的体积_，跟内外电路也_。,非静电力,无关,无关,【预习小测】1.关于电动势，下列说法正确的是()A.所有电池的电动势都是1.5VB.体积越大的电源，其电动势一定越大C.电动势数值上就等于电源正负极之间的电压D.电动势表示电源将其他形式的能转化为电能的本领,【解析】选D。各种干电池的电动势都是1.5V，铅蓄电池的电动势是2V，故A错误；电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领强弱，与电源的体积无关，如各种体积干电池的电动势都是1.5V，故B错误；电源正负极之间的电压是路端电压，电源的电动势在数值上等于内、外电压之和，电源没有接入电路,时两极间的电压在数值上等于电源的电动势，故C错误；电动势表示电源将其他形式的能转化为电能的本领，故D正确。,2.(多选)对电动势的定义式E=的理解正确的是()A.E与W成正比B.E与q成反比C.E的大小与W、q无关D.W表示非静电力做功,【解析】选C、D。电动势是由电源中非静电力的特性决定的。表征电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。它在数值上等于W与q的比值，但不能说E与W成正比，与q成反比，其大小与W、q无关。,主题一对电源工作原理的理解【互动探究】如图所示，在外电路，电流由电源正极流向负极，即从高电势流到低电势，电流在电源内部只能从负极流向正极，即从低电势流到高电势。根据电场知识可知，静电力不可能使电流从低电势流向高电势，反而起阻碍作用。,(1)正电荷将怎样移动？电场力做正功还是负功？提示：在电源的外部正电荷从电源的正极运动到负极，电场力做正功；在电源内部，正电荷从电源的负极运动到正极，电场力做负功。,(2)在电源的内部正电荷移动方向的成因是什么？提示：在电源的内部是非静电力来克服电场力做功使正电荷从电源的负极运动到正极的。,(3)试分析一下电源中的能量是如何转化的？提示：电源中非静电力做功，把其他形式的能量转化成了电势能。,【探究总结】1.从力的角度看：在外电路中，电荷在电场力的作用下定向移动形成电流；在电源内部，电荷通过非静电力的作用实现定向移动形成电流。2.从能量的角度看：电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能，实现能量转化。电源既不创造能量，也不创造电荷。,【拓展延伸】静电力与非静电力做功的区别非静电力只在电源内部对电荷做功，将其他形式的能转化为电能，但静电力在整个闭合电路上都要做功，将电能转化为其他形式的能，在整个电路上，非静电力做的功与静电力做的功相等。,【典例示范】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,【解题指南】解答本题时应明确以下两点：(1)静电力移动电荷时，静电力做正功，电荷的电势能减少，即电能转化为其他形式的能。(2)在电源内部，电场方向从电源正极指向电源负极。,【解析】选D。在外电路，电荷是靠静电力作用而定向移动的，在电源内部电荷受到静电力和非静电力作用，其中非静电力为动力、静电力为阻力，非静电力做正功，把其他形式的能转化为电能，故选项D正确。,【探究训练】(多选)关于电源的说法，正确的是()A.电源向外提供的电能越多，电动势就越大B.电动势表示电源将单位正电荷从负极移到正极时，非静电力做的功C.在电源内部，从正极到负极电势逐渐降低D.在电源外部，从正极到负极电势逐渐提高,【解析】选B、C。电源是把其他形式的能转化为电能的装置。在电源内部，非静电力做功，使电源正极电势高于负极电势；在电源外部电场力做功，正极电势高于负极电势。电源提供的电能E电=qE，既与电动势E有关，又与电荷量q有关，则B、C正确，A、D错误。,【补偿训练】1.(多选)关于电源的说法正确的是()A.电源外部存在着由正极指向负极的电场，内部存在着由负极指向正极的电场B.在电源外部电路中，负电荷靠电场力由电源的负极流向正极,C.在电源内部电路中，正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极D.在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能,【解析】选B、C、D。无论电源内部还是外部电场都是由正极指向负极，故A错；在外部电路中，负电荷靠电场力由负极流向正极，而内部电路中，正电荷由负极流向正极，因电场力与移动方向相反，故必有非静电力作用在电荷上才能使其由负极流向正极，在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能，故B、C、D正确。,2.(多选)现有一块利用家用电源充电的手机可充电电池，对于其工作原理，下列说法正确的是()A.工作时化学能转化为电能B.充电时化学能转化为电能C.工作时电能转化为化学能D.充电时电能转化为化学能,【解析】选A、D。手机电池工作时将储存的化学能转化为电能为手机供电，手机电池充电时将家用电源的电能转化为化学能，故选A、D。,【通法悟道】电源内外电路中的能量转化(1)在外电路中，只有电场力做功，电能转化为其他形式的能。(2)电源内部，除了有非静电力做功，将其他形式的能转化为电能外，由于电源内部有内阻，电场力也做一部分功，将电能转化为内能。,主题二对电动势的理解【互动探究】日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5V”字样，有的标有“3.7V”字样。,(1)如果把1C的正电荷分别从1.5V和3.7V的干电池的负极移到正极，非静电力分别做了多少功？提示：根据电动势表达式E=可知W=qE，所以非静电力分别做了1.5J和3.7J的功。,(2)两次电势能增加多少？提示：根据功能关系知两次电势能分别增加了1.5J和3.7J。(3)哪个电池做功本领大？提示：根据电动势的物理意义知3.7V的干电池做功本领大。,【探究总结】1.电动势的意义：电源的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，即非静电力移送相同电荷量的电荷做功越多，则电动势越大。,2.表达式：公式E=中W为非静电力做的功，而E的大小与W、q无关。3.电动势的相关影响因素：电源电动势的大小是由电源本身性质决定的，不同种类的电源电动势的大小不同。,【拓展延伸】电源电动势与电势差的区别和联系,【典例示范】一节干电池的电动势为1.5V，下列说法正确的是()A.电池内每通过1C的电荷量，电源把1.5J的电能转变为化学能B.电池能在1s内将1.5J的化学能转变成电能,C.由于电池正负极间的电压就是电动势，故电池两端的电压为1.5VD.非静电力把1C的正电荷在电池内从负极移送到正极所做的功为1.5J,【解题指南】解答本题应注意以下两点：(1)理解电动势的物理意义。(2)理解电动势与电压的关系。,【解析】选D。电源是把其他形式的能转化为电能的装置，由电动势的定义式E=可知，电源中每通过1C电荷量，电源把1.5J的化学能转变为电能，故A、B错误；电池正负极间的电压不是电动势，只有电池没有接入电路时其两端的电压为1.5V，C错误；电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电池内从负极移送到正极所做的功，为1.5J，故D正确。,【探究训练】(多选)(2018宁波高二检测)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表示电源内静电力的功,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,【解析】选A、D。同种型号的旧电池比新电池电动势略小，内阻略大。但不同型号的干电池相比较，电动势相同而容量不同，故A正确，C错误；电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，它在数值上等于非静电力移送单位电荷量所做的功，故B错误，D正确。,【补偿训练】1.(多选)电池给灯泡供电与人将球抛出在能量转化方面有相似之处，我们可以将电势能类比于重力势能，对于如下两图，下列说法正确的是(),A.可以将电荷通过灯泡电流做功与抛球时人对球做功相类比B.可以将电池的非静电力做功与抛球时人对球做的功类比C.可以将电流通过灯泡时做的功与重力对球做的功类比D.可以将电池的非静电力做功与重力对球做功类比,【解析】选B、C。将电势能类比重力势能，电流通过灯泡做功，电势能减小，可类比重力做功，重力势能减少，非静电力做功，电势能增加，可类比人抛球对球做功，球重力势能增加，故B、C正确。,2.(多选)下列关于电源的说法，正确的是()A.电源电动势等于电源正、负极之间的电势差B.电源电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领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的升高等于E,【解析】选B、D。电源电动势反映电源将其他形式的能量转化为电能的本领大小，电源正、负极之间的电势差为电源的路端电压，只有当电源处于断路状态时，电源的电动势才等于路端电压，A错误，B正确；电源的电动势取决于电源自身的性质，与有无外电路及外电路的情况无关，选项C错误；在电源内部，非静电力克服静电力做功，将正电荷从负极移送到正极，使电荷的电势升高了E，选项D正确。,3.某品牌的MP3使用的电源是一节7号干电池，当它正常工作时，其工作电流为0.3A。某同学在一次使用该MP3时，若他用了10s，则这段时间内电池将多少化学能转化为电势能？,【解析】已知工作电流I=0.3A，10s时间内通过导体横截面的电荷量q