高中物理 第二章 恒定电流 2.2 电动势知识导学案 新人教版选修3-1.doc

2 电动势问题探究 在日常生活中我们常用的干电池有1号、5号、7号等多种型号，这些不同型号的干电池都标有“1.5 v”的字样；同学们使用的计算器和戴的电子表上也有一种锌汞电池，这些大小不一的锌汞电池都标有“1.2 v”的字样；再比如，我们见过的所有铅蓄电池都标有“2 v”的字样.这些符号表示什么意思呢？是不是就是我们常说的电压呢？自学导引1.在外电路中，正电荷由电源_极流向_极，而在电源内电路中，正电荷则由电源_极流向_极.答案：正 负 负 正2.由于电源正、负极存有一定数量的电荷，因而电源内部有电场存在，其方向由_极指向_极.正电荷要想从电源负极移向电源正极需_电场力做功，因而有非静电力做功，使电荷的_增加.电池中的非静电力是_作用，它使_转化为电势能；发电机中的非静电力是_作用，它使_转化为电势能.因而电源是通过_做功把其他形式的能转化为_的装置.答案：正 负 克服 电势能 化学 化学能 电磁 机械能 非静电力 电能3.电动势是用来表示电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量.用e来表示，定义式为：_，单位是_.电动势的单位与电压的单位相同，但电动势不是电压.答案：e= 伏4.电动势在数值上等于_.电动势由电源中_的特性决定，跟电源的_无关，也跟_无关.答案：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 非静电力 体积 外电路5.电源是把其他形式的能转化为电能的装置，表示其特征的物理量有两个：_和_.答案：电动势 内阻疑难剖析一、如何正确理解“电动势” 电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领.不同的电源，非静电力做功的本领不同，电源把其他形式的能转化为电能的本领不同，电动势就不同.例如：干电池的电动势是1.5 v，表明在干电池内，把化学能转化为电能时，可以使1 c电荷具有1.5 j电能；铅蓄电池的电动势是2 v，表明在铅蓄电池内，在把化学能转化为电能时，可以使1 c电荷具有2 j电能.铅蓄电池的电动势比干电池的大，表明它把化学能转化为电能的本领比干电池的大.电动势的大小等于单位正电荷从负极经电源内部移到正极时非静电力所做的功，其数值也等于电源没有接入电路时两极间的电压.二、电动势与电压的区别电动势电压定义式e=，其中w非为电场内部非静电力做的功u=，其中w电为外电路中电场力所做的功单位伏（v）伏（v）物理意义是描述电源将其他形式的能转化为电能本领的物理量是反映将电能转化为其他形式能的本领的物理量【例1】关于电源与电路，下列说法正确的是（ ）a.外电路中电流由电源正极流向负极，内电路中电流也由电源正极流向负极b.外电路中电流由电源正极流向负极，内电路中电流由电源负极流向正极c.外电路中电场力对电荷做正功，内电路中电场力对电荷也做正功d.外电路中电场力对电荷做正功，内电路中非静电力对电荷做正功思路分析：假设电路中电流是由正电荷的移动形成的，外电路中，正电荷在导体中电场的作用下，从高电势端向低电势端运动，即从电源正极向电源负极运动，此过程电场力对电荷做正功.根据稳定电流的闭合性和电荷守恒定律，在内电路中，正电荷只能从电源负极向正极运动，即电流从电源负极流向正极，此过程中，电荷运动方向与电场力的方向相反，电场力对电荷做负功，要使正电荷从电源负极移向电源正极，必须有除电场力以外的其他力即非静电力做功，使其他形式的能转化为电荷的电势能.所以正确选项为bd.答案：bd温馨提示：正确理解在电源内部正电荷是由负极流向正极的，要克服电场力做功，就必须存在非静电力的作用.还要正确理解电场力做功与电势能转化的关系，电场力做正功，电势能减少，反之，增加.【例2】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思路分析：电源是将其他形式的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的能力的物理量，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.答案：ac温馨提示：电动势的表达式为e=，但电动势是用比值定义的物理量，只由电源本身的性质决定，与移动的电荷q、所做的功w及外电路均无关.【例3】 常用的干电池有1号电池、5号电池等，电动势均为1.5 v，如果这两种电池对外供电的电荷量均为2 c，那么电源所做的功各是多少?若有一电动势为2 v的蓄电池，当移动相同的电荷时，电源所做的功又是多少?思路分析：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，即e=.当e=1.5 v，q=2 c时电源做功为:w=qe=21.5 j=3 j. 1号电池、5号电池的电动势相等，对外供电的电荷量相等，因此电源所做的功相等，皆为3.0 j. 当e=2 v，q=2 c时，电源做功为：w=qe=22 j=4 j，即蓄电池移动相同电荷时，做功4.0 j.答案：3 j 4 j温馨提示：电动势描述电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，不同的电源其电动势一般不同，把其他形式的能转化为电能的本领就不相同.拓展迁移1.移动电话中的锂电池电动势为3.6 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?答案：w=qe，q=it所以，w=eit=3.61010-3100 j=3.6 j.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.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.在电源内从负极到正极电势的升高等于e答案：电源向外提供的电能除与电动势有关外，还与输出的电流、通电的时间有关.所以,电源向外提供的电能多，并不意味着电源的电动势一定大.譬如，一个电动势较小的电源，如果长时间向外供电，照样可以提供较多的电能；一个电动势较大的电源，如果没有工作，即没对外供电，则它根本不向外提供电能.故选项a的说法错误. 选项b的说法是正确的.在此应注意“单位正电荷”和“非静电力”这两个关键词，“移送单位正电荷所做的功”即意味着表征的是电源的转化“本领”，“移送电荷所做的功”意味着电源的“贡献”.从这里可以看出“本领”与“贡献”的区别.我们说电动势表征的是电源把其他形式的能转化为电能的“本领”，而并未说电动势表征电源对外提供电能的“贡献”.“非静电力”顾名思义就是静电