重庆市万州区分水中学高中物理 第二章 第2讲 电动势教学案 新人教版选修31(1).doc

重庆市万州区分水中学高中物理 第二章 第2讲 电动势教学案 新人教版选修3-1目标定位1.知道电源是将其他形式的能转化为电势能的装置.2.了解电路中自由电荷定向移动的过程中，静电力和非静电力做功与能量转化的关系.3.了解电源电动势的基本含义，知道它的定义式了解电源内电阻一、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电源的工作原理如图221所示，由于电源正、负极总保持一定数量的正、负电荷，所以在电源内部，存在着由正极指向负极的电场电源把正电荷从负极搬运到正极的过程中，非静电力在做功，使电荷的电势能增加在外电路，也存在着由正极指向负极的电场，正电荷在静电力的作用下由电源正极流向负极3非静电力的实质在电池中，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，非静电力的作用是电磁作用，它使机械能转化为电势能二、电源的参数电动势、内阻1电动势(1)物理意义：在不同的电源中，非静电力做功的本领也不同，物理学用电动势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1_c的正电荷由负极移送到正极所做的功，即非静电力所做的功w与移送电荷q的比值，用e表示，e.(3)大小的决定因素：由电源中非静电力特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路也无关(4)单位：与电势、电势差的单位相同，为伏特(5)常用电源的电动势干电池铅蓄电池锂电池锌汞电池1.5 v2 v3 v或3.6 v1.2 v2内阻(1)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内阻(2)内阻和电动势同为电源的重要参数图222想一想如图222所示是不同型号的干电池，其电动势都是1.5 v，这说明什么问题？用久了的干电池，它的内阻会变吗？答案电动势相同，说明不同型号的干电池内部的非静电力做功的本领相同，体积大的干电池，其容量大，用久的干电池内阻会变大.一、电源三个参数的理解1电源的三个参数：电动势、内阻、容量，由电源自身的性质决定，与外电路无关2电动势的公式：e是电动势的定义式而不是决定式，e的大小与w和q无关，电动势不同，表示将其他形式的能转化为电能的本领不同3电动势的大小：在电源的内部从负极到正极移送单位正电荷非静电力做功的数值一定要注意必须是“单位正电荷”，而不是“任意电荷”例1关于电动势e的说法中正确的是()a电动势e的大小，与非静电力所做的功w的大小成正比，与移送电荷量q的大小成反比b电动势e是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关c电动势e是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量d电动势e的单位与电势差的单位相同，故两者在本质上相同答案bc解析本题考查了电动势的基本概念，关键要正确地理解电动势电动势是一个用比值定义的物理量，这个物理量是与这两个相比的项没有关系，它是由电源本身决定的，是表征其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量电动势和电压尽管单位相同，但本质上是不相同的，故选b、c.借题发挥一个用比值定义的物理量，这个物理量与这两个相比的项没有关系，如：电场强度是通过电荷所受的电场力与电荷量的比值定义的，但电场强度与力、电荷的电荷量没有关系；电容器的电容是通过电荷量与两极间的电压的比值定义的，但电容与所带电荷量及极间电压也都没有关系二、电动势与电路中能量转化的有关计算区别电动势与电势差，理解电路中能量的转化：1电动势和电势差虽然单位相同都是伏特(v)，定义式u、 e类似，但二者有本质的区别电势差反映电场力做功，将电势能转化为其他形式的能；而电动势反映非静电力做功，将其他形式的能转化为电能能的转化方向不同2电动势等于电源未接入电路时两极间的电势差例2由六节干电池(每节的电动势为1.5 v)串联组成的电池组，对一电阻供电电路中的电流为2 a，在10 s内电源做功为180 j，则电池组的电动势为多少？从计算结果中你能得到什么启示？答案9 v串联电池组的总电动势等于各电池的电动势之和解析由e及qit得e v9 v1.56 v，故可得出，串联电池组的总电动势等于各电池的电动势之和借题发挥电源的串、并联规律：n个相同电源串联：e总ne；r总nr.n个相同电源并联：e总e；r总.对电动势概念和内阻的认识1关于电源，下列说法正确的是()a当电池用旧之后，电源电动势减小，内阻增大b当电池用旧之后，电源电动势和内阻都不变c当电池用旧之后，电源电动势基本不变，内阻增大d以上说法都不对答案c解析电池用旧之后，电源电动势基本不变，但是内阻变的很大对电动势公式e理解和应用2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、外电阻之和答案a解析由e得weq，故单位电荷量的正电荷移动一周，电路中释放的总能量决定于电源电动势e.(时间：60分钟)题组一对电动势概念和内阻的理解12013年小米手机成为国产手机的精品畅销品牌，极具竞争力，如图223所示，为一块手机电池的背面印有的一些符号，下列说法正确的是()图223a该电池的容量为500 mahb该电池的电动势为3.6 vc该电池在工作1小时后达到的电流为500 mad若电池以10 ma的电流工作，可用50小时答案abd解析电池上的3.6 v表示电动势，500 mah表示电荷容量，可以由电荷容量计算在一定放电电流下使用的时间，由500 maht10 ma，得t50 h，所以a、b、d选项正确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b1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，电动势就越大答案b3手电筒的两节干电池，已经用了较长时间，灯泡只发出很微弱的光，把它们取出来，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()a这两节干电池的电动势减少了很多b这两节干电池的内阻增大了很多c这台电子钟的额定电压一定比手电筒的小灯泡的额定电压小d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答案bd解析题目所给的材料中，有几点要特别注意：手电筒的灯泡发出很微弱的光，这说明通过小灯泡的电流已经很小用电压表测两节干电池的电压示数接近3 v，这说明每节干电池的电动势仍约为1.5 v，把它们作为电子钟的电源，电子钟正常工作，说明电子钟的工作电流比较小由此我们可以知道，干电池在用了很长一段时间之后，电动势的大小仍基本没变，那为什么手电筒却发出微弱的光呢？可见，该电池的内电阻已经变大了很多故正确选项为bd.题组二对公式e的理解和应用4对于电动势的定义式e的理解，正确的是()ae与w成正比 be与q成反比ce的大小与w、q无关 dw表示非静电力答案c解析电动势是描述电源非静电力搬运电荷本领大小的物理量，与w、q无关5一台发电机用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()a6 v b360 v c120 v d12 v答案a解析qit，e v6 v.图2246如图224所示是常用在电子手表和小型仪表中的锌汞电池，它的电动势约为1.2 v，这表示()a电路通过1 c的电荷量，电源把1.2 j其他形式的能转化为电能b电源在每秒内把1.2 j其他形式的能转化为电能c该电源比电动势为1.5 v的干电池做功少d该电源与电动势为1.5 v的干电池相比，通过1 c电荷量时其他形式的能转化为电能少答案ad7一块数码相机中用的锂电池的电压为3.6 v，容量为1 000 mah(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.答案32.454解析电源输出的总电能wuquit3.613 600 j12 960 j.关闭液晶屏时，每拍一张照片消耗的电能w132.4 j.打开液晶屏时，每拍一张照片消耗的电能w286.4 j.每拍一张照片液晶屏消耗的电能w3w2w186.4 j32.4 j54 j.题组三综合题组8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？答案(1)2 a(2)2 400 j解析(1)由公式得电流i a2 a.(2)电源产生的电能为wqu12020 j2 400 j.9常用的干电池有1号电池、5号电池等，电动势均为1.5 v.(1)如果这两种电池对外提供电荷量均为2 c，那么电源所做的功各是多少？有多少其他形式的能转化为电能？(2)试分析一下，这两种电池在电学性能上有哪些不同答案见解析解析本题考查非静电力做功(1)wqe21.5 j3 j，两种干电池做功均为3 j，均有3 j其他形式的能转化为电能(2)两种电池的容量不同，5号电池容量小；内阻不同，一般情况下，5号电池内阻大102013年的国庆黄金周最后2天北京的雾霾天令人愈发感到环境保护的重要性由于摩托车等燃油放出的尾气对环境有一定的影响，所以电动自行车已是许多家庭的首选已知电动自行车的电源是18组蓄电池，当正常行驶时，电路中电流为5 a，在10 min内电源做功1.08105 j，则每组蓄电池的电动势为多少？(串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和)答案2 v解析由qit得q5600 c3 000 c18组蓄电池的总电动势为e v36 v故每组蓄电池的电动势为2 v.11根据上题的已知条件，求：(1)在10 s钟内，整个电源中有多少其他形式的能转化为电能？(2)若使用一段时间后发现电路中电