山东省聊城市第四中学高中物理 2.2 电动势学案 新人教版选修3.doc

2.2电动势一、电源的作用：复习：1. 上节课中，电源能够不断地将电子从a搬运到b，电源的作用是： 2.电源p在把电子从a搬运到b的过程中，电子的电势能 （填“增加”或“减少”）了，从能量的角度看，电源发挥的作用是：为电路提供了 。3.自然界中的能量是守恒的，电源为电路提供了电能，必然会有其他形式的能量减少，从能量转化和守恒的角度，你认为电源是把 能转化为电能的装置。（二）进行新课1、电源1.用导线将电源连成最简单的电路，电路由哪几部分组成？2.导线中的电场是什么电场？电流是怎样形成的？特点如何？为什么？3.自由电子在导线中定向运动，电场力做什么功？电子的电势能如何变化？这个过程中消耗了 能. 这些能又是哪里来的呢？4.电源是如何把其他形式能转化为电能的呢？在电源内部也存在电场，电场方向也是从 极指向 极。根据电荷守恒定律，电源必须把自由电子不断地从 极搬运到 极，电场力对自由电子做 功，阻碍它的运动，这就需要有“非静电力”作用于电子，充当动力，它就相当于“搬运工”，满足形成持续电流的需要。这个“非静电力”是电源提供的。也就是说，电源通过非静电力做功，使电荷的电势能增加了。即：电源是通过 做功把 能转化为 能的装置。5.干电池、手摇发电机都可以做电源，这些电源中的非静电力相同吗？所起的作用相同吗？ 干电池中的非静电力是 作用，手摇发电机的非静电力是 作用，前者把 能转化为电能，后者把 能转化为电能。非静电力不同，但从能量转化的角度看，他们所起的作用是 的（填“相同”或“不同”），即 .手电筒、家用照明电灯、汽车上的照明电灯等，亮度不同。表明他们把其他形式能转化为电能的本领是不同的，在物理学上，该如何描述电源的这种本领呢2、电动势静电力对电荷做功的表达式： ，可见，它与电荷的数量有关，不能用做功多少来反映做功的本领。静电力把相同数量的电荷从电源的一个极搬运到另一极，做功越多，电荷获得的电势能就越多，可以用静电力做功与电荷量的比值来反映静电力做功的本领。电动势定义式： 说明给物理量符号的意义和单位。电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积 关，也跟外电路 关。思考：电动势e的单位与电势、电势差的单位相同，电动势和电势差的物理意义有何不同呢？【例1】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电动势在数值上等于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，外电路电阻越大，电动势就越大d电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大【例2】铅蓄电池的电动势为2 v，一节干电池的电动势为1.5v，将铅蓄电池和干电池分别接入电路，两个电路中的电流分别为0.1a和0.2a。试求两个电路都工作20 s时间，电源所消耗的化学能分别为多少？哪一个电源把化学能转化为电能的本领更大？ 达标练习：1.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单位正电荷从负极向正极移送的过程中所做的功越多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 2.关于电动势，下列说法中正确的是：a.电源两极间的电压等于电源电动势b.电动势越大的电源，将其它形式的能转化为电能的本领越大c.因为1号电池比7号电池粗，所以1号电池的电动势比7号电池的电动势大d.电源电动势与外电路组成无关3.铅蓄电池的电动势为2v，这表示：a.电路中每通过1c的电量，电源把2j的化学能转化为电势能b.蓄电池两极间的电压是2vc.蓄电池在1s 内将2j的化学能转变成电能d.蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池（电动势为1.5v）的大4.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，非静电力做的功c.电源的电动势与外电路无关d.在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力5.移动电话中的锂电池电动势为3.6v，某次通话时，电流为10ma,时间为100s，那么，此次通话过程中有多少化学能转化为电能?6.有一蓄电池，当移动1c的电荷时非静电力做功是2j，该蓄电池的电动势是多少？给一小灯泡供电，供电电流是0.2a，供电10min,非静电力做功是多少？7.电动势为1.2v的计算器电池，若在电路中用1.2s时间移送2c的电荷量，则（1）电源把多少其他形式的能转化为电能？ （2）单位时间内非静电力做功多少？2.2电动势参考答案思考题：电动势：。w表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能（或其它形式能）， e表示移动单位正电荷消耗化学能（或其它形式能），反映电源把其它形式能转化为电能的本领）。电压：。w表示正电荷在电场力作用下从一点移到另一点所消耗的电势能，电压表示移动单位正电荷消耗的电势能。反映把电势能转化为其它形式能的本领。电动势表征电源的性质，电势差表征电场的性质。教师指出：电源内部也是由导体组成的，也存在电阻。这个电阻叫做电源的内阻，大小由电源自身特点决定。内阻和电动势都是反映电源特性的物理量。【例1】答案bd分析 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”顾名思义就是静电力之外的力，如化学作用的力、电磁作用的力等，电源正是通过“非静电力”做功，实现了将其他形式的能转化为电能。电源的电动势决定于电源自身的性质，与有无外电路及外电路的情况无关。选项c错误。电动势反映电源把其他能转化为电能本领的大小，电动势越大，移动同样电量的电荷非静电力做功越多，转化成的电能越多。d正确。【例2】 解析：对于铅蓄电池的电路，20 s时间内通过的电荷量为q1=i1t=2 c，对于干电