2.2《电动势》同步学案_(人教选修3-1)

金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第1页共9页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第二章恒定电流第2节电动势要点一正确理解电源的作用电源在电路中的作用可与生活中抽水机的作用类比便于理解．图2－2－2(1)如图2－2－2所示，水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向运动，从水池A运动到水池B.A、B之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流．但若在水池A、B间连一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，保持A、B之间的高度差，从而在水管中就有源源不断的水流了．电源在电路中的作用就是不断地将流到负极的正电荷搬送到正极，从而保持正负极间有一定的电势差，电路中便有持续的电流．(2)从能量转化的角度来看，当水由A池流入B池时，由于重力做功，水的重力势能减少转化为其它形式的能．如图2－2－2所示，当抽水机将B中的水抽到A中的过程中，要克服水的重力做功，将其他形式的能转化为水的势能．同理在电源内部如图2－2－3所示，由于存在由正极指向负极的电场，当把正电荷由负极搬运到正极的过程中，就要有非静电力作用于电荷来克服静电力做功，使电荷的电势能增加，即从能量转化来看．电源是把其它形式的能转化为电能的装置．图2－2－3要点二常见的几种电池实验室和日常生活中用得最多的电池是化学电池，各种化学电池基本上是由电解质溶液和插在其中的正、负电极组成．正、负电极用不同的金属或者碳棒制成．圆筒形干电池是一种广泛使用的电源，用氯化铵作电解质．这种电池按体积大小有多种规格，电动势都是1.5V．层叠电池也是一种干电池，它由多个电池组合而成，电动势较高．碱性电池的外形和电动势与干电池一样，但改用强碱性物质氢氧化钾或氢氧化钠做电解质，容量比同体积的干电池大得多，常用在小型录音机、照相闪光灯等耗电荷量大的用电器中．金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第2页共9页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com钮扣式氧化银电池体积小，可用于电子表、便携式计算器等．它的正极是氧化银，负极是锌，电解液是氢氧化钾溶液．该电池的电动势为1.55V.可再充电的电池叫二次电池，镍氢电池、锂离子电池等都是二次电池．常用在移动电话、手提电脑等需要重新充电的用电器中．铅蓄电池也是一种二次电池，它的负极是铅板，正极是涂了一层过氧化铅的铅板，电解液是硫酸溶液．它的电动势是2V.硅光电池是一种将光能转化为电能的电池．这种电池性能稳定，使用寿命长．在人造卫星上常用硅光电池做电源．目前硅光电池的成本较高，能量转换效率较低，这限制了它的使用范围.电压与电源电动势如何区别？电压电源电动势意义表示静电力做功将电能转化成其他形式的能的本领表示非静电力做功将其他形式的能转化成电能的本领定义UAB＝WABq，将单位电荷量的正电荷从导体一端移到另一端时，静电力做的功E＝Wq，将单位电荷量的正电荷从电源负极移到正极时，非静电力做的功决定因素由电源及导体电阻、导体连接方法而决定由电源本身决定，与其他因素无关测量方法将电压表并联在被测电路两端①将内阻很大的电压表并联在电源两端，且外电路断开②用伏安法联系电路闭合时，E＝U内＋U外电路断开时，E＝U开路一、电动势的理解【例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答案AC解析电源是将其他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金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第3页共9页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com电能本领大小的物理量，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．二、电池的各种参数【例2】阅读相关课本的内容，说一说电池的几个重要参数：电动势、容量、内阻的不同特点，并结合生活中的电池，加深对电源的认识．答案(1)电动势：反映电池将其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，由电池中非静电力的特性决定(如正、负极材料，电解液的化学性质)，与电池的体积无关，也与外电路无关．(2)容量：电池放电时能输出的总电荷量，通常以安培小时(A·h)或毫安小时(mA·h)做单位．例如，15A·h的蓄电池充电后以1.5A电流为用电器供电，大约可以工作10h．电池的容量与放电状态也有关系，同样的电池，小电流、间断性放电就比大电流、连续放电的容量大．(3)电池还有一个重要参数是电池内的电阻，即内阻，电池的内阻在使用过程中变化较大．对同一种电池来说，体积越大，电池的容量越大，内阻越小.1.以下说法中正确的是()A．在外电路和电源内部，正电荷都受静电力作用，所以能不断定向移动形成电流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答案D解析在电源内部非静电力做功使电荷的电势能增加，引出了电动势的概念，来描述非静电力做功的本领，而静电力移动电荷做正功的过程使电势能减少，故D正确．2．关于电源的作用，下列说法中正确的是()A．在电源内部把电子从负极搬运到正极B．在电源内部把电子从正极搬运到负极C．把电能转化为其他形式的能D．把其他形式的能转化为电能答案BD3．一般干电池的电动势为1.5V，说明电池内非静电力每移动1C的电荷做功________J，其电势能________(填“增加”或“减少”)，是________能转化为________能的过程．答案1.5增加其他形式电解析根据W＝qE，在电源内部正极比负极高1.5V的电势，E＝1.5V，所以W＝qE＝1×1.5J＝1.5J．非静电力搬运电荷做正功，也就是克服静电力做功，因此电势能增加，是其他形式的能转化为电能的过程，对电池来说消耗的是化学能．电动势是表征电源特征的物理量，不同材料的电源电动势可以不相同，但原理都是相同的．4．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，那么此次通话过程有多少化学能转化为电能？金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第4页共9页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com答案3.6J解析W＝qE，q＝It所以W＝EIt＝3.6×10×10－3×100＝3.6J题型一电动势概念的理解关于电源电动势，下列说法正确的是()A．电源电动势就是接在电源两极间的电压表的示数B．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生改变C．电源的电动势是表示电源把其他形式的能量转化为电能的本领大小的物理量D．电源电动势与外电路有关思维步步高与电动势有关的因素是哪些？它的大小是不是随着外电路的变化而发生变化？电动势能不能用电压表直接测量，为什么？解析电源电动势是表征电源把其他形式的能量转化为电能本领大小的物理量，所以C答案是正确的．电源电动势的大小只与电源的本身的组成材料有关，与外电路接不接电阻，以及电阻的变化没有关系，所以B、D两个答案不对．当电压表接在电源两端时，由于电压表本身就是一个大电阻，所以把它接在电路中路端电压不等于电动势，A错．答案C拓展探究下列说法中正确的是()A．电源的电动势实质上就是电源两极间的电压B．电源的电动势在数值上等于两极间的电压C．电源的电动势与电压的单位相同，但与电压有本质的区别D．电动势越大，电源两极间的电压一定越高答案C解析电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量．而电压是电场中两点间的电势差，电动势与电压有着本质的区别，所以A选项错，C选项对．当电源开路时，两极间的电压在数值上等于电源的电动势，但在闭合电路中，电源两极间的电压(路端电压)随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小，当电源短路时，R外＝0，这时路端电压为零，所以B、D选项错．电动势的大小在计算过程中一般可以认为是不变的，它的物理意义从本质上讲是把其他形式的能量转化为电能的本领大小.题型二电源的作用关于电源，下列说法正确的是()金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第5页共9页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.comA．当电池用旧之后，电源的电动势减小，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，电动势基本不变，内阻增大D．以上说法都不对思维步步高描述电源的基本物理量是什么？电动势和内电阻与什么因素有关？解析电池用旧之后，电动势不变，但是内电阻变得很大．答案C拓展探究下列关于电源的说法中正确的是()A．干电池是化学能转化为电能的装置B．发电机是机械能转化为电能的装置C．太阳电池是光能转化为电能的装置D．锂电池是光能转化为电能的装置答案ABC解析太阳电池是光能转化为电能的装置而锂电池不是．电源的电动势和内电阻是描述电源重要的物理量，一般情况下，干电池的电动势为1.5V，蓄电池的电动势为2.0V，干电池的内电阻随着使用过程的变长而逐渐变大，蓄电池的内电阻很小，在很多计算中可以近似认为等于零.一、选择题1．铅蓄电池的电动势为2V，这表示()A．电路中每通过1C电荷量，电源把2J的化学能转变为电能B．蓄电池两极间的电压为2VC．蓄电池能在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)的大答案AD2．下列关于电源与电路的一些说法正确的是()A．电源外部存在着由正极指向负极的电场，同时存在着由负极指向正极的电场B．在电源外部的电路中，负电荷靠静电力由电源的负极流向正极C．在电源内部的电路中，正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极D．在干电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能答案BCD3．下列几种常见电池有关能量转化的说法正确的是()A．太阳能电池是将热能转化为电能的装置B．铅蓄电池能将化学能转化为电能C．光电池是将光能转化为电能的装置D．手摇发电机将机械能转化为电能答案BCD金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第6页共9页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com解析太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置．4．手电筒里的两节干电池，已经用过较长时间，灯泡只发出很微弱的光．把它们取出来，用电压表测电压，电压表示数很接近3V，再把它们作为一台式电子钟的电源，电子钟能正常工作．下列说法①这两节干电池的电动势减小了很多②这两节干电池的内电阻增加了很多③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其中正确的是()A．①②B．①③C．②④D．③④答案C5．随着我国电信业的发展，国产手机在市场上已经占有了相当大的市场份额，如图1所示是中国科健股份有限公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明，由此可知，此电池的电动势和待机状态下平均工作电流分别是()科健BL—528MKEJIAN700mA·h标准3.7V充电限制电压4.2V待机时间：48小时警告：切勿投入火中！！！只能使用于指定充电器序号0000004575制造厂商：中国科健股份有限公司地址：深圳Li-ion图1A．4.2V,14.58mAB．4.2V,700mAC．3.7V,14.58mAD．3.7V,700mA答案C解析电池的几个参数：(1)电动势：它取决于电池的正、负极材料及电解液的化学性金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第7页共9页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com质，与电池的大小无关．(2)内阻(r)：电池内部的电阻．(3)容量：电池放电时能输出的总电荷量，其单位是：A·h或mA·h等．6．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与通过电源的电流I的乘