吉林省长春五中高中物理 第二章 第2节《电动势》课件(选修3-1)

第二章理解教材新知把握热点考向应用创新演练第2节知识点一考向一考向二知识点二1.电动势与电压的单位都是伏特，但二者意义不同，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，电动势的大小仅取决于电源本身。2.电动势的定义式为E＝Wq，电动势和内阻是电源的两个重要参数。［自学教材］1.非静电力(1)定义：非静电力是指电源把正电荷(负电荷)从负极(正极)搬运到正极(负极)的过程中做功的力，这种非静电力做的功，使电荷的电势能。(2)在电池中，非静电力是作用，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，它使能转化为电势能。增加化学机械2.电源(1)定义：通过非静电力做功把的能转化为电势能的装置。(2)不同的电源，非静电力做功的本领不同，这是由本身性质决定的。电源其他形式[重点诠释]正确理解非静电力(1)如图2－2－1所示，在电源外部的电路里，自由电荷在电场力作用下移动，电场力做正功，电势能转化为其他形式的能；在电源内部自由电荷移动的方向与受到的电场力方向相反，移送电荷的不再是电场力，叫做“非静电力”。非静电力做功将电荷“移送”到电势能高的电极，增加电势能(消耗其他形式的能)。所以可以说：电源是通过非静电力做功，将其他形式的能转化为电能的装置。图2－2－1(2)从能量转化的角度看，电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。(3)作用：保持两极间有一定电压，供给电路电能。[特别提醒]在外电路中，静电力做功将电能转化为其他形式的能，而在内电路中，非静电力做功将其他形式的能转化为电能。电源被形象地比喻为“抽水机”。1.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：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。答案：BCD[自学教材]1.电动势(1)定义：非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的跟被搬运的的比值叫电源的电动势。(2)公式：(3)单位：，用“V”表示。电荷量功伏特E＝Wq。(4)物理意义：电动势的大小反映了电源将其他形式的能转化为的本领，大，表示电源的转化大。(5)大小：从做功角度，其数值等于非静电力把的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功。电能电动势本领1C(6)方向：电动势是，为研究问题方便，规定其方向为电源内部电流的方向，即由电源指向正极。(7)电动势的决定因素：电动势是电源的属性，大小完全由决定，与电源的和外电路的组成及变化情况无关。标量负极电源本身体积2.电源的内阻及电池的容量(1)电源的内阻：电源的也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫做电源的，内阻与为电源的两个重要参数。(2)电池的容量：①定义：电池放电时能输出的量，通常以安培时(A·h)或毫安时(mA·h)作单位。内部内阻电动势总电荷②特点：电池的容量与有关，同样的电池，小电流、间断性放电要比大电流、连续放电的容量大。(3)对同一种电池，越大，电池的越大，电池的越小。放电状态体积容量内阻[重点诠释]1.电动势E与电压U间的比较物理量比较内容电势差U电动势E物理意义电场力做功，电能转化为其他形式的能非静电力做功，其他形式能转化为电能物理量比较内容电势差U电动势E定义式U＝Wq，W为电场力做的功E＝Wq，W为非静电力做的功单位伏特(V)伏特(V)联系电动势等于电源未接入电路时两极间的电势差2.电源的连接(1)n个完全相同的电源串联：电源的总电动势E总＝nE，电源的总内阻r总＝nr。(2)n个完全相同的电源并联：电源的总电动势E总＝E，电源的总内阻r总＝rn。[特别提醒](1)电动势E＝W非q与U＝W电q及电场强度E＝Fq等均采用比值定义法。(2)电压U计算时有正有负，而电动势E只能取正值。2.下面是对电源电动势概念的认识，你认为正确的是()A.同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化B.1号干电池比7号干电池大，但电动势相同C.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D.电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同解析：电动势的大小由非静电力性质决定，与电池体积与容量无关，故A错，B对；在数值上等于搬运1C电荷量把其他形式的能转化为电能的数值，C选项由于没确定多少电荷量，所以不对；电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，而电压是电势差的大小，D错。答案：B[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从负极向正极移送单位电荷量做的功越多D.电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多[思路点拨]在电源内部，通过非静电力做功，把正电荷从负极移到正极，电荷的电势能增加，电动势代表了非静电力做功的本领，它等于非静电力将单位正电荷从负极移到正极所做的功。[解析]电源是将其他形式的能量转化为电能的装置，是通过电源内部的非静电力做功来完成的，所以非静电力做功，电能就增加，因此A正确；电源电动势是反映电源把其他形式的能转化为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的电荷所做的功，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，移送的电荷量越多，所以C正确，B、D错误。[答案]AC[例2]将电动势为3.0V的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为2.4V，当电路中有6C的电荷流过时，求：(1)有多少其他形式的能转化为电能。(2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能。(3)内电路中有多少电能转化为其他形式的能。[思路点拨]电源通过非静电力做功，将其他形式的能转化为电能，故W＝Eq，E为电动势；外电路中电流做的功W1＝U1q，电能转化为其他形式的能；内电路中电流做的功W2＝U2q，电能转化为其他形式的能，U1＋U2＝E。[解析]由电动势的定义可知，在电源内部非静电力每移送1C电荷，有3J其他形式的能转化为电能。也可认为在电源中，非静电力移送电荷做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能；在电路中，静电力移送电荷做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。(1)W＝Eq＝3×6J＝18J，电源中共有18J其他形式的能转化为电能。(2)W1＝U1q＝2.4×6J＝14.4J，外电路中共有14.4J电能转化为其他形式的能。(3)内电压U2＝E－U1＝3V－2.4V＝0.6V，所以W2＝U2q＝0.6×6J＝3.6J，内电路中共有3.6J电能转化为其他形式的能。也可由能量守恒求出：W2＝W－W1＝3.6J。[答案](1)18J(2)14.4J(3)3.6J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，不能只认为静电力只在外电路做功，因电源有内阻，在内电路上部分电能转化为内能，这要通过静电力做功来实现转化。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)电源把多少焦耳的其他形式的能转化为电能？(2)非静电力做功的功率多大？解析：(1)W＝Eq＝1.2×2J＝2.4J。(2)P＝Wt＝2.41.2W＝2W。答案：(1)2.4J(2)2W点击此图片进入“应用创新演练”（含课时）