2 电动势,第二章 恒定电流,课时要求 1.知道电源是将其他形式的能转化为电势能的装置. 2.了解电路中静电力和非静电力做功与能量转化的关系. 3.知道电动势的定义式，会用电动势的定义式进行简单计算.,内容索引,自主预习 预习新知 夯实基础,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习,一、电源与非静电力做功 1.非静电力的作用：把正电荷从 搬运到 ，同时在该过程中非静电力做功，使电荷的 增加. 2.电源 (1)定义：通过非静电力做功把 转化为 的装置. (2)能量转化：在电源内部，非静电力做正功，其他形式的能转化为 ，在电源外部， 做正功， 转化为其他形式的能.,正极,负极,电势能,电势能,其他形式的能,电能,电场力,电能,二、电动势和内阻 1.电动势 (1)电动势：在电源内部，非静电力把正电荷从负极移送到正极_ 与 的比值. (2)定义式：E .单位：_ (3)物理意义：反映电源 做功本领大小的物理量. (4)决定因素：由电源中 决定，跟电源的体积 ，跟外电路 . 2.内阻：电源 导体的电阻.,所做的功W,伏特(V),被移送电荷q,非静电力,非静电力的特性,无关,无关,内部,即学即用 判断下列说法的正误. (1)在电源内部，正电荷向正极移动过程中，电场力做负功，电荷电势能增加.( ) (2)在电源内部，正电荷向正极移动过程中，非静电力做正功，电荷电势能减少.( ) (3)所有的电源，均是将化学能转化为电势能的装置.( ) (4)电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比.( ) (5)E 只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源中非静电力的特性决定.( ),答案,重点探究,导学探究 (1)如图1，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，A、B之间的高度差很快消失.在这个过程中，水管中只有一个短暂水流.怎样才能保持A、B之间稳定的高度差，在A、B之间形成持续的水流呢？,一、对非静电力的理解,答案,答案 需要加一个抽水机，把水池B中的水抽到水池A中.,图1,(2)如图2所示，电源在电路中的作用相当于抽水机的作用，它能不断地将流到负极的正电荷搬运到正极，从而保持正、负极有稳定的电势差，维持电路中有持续的电流.电源是通过什么力做功实现这个功能的？,答案,图2,答案 通过非静电力做功.,(3)对比上述抽水过程和电荷在电路中的运动，分析它们的能量转化情况.,答案 当水由A池流向B池时重力做正功，减少的重力势能转化为其他形式的能；在电源外部，电场力对正电荷做正功，减少的电势能转化为其他形式的能；当抽水机将B中的水抽到A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重力势能；在电源内部，要靠非静电力作用于正电荷克服电场力做功，将其他形式的能转化为电荷的电势能.,答案,知识深化 1.非静电力：电源内使正、负电荷分离，并使正电荷聚积到电源正极、负电荷聚积到电源负极的非静电性质的作用力，是对除静电力外能对电荷流动起作用的其他力的统称. 2.来源 (1)在化学电池(干电池、蓄电池)中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能. (2)在发电机中，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能. 3.功能关系：非静电力总是克服静电力做功，非静电力做功的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程.做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能.,例1 下列说法正确的是 A.在外电路和电源内部，正电荷都受非静电力作用，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 势能增加 C.在电源内部正电荷能从负极到正极是电源内部非静电力克服静电力 做功的结果 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也 减少,答案,解析,解析 在电源外部，电荷受静电力作用，而在电源内部，电荷既受静电力作用，又受非静电力作用，故能使电荷不断定向移动形成电流，选项A错误，C正确； 静电力做功，使电荷电势能减少，非静电力做功，使电荷电势能增加，选项B、D错误.,1.非静电力只存在电源的内部，而静电力分布于电源内外. 2.非静电力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能.,导学探究 日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图3所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5 V”字样，有的标有“3.7 V”字样.,二、对电动势的理解,答案 把1 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，电势能增加了1.5 J，非静电力做功1.5 J；把1 C的正电荷从3.7 V手机电池的负极移到正极，电势能增加了3.7 J，非静电力做功3.7 J.3.7 V手机电池做功本领大.,如果把1 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？如果把1 C的正电荷从3.7 V的手机电池的负极移到正极呢？哪个电池做功本领大？,答案,图3,知识深化 1.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，是由电源自身的性质决定的；电动势不同，表示电源将其他形式的能转化为电能的本领不同. 2.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. 3.电动势是标量，但为研究问题的方便，常认为其有方向，规定其方向为电源内部电流的方向，即在电源内部由电源负极指向正极.,4.常用电池的电动势,5.容量：电池放电时能输出的总电荷量，其单位是：Ah或mAh.,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,解析,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,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.,例3 (多选)(2018嵊州中学高二上期末)智能手机耗电量大，移动充电宝应运而生，它是能直接给移动设备充电的储能装置.充电宝的转化率是指电源放电总量占电源容量的比值，一般在0.600.70之间(包括移动电源和被充电池的线路板、接头和连线的损耗).如图4为某一款移动充电宝，其参数见下表，下列说法正确的是,三、电源电动势在生活、生产中的应用,图4,答案,A.充电宝充电时将电能转化为内能 B.该充电宝最多能储存的能量为3.6105 J C.该充电宝电量从零到完全充满电的时间约为2 h D.该充电宝给电量为零、容量为3 000 mAh的手机充电，则理论上能充 满4次,解析,解析 充电宝充电时将电能转化为化学能，不是内能，故A错误； 该充电宝的容量为：q20 000 mAh20 0001033 600 C7.2104 C，该电池的电动势为5 V，所以充电宝最多能储存的能量： EE电动势q57.2104 J3.6105 J，故B正确；,由于充电宝的转化率是0.6，所以可以释放的电量为：20 000 mAh0.612 000 mAh，给容量为3 000 mAh的手机充电，,达标检测,1.(对电源与非静电力做功的理解)下列说法中，不正确的是 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，负电荷靠静电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.在干电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能,答案,1,2,3,4,解析 同种型号的旧电池比新电池的电动势略小，内阻略大.但不同型号的干电池相比较，电动势相同而容量不同，故选项A、C错误； 电动势是表征电源把其他形式的能转化为电势能的本领的物理量，它由电源自身的性质决定，它等于非静电力将单位电荷量的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功，故选项B错误，选项D正确.,2.(对电动势的理解)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，内阻小，容量小 B.电源电动势与电源的体积和外电路都有关 C.1号干电池比5号干电池的电动势小，容量大 D.当通过同样的电荷量时，电动势为2 V的蓄电池比1.5 V的干电池提供 的电能多,答案,解析,1,2,3,4,3.(电源电动势在生活中的应用)如图5所示为一块手机电池背面上的一些标识，下列说法正确的是 A.该电池的容量为500 C B.该电池工作时的输出电压为3.6 V C.该电池在工作时允许通过的最大电流为500 mA D.若待机时的电流为10 mA，理论上可待机50 h,答案,解析,图5,1,2,3,4,解析 由电池上的标识数据可知，该电池的容量为500 mAh500103 3 600 C1 800 C，故A错误； 3.6 V是电池的电动势，不是输出电压，故B错误；电池的容量是500 mAh，不表示该电池在工作时允许通过的最大电流为500 mA，故C错误；,故D正确.,1,2,3,4,4.(电源电动势在生活中的应用)(2018温州市“十五校联合体”高二期中) “充电5分钟，通话2小时”，是某手机广告语，该手机应用“VOOC”闪充技术，利用4 A大电流充电，30分钟可以充满总电量的 70%，如图6所示，若该电池充电时电量均匀增加，则下列说法正确的是 A.图中4.35 V为该电池的电动势 B.图中1 700 mAh为该电池能储存的最大电能 C.若普通电源给手机充电，充电电流为1 A，则 充电时长为该手机的4倍 D.该手机通话时的电流为4 A,答案,解析,图6,1,2,3,4,解析 4.35 V为充电限制电压，不是该电池的电动势，A错误； mAh为电量的单位，所以1 700 mAh表示该电池能提供的电量，故B错误； 根据qIt知，若充电电流为1 A，则充电时间为该手机的4倍，C正确；,1,2,3,4,