2電動(dòng)勢(shì)第二章

恒定電流[學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求]物理觀念：1.知道什么是電源，了解電路中靜電力和非靜電力做功與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系.2.知道電動(dòng)勢(shì)的定義式，并會(huì)進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算，了解電源的內(nèi)阻.科學(xué)探究：收集信息，了解各種型號(hào)的電源、電池，知道同一種類的電池電動(dòng)勢(shì)相同，但內(nèi)阻和容量不同.內(nèi)容索引重點(diǎn)探究啟迪思維探究重點(diǎn)達(dá)標(biāo)檢測(cè)檢測(cè)評(píng)價(jià)達(dá)標(biāo)過(guò)關(guān)自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知夯實(shí)基礎(chǔ)自主預(yù)習(xí)一、電源與非靜電力做功1.非靜電力的作用：把正電荷從

搬運(yùn)到

，同時(shí)在該過(guò)程中非靜電力做功，使電荷的

增加.2.電源(1)定義：通過(guò)非靜電力做功把

轉(zhuǎn)化為

的裝置.(2)能量轉(zhuǎn)化：在電源內(nèi)部，非靜電力做正功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為

，在電源外部，

做正功，

轉(zhuǎn)化為其他形式的能.負(fù)極正極電勢(shì)能其他形式的能電勢(shì)能電能電場(chǎng)力電能二、電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1.電動(dòng)勢(shì)(1)定義：在電源內(nèi)部，非靜電力把正電荷從負(fù)極移送到正極________

與

的比值.(2)定義式：E＝

.單位：________(3)物理意義：反映電源

做功本領(lǐng)大小的物理量.(4)決定因素：由電源中

決定，跟電源的體積

，跟外電路

.2.內(nèi)阻：電源

導(dǎo)體的電阻.所做的功W被移送電荷q非靜電力非靜電力的特性無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)內(nèi)部伏特(V)[即學(xué)即用]

判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)在電源內(nèi)部，電荷移動(dòng)過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷電勢(shì)能增加.(

)(2)所有的電源，均是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置.(

)(3)電源的電動(dòng)勢(shì)跟電源內(nèi)非靜電力做的功成正比，跟通過(guò)的電荷量成反比.(

)(4)E＝

只是電動(dòng)勢(shì)的定義式而非決定式，電動(dòng)勢(shì)的大小由電源內(nèi)非靜電力的特性決定.(

)答案√××√重點(diǎn)探究[導(dǎo)學(xué)探究]1.如圖1，水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之間用一細(xì)管連起來(lái)，則水在重力的作用下定向運(yùn)動(dòng)，A、B之間的高度差很快消失.在這個(gè)過(guò)程中，水管中只有一個(gè)短暫水流.怎樣才能保持A、B之間穩(wěn)定的高度差，在A、B之間形成持續(xù)的水流呢？答案需要加一個(gè)抽水機(jī)，把水池B中的水抽到水池A中.答案一、對(duì)非靜電力的理解2.如圖2所示，電源在電路中的作用相當(dāng)于抽水機(jī)的作用，它能不斷地將流到負(fù)極的正電荷搬運(yùn)到正極，從而保持正、負(fù)極有穩(wěn)定的電勢(shì)差，維持電路中有持續(xù)的電流.電源是通過(guò)什么力做功實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的？答案圖1

圖2答案通過(guò)非靜電力做功.3.對(duì)比上述抽水過(guò)程和電荷在電路中的運(yùn)動(dòng)，分析它們的能量轉(zhuǎn)化情況.答案當(dāng)水由A池流向B池時(shí)重力做正功，減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；在電源外部，電場(chǎng)力對(duì)正電荷做正功，減少的電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；當(dāng)抽水機(jī)將B中的水抽到A的過(guò)程中，要克服水的重力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為水的重力勢(shì)能；在電源內(nèi)部，要靠非靜電力作用于正電荷克服電場(chǎng)力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電荷的電勢(shì)能.答案[知識(shí)深化]1.非靜電力：電源內(nèi)使正、負(fù)電荷分離，并使正電荷聚積到電源正極、負(fù)電荷聚積到電源負(fù)極的非靜電性質(zhì)的作用力，是對(duì)除靜電力外能對(duì)電荷流動(dòng)起作用的其他力的統(tǒng)稱.2.來(lái)源(1)在化學(xué)電池(干電池、蓄電池)中，非靜電力是化學(xué)作用，它使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能.(2)在發(fā)電機(jī)中，非靜電力是電磁作用，它使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能.3.功能關(guān)系：非靜電力總是克服靜電力做功，非靜電力做功的過(guò)程就是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程.做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.例1

(多選)下列說(shuō)法正確的是A.在外電路和電源內(nèi)部，正電荷都受非靜電力作用，所以能不斷定向移

動(dòng)形成電流B.靜電力與非靜電力都可以使電荷移動(dòng)，所以本質(zhì)上都是使電荷的電勢(shì)

能減少C.在電源內(nèi)部正電荷能從負(fù)極到正極是電源內(nèi)部非靜電力克服靜電力做

功的結(jié)果D.靜電力移動(dòng)電荷做功電勢(shì)能減少，非靜電力移動(dòng)電荷做功電勢(shì)能增加解析答案√√解析在電源外部，電荷受靜電力作用，而在電源內(nèi)部，電荷既受靜電力作用，又受非靜電力作用，故能使電荷不斷定向移動(dòng)形成電流，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；靜電力做功，使電荷電勢(shì)能減少，非靜電力做功，使電荷電勢(shì)能增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，D正確.例2

(多選)電池給燈泡供電與人將球拋出在能量轉(zhuǎn)化方面有相似之處，我們可以將電勢(shì)能類比于重力勢(shì)能，如圖3所示，下列說(shuō)法正確的是解析答案圖3A.可以將電流通過(guò)燈泡時(shí)電流做功與拋球時(shí)人對(duì)球做功相類比B.可以將電池的非靜電力做功與拋球時(shí)人對(duì)球做功類比C.可以將電流通過(guò)燈泡時(shí)電流做功與重力對(duì)球做功類比D.可以將電池的非靜電力做功與重力對(duì)球做功類比√√解析將電勢(shì)能類比重力勢(shì)能，電流通過(guò)燈泡做功，電勢(shì)能減少，可類比重力做功，重力勢(shì)能減少.非靜電力做功，電勢(shì)能增加，可類比拋球時(shí)人對(duì)球做功，球重力勢(shì)能增加，故B、C正確.二、對(duì)電動(dòng)勢(shì)的理解[導(dǎo)學(xué)探究]日常生活中我們經(jīng)常接觸到各種各樣的電源，如圖4所示的干電池、手機(jī)電池，它們有的標(biāo)有“1.5V”字樣，有的標(biāo)有“3.7V”字樣.圖4如果把1C的正電荷從1.5V干電池的負(fù)極移到正極，電荷的電勢(shì)能增加了多少？非靜電力做了多少功？如果把1C的正電荷從3.7V的手機(jī)電池的負(fù)極移到正極呢？哪個(gè)電池做功本領(lǐng)大？答案答案把1C的正電荷從1.5V干電池的負(fù)極移到正極，電勢(shì)能增加了1.5J，非靜電力做功1.5J；從3.7V手機(jī)電池的負(fù)極移到正極，電勢(shì)能增加了3.7J，非靜電力做功3.7J.3.7V手機(jī)電池做功本領(lǐng)大.[知識(shí)深化]1.E＝

是電動(dòng)勢(shì)的定義式而不是決定式，E的大小與W和q無(wú)關(guān)，是由電源自身的性質(zhì)決定的，電動(dòng)勢(shì)不同，表示電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)不同.2.電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功.3.電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量，但為研究問(wèn)題的方便，常認(rèn)為其有方向，規(guī)定其方向?yàn)殡娫磧?nèi)部電流的方向，即在電源內(nèi)部由電源負(fù)極指向正極.4.常用電池的電動(dòng)勢(shì)干電池鉛蓄電池鋰電池鋅汞電池1.5V2V3V或3.6V1.2V5.容量：電池放電時(shí)能輸出的總電荷量，其單位是：A·h或mA·h.例3一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V，這表示A.電池中每通過(guò)1C的電荷量，該電池能將1.5J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電勢(shì)能B.該電池接入電路工作時(shí)，電池兩極間的電壓恒為1.5VC.該電池存儲(chǔ)的電能一定比電動(dòng)勢(shì)為1.2V的電池存儲(chǔ)的電能多D.將1C的電子由該電池負(fù)極移送到正極的過(guò)程中，非靜電力做了1.5J

的功解析答案√解析電動(dòng)勢(shì)大小表示電池中每通過(guò)1C的電荷量，電池將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能本領(lǐng)的大小，并非表示電池內(nèi)部?jī)?chǔ)存的能量大小，故選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)大小等于電池接入電路前兩極之間的電壓大小，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)為1.5V，表示電池內(nèi)部非靜電力將1C的電子由電源正極移送到負(fù)極過(guò)程中所做功的大小，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.例4將電動(dòng)勢(shì)為3V的電源接入電路中，測(cè)得電源兩極間的電壓為2.4V，當(dāng)電路中有6C的電荷流過(guò)時(shí)，求：(1)有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能；答案18J解析由電動(dòng)勢(shì)的定義可知，在電源內(nèi)部非靜電力每移送1C電荷，有3J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.也可認(rèn)為在電源中，非靜電力移送電荷做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能；在電路中，靜電力移送電荷做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.W＝Eq＝3×6J＝18J，電源中共有18J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.解析答案(2)外電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；答案14.4J解析W1＝U1q＝2.4×6J＝14.4J，外電路中共有14.4J的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.(3)內(nèi)電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.答案3.6J解析W2＝W－W1＝3.6J，內(nèi)電路中有3.6J電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.解析答案總結(jié)提升達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.(對(duì)電源與非靜電力做功的理解)(多選)下列說(shuō)法中正確的是A.電源外部存在著由正極指向負(fù)極的電場(chǎng)，內(nèi)部存在著由負(fù)極指向

正極的電場(chǎng)B.在電源外部電路中，負(fù)電荷靠靜電力由電源的負(fù)極流向正極C.在電源內(nèi)部電路中，正電荷靠非靜電力由電源的負(fù)極流向正極D.在干電池中，靠化學(xué)作用使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能答案1234√√√2.(對(duì)電動(dòng)勢(shì)的理解)(多選)下列說(shuō)法中正確的是A.同一型號(hào)干電池，舊電池比新電池的電動(dòng)勢(shì)小，內(nèi)阻大，容量小B.電源電動(dòng)勢(shì)E與通過(guò)電源的電流I的乘積EI表示電源內(nèi)靜電力的功率C.1號(hào)干電池比5號(hào)干電池的電動(dòng)勢(shì)小，容量大D.當(dāng)通過(guò)同樣的電荷量時(shí)，電動(dòng)勢(shì)為2V的蓄電池比1.5V的干電池提

供的電能多√答案1234解析√1234解析同種型號(hào)的舊電池比新電池電動(dòng)勢(shì)略小，內(nèi)阻變大，容量變小，但不同型號(hào)的干電池相比較，電動(dòng)勢(shì)相同而容量不同，故A正確，C錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)是表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的物理量，它等于非靜電力移送單位電荷量所做的功，電源電動(dòng)勢(shì)E與通過(guò)電源的電流I的乘積EI表示電源消耗的總功率，故B錯(cuò)誤，D正確.3.(對(duì)電流和電動(dòng)勢(shì)的理解)(2018·山東煙臺(tái)市高一下期末)下列說(shuō)法正確的是A.由電流I＝

可知I與q成正比B.電流有方向，所以電流是矢量C.電動(dòng)勢(shì)、電壓和電勢(shì)差名稱不同，但物理意義相同，所以單位也相同D.電源的電動(dòng)勢(shì)越大，說(shuō)明非靜電力在電源內(nèi)部把單位正電荷從負(fù)極向

正極移送做功越多√1234答案4.(