2電動勢1．電源電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置．2．電動勢(1)定義：在電源內(nèi)部從負極到正極移送正電荷非靜電力所做的功W跟被移送的電荷量q的比值叫做電源的電動勢．(2)公式：E＝eq\f(W,q)，電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)部從負極移送到正極所做的功．(3)單位：在國際單位制中為伏特，簡稱伏，符號為V.(4)標量：電動勢只有大小，沒有方向．但電源有正、負極．(5)物理意義：描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能本領的物理量．電源的電動勢會因為外接電路的改變而改變嗎？提示：不會．3．電源的內(nèi)阻電源內(nèi)部的導體所具有的電阻叫做電源的內(nèi)阻．電源工作時，當1C正電荷在電源內(nèi)從負極移送到正極，電源消耗(釋放)能量的多少取決于什么？提示：取決于電源電動勢的大小，電動勢大則電源消耗的能量就多，反之則少．考點一對非靜電力做功的理解1．模型類比(1)抽水機：如下圖，水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之間用一細管連起來，則水在重力的作用下定向運動，從水池A運動到水池B.A、B之間的高度差很快消失．在這種情況下，水管中只可能有一個瞬時水流．但若在水池A、B間連一臺抽水機，將水池B中的水抽到水池A中，保持A、B之間的高度差，從而在水管中就有持續(xù)的水流了．(2)電源：如下圖所示，電源在電路中的作用相當于抽水機的作用，它能不斷地將流到負極的正電荷，在電源內(nèi)部通過非靜電力做功再搬運到正極，從而保持正負極有穩(wěn)定的電勢差，維持電路中有持續(xù)的電流．2．能量轉(zhuǎn)化比較(1)當水由A池流向B池時重力做正功，減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；(2)在電源外部，電場力對正電荷做正功，減少的電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；(3)當抽水機將B中的水抽到A的過程中，要克服水的重力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為水的勢能；(4)在電源內(nèi)部，要靠非靜電力作用于正電荷克服電場力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電荷的電勢能．【例1】將電動勢為3.0V的電源接入電路中，測得電源兩極間的電壓為2.4V，當電路中有6C的電荷流過時，求：(1)有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．(2)外電路中有多少電能轉(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．電源通過非靜電力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，故W＝Eq，E為電動勢；外電路中電流做的功W1＝U1q，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；內(nèi)電路中電流做的功W2＝U2q，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，U1＋U2＝E.【答案】(1)18J(2)14.4J(3)3.6J【解析】由電動勢的定義可知，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．(1)W＝Eq＝3×6J＝18J，電源中共有18J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．(2)W1＝U1q＝2.4×6J＝14.4J，外電路中共有14.4J電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．(3)內(nèi)電壓U2＝E－U1＝3V－2.4V＝0.6V，所以W2＝U2q＝0.6×6J＝3.6J，內(nèi)電路中共有3.6J電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．也可由能量守恒求出：W2＝W－W1＝3.6J.總結(jié)提能非靜電力只在電源內(nèi)部對電荷做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，但靜電力在整個閉合電路上都要做功，將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，不能只認為靜電力只在外電路做功，因電源有內(nèi)阻，在內(nèi)電路上部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這要通過靜電力做功來實現(xiàn)轉(zhuǎn)化．下列說法正確的是(D)A．在外電路中和電源內(nèi)部，正電荷都受靜電力的作用，所以能不斷定向移動形成電流B．靜電力與非靜電力都可以使電荷移動，所以本質(zhì)上都是使電荷的電勢能減少C．在電源內(nèi)部正電荷能從負極移動到正極是因為電源內(nèi)部只存在非靜電力而不存在靜電力D．靜電力移動電荷做功電勢能減少，非靜電力移動電荷做功電勢能增加解析：在電源內(nèi)部，既存在靜電力，也存在非靜電力，靜電力的作用是使電荷電勢能減少，非靜電力的作用是使正電荷從負極搬運到正極，完成了整個回路中電荷的定向移動，同時使電荷的電勢能增加，D項正確．考點二對電動勢的理解1．概念理解(1)在不同電源中，非靜電力做功的本領不同，即把相同數(shù)量的正電荷在電源內(nèi)部從負極搬運到正極，非靜電力做功的多少不同，電動勢大小也不同．(2)電動勢E是標量，為了研究問題方便，規(guī)定電動勢的方向為電源內(nèi)部電流方向，即由電源負極指向正極．(3)公式E＝eq\f(W,q)是電動勢的定義式而不是決定式，E的大小與W和q無關(guān)，是由電源自身的性質(zhì)決定的，電動勢不同，表示將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領不同，例如：蓄電池的電動勢為2V，表明在蓄電池內(nèi)移送1C的電荷時，可以將2J的化學能轉(zhuǎn)化為電能．(4)電動勢的大?。旱扔谠陔娫吹膬?nèi)部從負極到正極移送單位正電荷非靜電力做功的數(shù)值．一定要注意必須是“單位正電荷”，而不是“任意電荷”．2．電動勢和電壓的區(qū)別與聯(lián)系【例2】(多選)關(guān)于電動勢下列說法中正確的是()A．在電源內(nèi)部把正電荷從負極移到正極，非靜電力做功，電能增加B．對于給定的電源，移動正電荷非靜電力做功越多，電動勢就越大C．電動勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部從負極向正極移送單位電荷量做的功越多D．電動勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負極移送到正極的電荷量越多在電源內(nèi)部，通過非靜電力做功，把正電荷從負極移到正極，電荷的電勢能增加，電動勢代表了非靜電力做功的本領，它等于非靜電力將單位正電荷從負極移到正極所做的功．【答案】AC【解析】電源是將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的裝置，是通過電源內(nèi)部的非靜電力做功來完成的，所以非靜電力做功，電能就增加，因此A正確；電源電動勢是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領大小的物理量．電動勢在數(shù)值上等于移送單位電荷量的電荷所做的功，不能說電動勢越大，非靜電力做功越多，也不能說電動勢越大，移送的電荷量越多，所以C正確，B、D錯誤．下列說法中正確的是(C)A．電源的電動勢實質(zhì)上就是電源兩極間的電壓B．電源的電動勢在數(shù)值上等于兩極間的電壓C．電源的電動勢與電壓的單位相同，但與電壓有本質(zhì)的區(qū)別D．電動勢越大，電源兩極間的電壓一定越高解析：電動勢是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領大小的物理量，而電壓是電場中兩點間的電勢差，電動勢與電壓有著本質(zhì)的區(qū)別，所以A選項錯，C選項對，當電源開路時，兩極間的電壓在數(shù)值上等于電源的電動勢，但在閉合電路中，電源兩極間的電壓(路端電壓)隨外電阻的增大而增大，隨外電阻的減小而減小，當電源短路時，R外＝0，這時路端電壓為零，所以B、D選項錯．1．(多選)關(guān)于電源，下列說法中正確的是(AB)A．電源可將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能B．在電源內(nèi)部其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能C．在電源內(nèi)部，電源依靠庫侖力搬移電荷D．電源就是產(chǎn)生電荷的裝置解析：電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，A對；在電源內(nèi)部依靠非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，B對C錯；電源能夠不斷移動電荷，不能產(chǎn)生電荷，D錯．2．關(guān)于電源電動勢，下列說法中正確的是(C)A．同一電源接入不同的電路，電動勢會發(fā)生改變B．電源電動勢就是電源兩極間的電壓C．電源電動勢表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領，與是否接有外電路無關(guān)D．電源電動勢與電壓是一回事解析：電動勢是電源本身的特征，與外電路無關(guān)，數(shù)值上等于電源沒有接入電路時，電源兩極間的電壓，但電動勢與電壓有本質(zhì)的區(qū)別，故A、B、D錯誤，C正確．3．第56屆日本電池大會上華為發(fā)布了5分鐘即可充滿3000mA·h電池50%電量的快充技術(shù)成果，引起業(yè)界廣泛關(guān)注．如圖所示為華為某智能電池上的信息，支持低壓大電流充電，則(B)eq\x(\a\al(3.8V3000mA·h11.4W·h,GB/T18287－2000,鋰聚合物電池/Li-PolymerBattery,充電限制電壓：4.35V))A．4.35V表示該電池的電動勢B．該電池充滿電后以100mA的電流工作時，可連續(xù)工作30小時C．11.4W·h表示該電池能提供的電荷量D．3000mA·h表示該電池能提供的電能解析：4.35V為充電電壓，不是該電池的電動勢，故A錯誤；該電池充滿電后以100mA的電流工作時，可連續(xù)工作t＝eq\f(3000mA·h,100mA)＝30h，故B正確；11.4W·h為電池的充電電能，不是該電池的電荷量，故C錯誤；mA·h為電荷量的單位，所以3000mA·h表示該電池能提供的電荷量，故D錯誤．所以B正確，A、C、D錯誤．4．(多選)如圖為一塊電池的背面印有的一些符號，下列說法正確的是(ABD)A．該電池的容量為500mA·hB．該電池的電動勢為3.6VC．該電池在工作1小時后達到的電流為500mAD．若電池以10mA的電流工作，可用50小時解析：電池上的3.6V表示電動勢，500mA·h表示電荷容量，可以由電荷容量計算在一定放電電流下使用的時間，由500mA·h＝t×10mA，得t＝50h，所以A、B、D選項正確．5．某實驗中學的科技小組在實驗室用發(fā)電機完成了模擬雷電的實驗．假設在某次操作中發(fā)電機產(chǎn)生的瞬時高壓為2.5×107V，放電裝置間產(chǎn)生的等效電流為2.0×105A，該放電過程持續(xù)的時間為1×10(1)如果在整個過程中發(fā)生定向移動的電荷為自由電