PAGEPAGE9電動(dòng)勢(shì)1.電動(dòng)勢(shì)與電壓的單位都是伏特，但二者意義不同，電動(dòng)勢(shì)是表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本事大小的物理量，電動(dòng)勢(shì)的大小僅取決于電源本身。2．電動(dòng)勢(shì)的定義式為E＝eq\f(W,q)，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻是電源的兩個(gè)重要參數(shù)。3．干電池的電動(dòng)勢(shì)一般為1.5V，不同型號(hào)的干電池內(nèi)阻不同，容量也不同。一、電源在電路中的作用1．非靜電力(1)定義：非靜電力是指電源把正電荷(負(fù)電荷)從負(fù)極(正極)搬運(yùn)到正極(負(fù)極)的過程中做功的力，這種非靜電力做的功，使電荷的電勢(shì)能增加。(2)在電池中，非靜電力是化學(xué)作用，它使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能；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。2．電源(1)定義：通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置。(2)不同的電源，非靜電力做功的本事不同，這是由電源本身性質(zhì)確定的。二、電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1．電動(dòng)勢(shì)(1)物理意義：反映電源非靜電力做功的本事的大小。(2)大?。涸跀?shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極移送到正極所做的功。即E＝eq\f(W非,q)。(3)單位：伏特(V)。(4)大小的確定因素：由電源中非靜電力的特性確定，跟電源的體積無關(guān)，跟外電路也無關(guān)。(5)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3.6V1.2V2．內(nèi)阻：電源內(nèi)部導(dǎo)體的電阻。3．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。1．自主思索——判一判(1)在電源內(nèi)部，電荷移動(dòng)過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷電勢(shì)能增加。(√)(2)在電源內(nèi)部，電荷移動(dòng)過程中，非靜電力做正功，電荷電勢(shì)能削減。(×)(3)全部的電源，均是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。(×)(4)電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于一秒內(nèi)非靜電力所做的功。(×)(5)電動(dòng)勢(shì)相同的電池，內(nèi)阻也肯定相同。(×)(6)容量越大的電池，儲(chǔ)存的化學(xué)能越多。(×)2．合作探究——議一議(1)電源中，非靜電力的作用是什么？提示：在電源中，非靜電力做功，把肯定數(shù)量的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極搬運(yùn)到正極，使電荷的電勢(shì)能增加，從而把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能。(2)對(duì)于不同型號(hào)的干電池，其電動(dòng)勢(shì)一般都為1.5V，這說明白什么？提示：電動(dòng)勢(shì)是描述電源屬性的物理量，其大小確定于非靜電力做功的性質(zhì)，與電池體積無關(guān)，不同型號(hào)干電池只是容量不同。對(duì)靜電力和非靜電力的理解1．靜電力即電場(chǎng)力，是靜止帶電體之間的作用力，如每一對(duì)靜止的點(diǎn)電荷之間的靜電力均可以用庫(kù)侖定律去求解。2．非靜電力：除靜電力之外，對(duì)電荷的運(yùn)動(dòng)起促進(jìn)或阻礙作用的力，常見的有化學(xué)力、洛倫茲力、渦旋電場(chǎng)力等。(1)如圖所示，在電源外部的電路里，自由電荷在電場(chǎng)力作用下移動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；在電源內(nèi)部自由電荷移動(dòng)的方向與受到的電場(chǎng)力方向相反，移送電荷的不再是電場(chǎng)力，叫做“非靜電力”。非靜電力做功將電荷“移送”到電勢(shì)能高的電極，增加電勢(shì)能(消耗其他形式的能)。所以可以說：電源是通過非靜電力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。(2)從能量轉(zhuǎn)化的角度看，電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置。(3)作用：保持兩極間有肯定電壓，供應(yīng)電路電能。1．關(guān)于電源的說法，正確的是()A．電源向外供應(yīng)的電能越多，表明電動(dòng)勢(shì)越大B．電動(dòng)勢(shì)表示電源將單位正電荷從負(fù)極移到正極時(shí)非靜電力做的功C．在電源內(nèi)部，從正極到負(fù)極電勢(shì)漸漸提高D．在電源外部，從正極到負(fù)極電勢(shì)漸漸提高解析：選B電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。在電源內(nèi)部，非靜電力做功將電荷“移送”到電勢(shì)能高的電極，增加電勢(shì)能。在電源外部電場(chǎng)力做功，正極電勢(shì)高于負(fù)極電勢(shì)。電源供應(yīng)的電能E電＝qE，既與電動(dòng)勢(shì)E有關(guān)，又與電荷量q有關(guān)，B選項(xiàng)正確。2．以下說法中正確的是()A．在外電路和電源內(nèi)部，正電荷都受靜電力作用，所以能不斷地定向移動(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)能削減C．在電源內(nèi)部，正電荷能從負(fù)極到達(dá)正極是因?yàn)殡娫磧?nèi)部只存在非靜電力而不存在靜電力D．靜電力移動(dòng)電荷做功，電勢(shì)能減??；非靜電力移動(dòng)電荷做功，電勢(shì)能增加解析：選D在電源內(nèi)部和外部都存在著由正極指向負(fù)極的電場(chǎng)，在電源外部，正電荷受靜電力作用，能不斷地定向移動(dòng)形成電流，此過程靜電力做正功使電荷的電勢(shì)能削減，在電源內(nèi)部，正電荷受靜電力方向與移動(dòng)方向相反，靜電力不能使正電荷定向移動(dòng)，而非靜電力使正電荷由負(fù)極移動(dòng)到正極，克服靜電力做功，使電荷的電勢(shì)能增加，故D正確。對(duì)電動(dòng)勢(shì)的理解1．概念理解(1)在不同電源中，非靜電力做功的本事不同，即把相同數(shù)量的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極搬運(yùn)到正極，非靜電力做功的多少不同，電動(dòng)勢(shì)大小也不同。(2)電動(dòng)勢(shì)E是標(biāo)量，為了探討問題便利，規(guī)定電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)殡娫磧?nèi)部電流方向，即沿電源由負(fù)極指向正極。(3)公式E＝eq\f(W,q)是電動(dòng)勢(shì)的定義式而不是確定式，E的大小與W和q無關(guān)，是由電源自身的性質(zhì)確定的。(4)電動(dòng)勢(shì)的大?。旱扔谠陔娫吹膬?nèi)部從負(fù)極到正極移送單位正電荷非靜電力做功的數(shù)值?？隙ㄒ粢獗匦枋恰皢挝徽姾伞?，而不是“隨意電荷”。2．電動(dòng)勢(shì)和電壓(即電勢(shì)差)的區(qū)分與聯(lián)系電壓U電動(dòng)勢(shì)E物理意義電場(chǎng)力做功，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的本事，表征電場(chǎng)的性質(zhì)非靜電力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本事，表征電源的性質(zhì)定義式U＝eq\f(W,q)，W為電場(chǎng)力做的功E＝eq\f(W,q)，W為非靜電力做的功單位伏特(V)伏特(V)聯(lián)系電動(dòng)勢(shì)等于電源未接入電路時(shí)兩極間的電壓值[典例][多選]如圖為一塊手機(jī)電池的背面印有的一些符號(hào)，下列說法正確的是()A．該電池放電時(shí)能輸出的總電荷量為1800CB．該電池的電動(dòng)勢(shì)為3.6VC．若電池以10mA的電流工作，可用50小時(shí)D．若兩塊電池串聯(lián)運(yùn)用電動(dòng)勢(shì)仍為3.6V[解析]由電池銘牌可知，B正確。由q＝500mA·h得，q＝500×10－3A×3600s＝1800C，A正確。由q＝It得：t＝eq\f(q,I)＝eq\f(1800,10×10－3)s＝1.8×105s＝50h，C正確。兩電池串聯(lián)運(yùn)用時(shí)，E總＝2E＝7.2V，D錯(cuò)誤。[答案]ABC(1)電池的容量就是電池放電時(shí)輸出的總電荷量，其實(shí)際大小與放電電流的大小及放電方式有關(guān)。(2)n個(gè)相同的電池串聯(lián)時(shí)，其總電動(dòng)勢(shì)E總＝nE，總內(nèi)電阻r總＝nr。1．一節(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)的電能肯定比電動(dòng)勢(shì)為1.2V的電池存儲(chǔ)的電能多D．將1C的電荷由該電池負(fù)極移送到正極的過程中，非靜電力做了1.5J的功解析：選A電動(dòng)勢(shì)大小表示電池中通過1C的電荷量電池將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的大小，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)極過程中所做功的大小，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2．第56屆日本電池大會(huì)上華為發(fā)布了5分鐘即可充溢3000mAh電池50%電量的快充技術(shù)成果，引起業(yè)界廣泛關(guān)注。如圖是華為某智能手機(jī)電池上的信息，支持低壓大電流充電，則()A．4.35V表示該電池的電動(dòng)勢(shì)B．該電池充溢電后以100mA的電流工作時(shí)，可連續(xù)工作30小時(shí)C．11.4Wh表示該電池能供應(yīng)的電量D．3000mAh表示該電池能供應(yīng)的電能解析：選B4.35V為充電電壓，不是該電池的電動(dòng)勢(shì)，故A錯(cuò)誤；該電池充溢電后以100mA的電流工作時(shí)，可連續(xù)工作時(shí)間t＝eq\f(3000mAh,100mA)＝30h，故B正確；11.4Wh為電池的充電電能，不是該電池的電量，故C錯(cuò)誤；mAh為電量的單位，所以3000mAh表示該電池能供應(yīng)的電量，故D錯(cuò)誤。3．[多選]關(guān)于電動(dòng)勢(shì)和電壓，下列說法正確的是()A．電動(dòng)勢(shì)E是由電源本身確定的，跟外電路無關(guān)B．電動(dòng)勢(shì)E的單位與電勢(shì)、電勢(shì)差的單位都是伏特，故三者本質(zhì)上一樣C．電動(dòng)勢(shì)不是電壓，但它數(shù)值上等于將1C電荷在電源內(nèi)從負(fù)極運(yùn)輸?shù)秸龢O電場(chǎng)力做功的大小D．電動(dòng)勢(shì)是表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的本事大小的物理量解析：選AD電動(dòng)勢(shì)是表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的本事大小的物理量，電動(dòng)勢(shì)E由電源本身確定，跟外電路無關(guān)，A、D正確。電動(dòng)勢(shì)不是電壓，電動(dòng)勢(shì)對(duì)應(yīng)非靜電力做功而不是電場(chǎng)力做功，B、C錯(cuò)誤。1．[多選]關(guān)于電源的說法正確的是()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)電荷在電場(chǎng)力作用下由電源的負(fù)極流向正極C．在電源內(nèi)部電路中，正電荷在非靜電力作用下由電源的負(fù)極流向正極D．在電池中，是化學(xué)作用使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能解析：選BCD電源內(nèi)部和外部電場(chǎng)都是由正極指向負(fù)極，故A錯(cuò)。在外電路中負(fù)電荷在電場(chǎng)力作用下向正極移動(dòng)，電場(chǎng)力做正功將電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；在電源內(nèi)部非靜電力做功將正電荷從負(fù)極搬運(yùn)到正極，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，電池中的非靜電力是化學(xué)作用，故B、C、D正確。2．關(guān)于電池的容量，下列說法中正確的是()A．電池的容量就是電池放電時(shí)能輸出的總電荷量B．對(duì)同一種電池，體積越大容量越小C．電池的容量表示電池放電時(shí)能輸出的電能D．電池容量的單位是法拉解析：選A電池的容量表示電池放電時(shí)輸出的總電荷量，A對(duì)，C錯(cuò)；同一種電池，體積大容量大，B錯(cuò)；電池容量的單位有A·h、mA·h等，法拉是電容的單位，D錯(cuò)。3.[多選]如圖所示，這是一種化學(xué)原電池，電路中電流計(jì)可以測(cè)出電流的方向，設(shè)測(cè)得外電路的電流方向如圖所示，其中兩金屬板分別為鋅板和銅板，電解槽中的電解液為硫酸銅，試分析下列說法中正確的是()A．A是銅片，B是鋅片B．A是鋅片，B是銅片C．A端是電源的正極，B端是電源的負(fù)極D．該種電池能把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能解析：選ACD由電流方向我們可以知道電源的正極為A，負(fù)極為B，首先選出C項(xiàng)。哪種金屬失去電子即為該電池的負(fù)極，由于鋅的化學(xué)性質(zhì)活潑，因此，鋅板為負(fù)極，所以A為銅板，B為鋅板，可選出A項(xiàng)。在反應(yīng)過程中，電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。4．如圖為電源和導(dǎo)線內(nèi)移送電荷的狀況。則將單位正電荷沿閉合回路移動(dòng)一周所釋放的能量大小確定于()A．電源電動(dòng)勢(shì)B．電路中電流的大小C．電源的內(nèi)阻D．電源的容量解析：選A移送電荷一周所釋放的能量，就是電源供應(yīng)應(yīng)它的電勢(shì)能，數(shù)值等于電源內(nèi)部非靜電力做功的數(shù)值，即W＝Eq。題干中限定了單位正電荷，可見W的數(shù)值只取決于E，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。5．[多選]太陽(yáng)能電池已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于我們生活中，有些太陽(yáng)帽前安裝的小風(fēng)扇就是靠太陽(yáng)能電池供電的?？梢詼y(cè)得某太陽(yáng)能電池可產(chǎn)生0.6V的電動(dòng)勢(shì)，這表示()A．電路中每通過1C電荷量，太陽(yáng)能電池把0.6J的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷．無論接不接入外電路，太陽(yáng)能電池兩極間的電壓都為0.6VC．太陽(yáng)能電池在1s內(nèi)將0.6J的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹹．太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的本事比一節(jié)干電池(電動(dòng)勢(shì)為1.5V)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本事小解析：選AD依據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義式E＝eq\f(W,q)，得：W＝qE＝1×0.6J＝0.6J，即非靜電力對(duì)電荷做功為0.6J，則電路中每通過1C電荷量，太陽(yáng)能電池把0.6J的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽捎诓恢?s內(nèi)流過電池的電量，故A正確，C錯(cuò)誤。不接入外電路時(shí)，太陽(yáng)能電池兩極間的電壓等于電動(dòng)勢(shì)，為0.6V；假如接入電路，則太陽(yáng)能電池兩端的電壓，即路端電壓小于0.6V，故B錯(cuò)誤。太陽(yáng)能電池的電動(dòng)勢(shì)小于一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)，則太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的本事比一節(jié)干電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本事小，故D正確。6．一臺(tái)發(fā)電機(jī)用0.5A的電流向外輸電，在1min內(nèi)將180J的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，則發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為()A．6V B．360VC．120V D．12V解析：選A1min內(nèi)流出的電荷量為q，由q＝It得：q＝0.5×60C＝30C，依據(jù)E＝eq\f(W,q)得：E＝eq\f(180,30)V＝6V，所以A正確。7．下列關(guān)于電池的說法正確的是()A．同一種干電池，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與通過電源的電流I的乘積EI表示電源內(nèi)部靜電力的功率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)通過同樣的電荷量時(shí)，電動(dòng)勢(shì)為2V的蓄電池比電動(dòng)勢(shì)為1.5V的干電池供應(yīng)的電能多解析：選D同一種干電池，不論是1號(hào)還是5號(hào)，不論新、舊，其電動(dòng)勢(shì)是肯定的，皆為1.5V，但體積大的電池容量較大，內(nèi)阻較小，故A、C錯(cuò)；電源的電動(dòng)勢(shì)表示的是非靜電力做功的本事，也就是電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本事，非靜電力做的功大小等于電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的多少，W＝Eq，電動(dòng)勢(shì)越大，通過相同的電荷量的非靜電力做的功越多，電源供應(yīng)的電能越多，電動(dòng)勢(shì)E與通過電源的電流I的乘積EI表示在電源內(nèi)部非靜電力的功率，故B錯(cuò)、D正確。8．[多選]關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì)，下面說法正確的是()A．在電源內(nèi)部其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能B．電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電路中通過1C電荷量時(shí)電源供應(yīng)的總能量C．電源的電動(dòng)勢(shì)跟電源的體積有關(guān)，跟外電路有關(guān)D．電動(dòng)勢(shì)有方向，因此電動(dòng)勢(shì)是矢量解析：選AB電源是通過內(nèi)部非靜電力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，A正確；依據(jù)W＝Eq可知，電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電路中通過1C電荷量時(shí)電源供應(yīng)的總能量，B正確；電源的電動(dòng)勢(shì)跟電源的體積無關(guān)，跟外電路無關(guān)，C錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)有方向，但電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量，故D錯(cuò)誤。9．[多選]下列有關(guān)電壓與電動(dòng)勢(shì)的說法中正確的是()A．電壓與電動(dòng)勢(shì)的單位都是伏特，所以電動(dòng)勢(shì)與電壓是同一物理量的不同叫法B．電動(dòng)勢(shì)越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把單位正電荷從負(fù)極向正極移送過程中做的功越多C．電動(dòng)勢(shì)公式E＝eq\f(W,q)中W與電壓公式U＝eq\f(W,q)中的W是一樣的，都是電場(chǎng)力做的功D．電動(dòng)勢(shì)是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本事強(qiáng)弱的物理量解析：選BD電壓與電動(dòng)勢(shì)是兩個(gè)不同的概念，電動(dòng)勢(shì)公式E＝eq\f(W,q)中的W表示非靜電力做的功，而電壓U＝eq\f(W,q)中的W表示電場(chǎng)力做的功，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)是反映電源內(nèi)部將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本事大小的物理量，電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于移送單位正電荷所做的功，不能說電動(dòng)勢(shì)越大，非靜電力做的功越多，也不能說電動(dòng)勢(shì)越大，被移送的電荷量越多，選項(xiàng)B、D正確。10．“神舟”十號(hào)載人飛船上的電子儀器及各種動(dòng)作的限制都是靠太陽(yáng)能電池供電的。由于光照而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為光伏效應(yīng)?！吧裰邸憋w船上的太陽(yáng)能電池就是依靠光伏效應(yīng)設(shè)計(jì)的單晶硅太陽(yáng)能電池。在正常照耀下，太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)23%。單片單晶硅太陽(yáng)能電池可產(chǎn)生0.6V的電動(dòng)勢(shì)，可獲得0.1A的電流，求每秒照耀到這種太陽(yáng)能電池上太陽(yáng)光的能量是()A．0.24J B．0.25JC．0.26J D．0.28J解析：選C太陽(yáng)能電池每秒供應(yīng)的電能W＝EIt＝0.6×0.1×1J＝0.06J，所以照耀到這種太陽(yáng)能電池上的太陽(yáng)光能量W′＝eq\f(W,0.23)≈0.26J，所以選項(xiàng)C正確。11．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的電荷流過時(shí)，求：(1)有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為