第2课时电动势

第二章第2课时电动势教材分析电动势是本章的重点概念，也是本章的难点．教材明确提出了“非静电力”，让学生从功和能的角度理解非静电力，知道非静电力在电路中所起的作用，并能从非静电力做功的角度去理解电动势的概念．同时，为了降低难度，教材直接给出了电动势的定义式，但只是说“电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功”，没有用比值方法严格定义．电源的内阻在后面的闭合电路的欧姆定律的学习中很重要，本节仅做了一些铺垫．课标解读1.知道电源是将其他形式的能转化为电能的装置．2.了解电路中(电源外部和内部)自由电荷定向移动过程中，静电力和非静电力做功与能量转化的关系．3.了解电源电动势的基本含义，知道它的定义式．4.理解电源内电阻．教学过程由闭合电路图解导入新课→电源内部搬运电荷的力：非静电力→类比抽水机得出电动势：E＝Wq→电源内阻→巩固练习．新课导入问题导入：通过上一节学习我们知道在电源外部的电路里，自由电荷在静电力作用下移动，静电力做正功．电势能转化为其他形式的能；电源是把其他形式的能转化为电势能的装置．那么在电源内部，能量是如何转化的呢？本节课我们将学习电源内部能量的转化问题以及衡量能量转化本领的物理量：电动势．温故知新1.在金属导体中，能够发生定向移动的电荷是自由电子．自由电子定向移动的方向与电流方向相反．2.电源在电路中的作用是：供给电路能量，维持电荷定向移动，不同的电源供电能力是不同的．新知梳理1.电源及其作用(1)外电路中，正电荷由电源的正极流向负极是在________作用下完成的．(2)电源内部，正电荷由负极向正极运动时，要受到________的阻碍作用．(3)电源把正电荷从负极搬运到正极，是通过________做功完成的，在这个过程中电荷的________增加．(4)在电池中非静电力是指________，在发电机中，非静电力是指________．(5)电源是通过________做功把其他形式的能转化为电势能的装置．2.电动势(1)物理意义：表征电源把________转化为________本领的物理量．(2)定义：电动势指在电源内部，非静电力把正电荷由________极移送到________极，非静电力所做的功W与________的比值，用E表示，即E＝________，电动势的单位是________．(3)电动势由电源中________特性决定，跟电源的体积无关，也跟________无关．(4)常用电池的电动势干电池________铅蓄电池________锂电池________锌汞电池________3.内阻：电源内部也是由导体组成的，因此也有电阻，______和______是电源的重要参数．小试身手1.某一蓄电池的电动势为2V，这表示()A.电路中每通过1C的电荷量电源把2J的化学能转变为电能B.蓄电池两极间的电压为2VC.蓄电池在1s内将2J的化学能转变成电能D.此蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5V)的大2.电动势的大小由电源中________的特性决定的，与电源的________无关，也跟________无关．3.电池的电动势为6V，在电路中通过2C电荷量的过程中，电源把________J的化学能转化为电能．探究讨论怎样理解电源在电路中的作用？电源在电路中的作用就是不断地将流到负极的正电荷搬运到正极，从而保持正负极间有一定的电势差，使电路中有持续的电流．在电源内部由于存在由正极指向负极的电场，当把正电荷由负极搬运到正极的过程中，就要有非静电力作用于电荷来克服电场力做功，使电荷的电势能增加，即从能量转化来看，电源是把其他形式的能转化为电能的装置.讲练课堂一、非静电力做功与电动势的关系1.非静电力在外电路，电流由电源的正极流向负极，即从高电势到低电势，电流在电源内部是从负极流向正极，即从低电势到高电势，根据电场知识可知，静电力不可能使电流从低电势流向高电势，反而起阻碍作用．因此电源内部必然存在着从低电势指向高电势处的某种力，称为“非静电力”，正是它驱使正电荷逆着静电力从低电势流向高电势．2.电动势从能量转化的角度来看，非静电力移送电荷做功的过程，就是把其他形式的能转化为电能的过程．而电源正是起到这一作用的装置．在不同的电源中，非静电力不同，其做功本领也不同，即把相同数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极，非静电力做功多少不同，则转化成电能的多少就不同，物理学中用电动势来描述电源的这种特性．电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功．电动势E是标量，规定其方向为电源内部电流方向，即由电源负极指向正极．例一、关于电动势，下列说法正确的是()A.在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电势能增加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做功越多D.电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极到正极移送电荷量越多点拨电动势的表达式为E＝Wq，但电动势是用比值定义的物理量，只由电源本身的性质决定，与移送的电荷q，所做的功W及外电路等均无关.例二、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？点拨电源和电路都是实现能量转化的装置，做功是能量转化的量度.反馈平台1、下列关于电源电动势的说法中正确的是()A.在某电路中通过2C的电量电源提供的电能是4J，那么这个电源的电动势是0.5VB.电源的两极间的电压变化时，其电源的电动势也会随之变化C.无论电源的两极间的电压是否变化，电源的电动势一定不变D.电源的电动势越大，电源所提供的电能就越多反馈平台2、有一蓄电池，当移送2C电荷时非静电力做功4J，则该蓄电池的电动势是______V，给一只小灯泡供电，供电电流为0.2A，供电1min，非静电力做功为______J，消耗的化学能为______J．二、电源的内阻与容量电源内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫做电源的内阻．内阻和电动势同为电源的重要参数．电池的容量就是电池放电时能输出的总电荷量，通常以安培小时(A·h)或毫安小时(mA·h)做单位．例如，15A·h的蓄电池充电后以1.5A电流为用电器供电，大约可以工作10h．例三、下表是两电池的相关信息：某型号进口电池RECHARGEABLE1.2V500mA•hSTANDARDCHARGE15hac50mAGNY0.6(KR—AA)某型号国产电池RECHARGEABLE1．2V600mA·hSTANDARDCHARGE15hac60mA(1)由说明看出进口电池的电动势是多少伏？(2)上述国产电池最多可放出多少电荷量？若该电池工作电流为0.03A，则最多可工作几个小时？点拨此题为信息题，充分掌握表中信息是解题的关键.反馈平台3、随着中国电信业的发展，国产手机在手机市场上已经占有了相当大的市场份额．如图所示是某公司生产的一块手机电池外壳上的说明，由此可知此电池的电动势和待机状态下平均工作电流分别是多少？误区警示电源的电动势和电源两极间电压的关系电源的电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，在数值上等于电源搬运1C电荷，电源内部非静电力做的功．当电源不接入电路中时等于两极间电压；当电源接入外电路时，电动势大于两极间电压．此时，两极间电压是外电路两端点间的电压．【例】下列说法中正确的是()A.电源的电动势实质上就是电源两极间的电压B.电源的电动势在数值上等于两极间的电压C.电源的电动势与电压的单位相同，但与电压有本质的区别D.电动势越大，电源两极间的电压一定越高错解ABC剖析电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量．而电压是电场中两点间的电势差，电动势与电压有着本质的区别，所以A错误，C正确．当电源开路时，两极间的电压在数值上等于电源的电动势，但在闭合电路中，电源两极间的电压(路端电压)随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小，当电源短路时，R外＝0，这时路端电压为零，所以BD错误．正解C同步测评【基础巩固轻松过关】1.关于电动势E，下列说法中正确的是()A.电动势E的大小，与非静电力W的大小成正比，与移送电荷量q的大小成反比B.电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关C.电动势E的单位与电势、电势差的单位都是伏特，故三者本质上一样D.电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量2.关于电源的电动势，下面叙述正确的是()A.电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压B.同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化C.电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量D.在闭合电路中，当外电阻变大时，路端电压增大电源的电动势也增大3.比较电压与电动势的物理意义，则()A.电动势就是电源两极间的电压B.电压和电动势的单位都是伏特，所以电压和电动势是同一物理量的不同说法C.电压U＝Wq和电动势E＝Wq中的W是一样的，都是静电力所做的功D.电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量4.铅蓄电池的电动势为2V，则电池内非静电力每移送1C的电荷所做的功是______J，其电势能________(填“增大”或“减小”)，将________能转化为________能．5.有一干电池，当移动4C电荷时非静电力做功6J，该电池的电动势为________V，当其工作电流为0.25A，供电40s时，非静电力做功________J，消耗的化学能________J．【考题试练锋芒初显】6.(改编题)单位电荷量的正电荷沿一电路移动一周，在整个电路中释放的总能量决定于()A.电源的电动势B.通过电源的电流C.电源两极间的电压D.电荷运动的速率7.移动电话中的锂电池电动势为3.6V，某次通话时，电流为10mA，时间为100s，那么此次通话过程有多少化学能转化为电能？8.(2010·海南质检)将电动势为6.0V的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为4.8V，当电路中有10C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．第二章第2课时《电动势》答案新知梳理1.(1)电场力(2)电场力(3)非静电力电势能(4)化学作用电磁作用(5)非静电力2.(1)其他形式的能电势能(2)负正移送电荷qWq伏特(3)非静电力外电路(4)1.5V2V3.内阻电动势小试身手1、答案AD2、答案非静电力体积外电路3答案12例一、解析电源是将其他形式的能转化为电能的装置，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，电势能就增加，A正确．电源电动势是反映电源把其他形式的能转化为电势能的能力的物理量．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，被移送的电荷量越多，C正确．答案AC例二、解析由电动势的定义可知，在电源内部中非静电力每移送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，电场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，即电源中共有18J其他形式的能转化为电能．(2)W1＝U1q＝2.4×6J＝14.4J，即外电路中共有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，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．反馈平台1解析由E＝Wq得E＝2V，A选项错误；电源电动势与两极间电压的变化无关，是由电源本身的性质决定的，B选项错误，C选项正确；电源的电动势越大，所提供的电能不一定大，它还决定于通过电源的