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2电动势1．如图2－2－1所示为抽水机的工作原理示意图．你能说明其中的能量转化情况吗？精彩回眸图2－2－1答案：首先抽水机克服水的重力做功，将其他形式的能转化为水的重力势能，打开开关R后，水的重力势能通过重力做功转化为水的动能．答案：首先抽水机克服水的重力做功，将其他形式的能转化为水的重力势能，打开开关R后，水的重力势能通过重力做功转化为水的动能．2．关于电流和电源，下列说法正确的是()A．电路中只要有电源，就一定产生电流B．电荷的移动形成电流C．电流的方向与导体中自由电荷定向移动的方向相反D．正在消耗电能的用电器中一定有电流通过答案：D一、电源1．概念：通过_________做功把其他形式的能转化为电势能的装置．2．非静电力的实质在电池中，非静电力是_____作用，它使_____能转化为_____能，在发电机中，非静电力的作用是_____作用，它使_______转化为_____能．新知梳理非静电力2．非静电力的实质在电池中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能，在发电机中，非静电力的作用是电磁作用，它使机械能转化为电势能．化学化学电势机械能电势电磁二、电源的参数——电动势、内阻1．电动势(1)物理意义：表征电源把__________的能转化为________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与移送________的比值，用E表示，即E＝___，电动势的单位是_____。负正电荷q伏特电势能其它形式Wq(3)大小的决定因素：由电源中_________特性决定，跟电源的体积无关，跟_______也无关．(4)单位：与电势、电势差的单位_____，为_____(5)常用电源的电动势干电池铅蓄电池锂电池锌汞电池1.5V2V3V或3.6V1.2V外电路非静电力相同伏特2.内阻(1)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_____.(2)_____和电动势同为电源的重要参数．内阻内阻1．在不同电源中，非静电力做功本领不同，即把相同数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极，非静电力做功的多少不同，电动势大小也不同．2．电动势E是标量，为研究问题方便，规定其方向为电源内部电流方向，即由电源负极指向正极方向．如何正确理解电动势这一物理概念3．公式E＝Wq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，表示将其他形式的能转化为电能的本领不同，例如：蓄电池的电动势为2V，表明在蓄电池内移送1C的电荷量时，可以将2J的化学能转化为电能．特别提醒：(1)电动势E＝W非q与U＝Wq及电场强度E＝Fq等均采用比值定义法．(2)电压U计算时考虑正、负，而电动势E只能是正值．1．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电源两极间的电压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解析：本题考查的是电动势和电压的区别，关键是区分电动势和电势差这两个物理概念．电动势和电压有着本质的区别，所以A选项错，C选项对；当电源开路时，电源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，电源两极间的电压与外电路有关系，随外电路的变化而变化，故B、D错．答案：C电动势与电势差有哪些区别与联系？电势差U电动势E物理意义电场力做功，电能转化为其他形式能的本领非静电力做功把其他形式能转化为电能的本领定义式U＝，W为电场力做的功E＝，W为非静电力做的功单位伏特(V)伏特(V)联系电动势等于电源未接入电路时两极间的电势差WqWq特别提醒：电动势和电势差虽然单位相同，定义式类似，但二者有本质的区别，电势差反映电场力做功，将电势能转化为其他形式的能，而电动势反映非静电力做功，将其他形式的能转化为电能．能的转化方向不同．2．有关电压与电动势的说法中正确的是()A．电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法B．电动势就是电源两极间的电压C．电动势公式E＝W/q中W与电压U＝W/q中的W是一样的，都是电场力做的功D．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量答案：D解析：只有电路开路时，电动势才等于电源两极间的电压，公式E＝Wq与U＝Wq中的W的意义不同，前者表示非静电力做的功，后者表示静电力做的功，电动势和电压的意义不同，电动势反映电源把其他形式的能转化为电能的本领，而电压反映电能转化成其他形式能的本领，综合上述分析，选项D正确．说一说说出电动势的完整定义．点拨：非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功与被移送电荷量的比值叫电源的电动势．【例1】关于电动势E的说法中正确的是()A．电动势E的大小，与非静电力所做的功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是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量D．电动势E的单位与电势差的单位相同，故两者在本质上相同对电动势的理解解析：本题考查了电动势的基本概念，关键要正确地理解电动势．电动势是一个用比值定义的物理量，这个物理量是与这两个相比的项没有关系，它是由电源本身决定的，是表征其他形式的能转化为电能本领的物理量．电动势和电压尽管单位相同，但本质上是不相同的，故选B、C.答案：BC反思领悟：一个用比值定义的物理量，这个物理量与这两个相比的项没有关系，如：电场强度是通过电荷所受的电场力与电荷量的比值定义的，但电场强度与力、电荷的电荷量没有关系；电容器的电容是通过电荷量与两极间的电压的比值定义的，但电容与所带电荷量及极间电压也都没有关系．关于电动势下列说法中正确的是()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量做功越多D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移到正极，移送电荷量越多解析：电源是将其他形式的能量转化为电能的装置，在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加，因此选项A正确．电源电动势是反映电源内部其他形式能转化为电能的本领大小的物理量，电动势在数值上等于移动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，被移动的电荷量越多，所以选项C正确．答案：AC解析：电源是将其他形式的能量转化为电能的装置，在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加，因此选项A正确．电源电动势是反映电源内部其他形式能转化为电能的本领大小的物理量，电动势在数值上等于移动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，被移动的电荷量越多，所以选项C正确．答案：AC【例2】由六节干电池(每节的电动势为1.5V)串联组成的电池组，对一电阻供电．电路中的电流为2A，在10s内电源做功为180J，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？电动势E＝W/q的有关计算思路点拨：由E＝Wq，q＝It可确定电池组的电动势．答案：9V串联电池组的总电动势等于各电池的电动势之和解析：由E＝Wq及q＝It得E＝WIt＝1802×10V＝9V＝1.5×6V，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．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？解析：本题考查了电动势的定义式及相应的功能关系，非静电力做了多少功，就有多少化学能转化成了电能，只要表示出非静电力做的功即可．W＝qE，q＝It，所以W=Eit=3.6×10×10－3×100J＝3.6J.答案：3.6J电路中的能量转化问题(1)电源和电路中都有能量的转化，做功是能量转化的量度，注意搞清楚是静电力做功还是非静电力做功．内电路中产生的其他形式的能是内阻产生的内能．(2)电源的工作原理是通过非静电力做功把其他形式的能量转化为电能．非静电力做功的计算方法有W＝EIt、W＝Eq或通过能量守恒求解等．创新拓展【例3】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？解析：答案：(1)18J(2)14.4J(3)3.6J