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2电动势课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU目标导航预习导引学习目标1.能区分静电力及非静电力,能说出非静电力的作用。2.能说出电池内部能量的转化过程和生活中常见的电池。3.记住电动势的概念及表达式。重点难点重点:电动势的概念、物理意义及其表达式。难点:电动势与电压的区别。课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU目标导航预习导引1.电源电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。2.电动势(1)定义:在电源内部从负极到正极移送正电荷非静电力所做的功W跟被移送的电荷量q的比值叫作电源的电动势。(2)公式:E=𝑊𝑞,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。(3)单位:在国际单位制中为伏特,简称伏,符号为V。(4)标量:电动势只有大小,没有方向。但电源有正、负极。(5)物理意义:描述电源把其他形式的能转化为电势能本领的物理量。课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU目标导航预习导引预习交流1电源的电动势会因为外接电路的改变而改变吗?答案:不会。课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU目标导航预习导引3.电源的内阻电源内部的导体所具有的电阻叫作电源的内阻。预习交流2电源工作时,当1C正电荷在电源内从负极移送到正极,电源消耗(释放)能量的多少取决于什么?答案:取决于电源电动势的大小,电动势大则电源消耗的能量就多,反之则少。课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测一、电源电动势的理解活动与探究探究非静电力电源的种类比较多,干电池、蓄电池、充电锂电池、发电机等都是电源,目前南京大学材料系的“概念电池”已正式进入南京高科技转化市场,它只需要接受阳光,便可以像植物的光合作用一样捕捉其中的能量,进而产生电能。那么,电池都是怎样工作的呢?1.在内、外电路中,正电荷的移动方向各是怎样的?“搬运”电荷的作用力各是什么力?答案:在电源内部,正电荷由负极流向正极,“搬运”电荷的作用力是非静电力;在外电路,正电荷由电源正极流向负极,“搬运”电荷的作用力是静电力。课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测2.(1)试探究电源是如何把其他形式的能转化为电能的?(2)干电池和手摇发电机都可以当作电源,那么不同的电源中的非静电力相同吗?所起的作用相同吗?答案:(1)在电源内部也存在电场,电场方向也是从正极指向负极。根据电荷守恒定律,电源必须把自由电子不断地从正极搬运到负极,自由电子必须克服静电力做功,也就是要有“非静电力”作用于电子。这个“非静电力”是由电源提供的,也就是说,电源通过非静电力做功,使电荷的电势能增加。(2)干电池中的非静电力是化学作用。手摇发电机中的非静电力是电磁作用。非静电力虽然不同,但作用相同,都是把其他形式的能转化为电能。课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测迁移与应用例1以下说法正确的是()A.在外电路和电源内部,正电荷都受静电力的作用,所以能不断地定向移动而形成电流B.静电力和非静电力都可以使电荷移动,所以本质上都是使电荷的电势能减小C.在电源内部正电荷能从负极到达正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力D.静电力移动电荷做功电势能减小,非静电力移动电荷做功电势能增加解析:无论电源内部还是外部都存在着电场。在外电路中只有静电力做功,电荷电势能减少,电能转化为其他形式的能。在电源内部,电荷受静电力和非静电力共同作用,而非静电力移动电荷做功,消耗其他形式的能转化为电能,电荷的电势能增加,所以D正确,A、B、C错误。答案:D课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测迁移训练1(多选)关于电源的电动势,下面说法正确的是()A.电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量B.电动势在数值上等于电路中通过1C电荷量时电源提供的能量C.电源的电动势跟电源的体积有关,跟外电路有关D.电动势有方向,因此电动势是矢量答案:AB解析:由电动势的物理意义可知,电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量,它在数值上等于电路中通过1C电荷量时所提供的能量;电动势由电源中非静电力的特性决定,跟电源的大小无关,跟外电路也无关;电动势虽然有方向,但电动势是标量。课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测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。课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测二、电动势与电压活动与探究是不是非静电力做功越多电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大?如何描述电源把其他形式的能转化为电能的本领?答案:不是。非静电力对电荷做功的多少与电荷的数量有关。若把相同数量的电荷从电源的一个极搬运到另一极,做功越多,电荷获得的电势能越多。可以用非静电力做的功与电荷量的比值来反映非静电力做功的本领。课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测迁移与应用例2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解析: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项错,C项对;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B、D两项错。答案:C课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测迁移训练2关于电源电动势,以下说法中正确的是()A.电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,所以当电源接入电路时,电动势将发生变化B.在闭合电路中,并联在电源两端电压表的读数是电源的电动势C.电源电动势是表示电源将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,电源电动势在数值上等于外电压之和课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测答案:C解析:电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,即使当电源接入电路时,电动势也不变,因为电动势是描述电源将其他形式的能转化为电能的本领,故A错误;电源的电动势等于电源没有接入电路中时两极的电压,故B错误;电源电动势是表示电源将其他形式的能转化为电能本领大小的物理量,当电动势越大,电源将单位正电荷从负极移到正极提供的电能越多,故C正确;电动势由电源本身决定,电源电动势在数值上等于内外电压之和。课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测电动势与电压的区别电动势电压描述对象对电源而言的对某一段电路而言的定义式E=WqU=Wq功的意义表示正电荷从负极移到正极时非静电力所做的功表示电荷在静电力作用下从一点移到另一点静电力所做的功表征的性质表征电源的性质,反映电源把其他形式能转化为电能的本领表征电场的性质,反映把电能转化为其他形式能的本领描述的物理意义描述移送单位电荷时非静电力做功的多少,即移送1C的正电荷时其他形式的能转化为电能的多少描述在这段电路中移送单位电荷时静电力做功多少,即移送1C的正电荷时电能转化为其他形式能的多少课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测123451.(多选)如图所示是常用在电子手表和小型仪表中的锌汞电池,它的电动势约为1.2V,这表示()A.电路通过1C的电荷量,电源把1.2J其他形式的能转化为电能B.电源在每秒内把1.2J其他形式的能转化为电能C.该电源比电动势为1.5V的干电池做功少D.该电源与电动势为1.5V的干电池相比,通过1C的电荷量时转化成的电能少答案:AD课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测123452.关于电源的说法不正确的是()A.电源外部存在着由正极指向负极的电场,内部存在着由负极指向正极的电场B.在电源外部电路中,负电荷靠静电力由电源的负极流向正极C.在电源内部电路中,正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极D.在电池中,靠化学作用使化学能转化为电势能答案:A解析:无论电源内部还是外部电场都是由正极指向负极,故A错;在电源外部电路中,负电荷靠静电力由负极流向正极,而内部电路中,正电荷由负极流向正极,因静电力与移动方向相反,故必有非静电力作用在电荷上才能使其由负极流向正极,在电池中,靠化学作用使化学能转化为电势能,故A不正确。课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU12345问题导学当堂检测3.对于不同型号的干电池,下列说法正确的是()A.1号干电池的电动势大于5号干电池的电动势B.1号干电池的容量比5号干电池的容量小C.1号干电池的内阻比5号干电池的内阻大D.把1号干电池和5号干电池分别连入电路中,若电流I相同,它们做功的快慢相同答案:D解析:电动势的大小跟电池的大小没有关系,但大电池容量大,选项A、B错误;对同一种电池来说,体积越大,电池的容量越大,内阻越小,故选项C错误;1号干电池和5号干电池的电动势是一样的,电流I相同时,它们做功的快慢相同,选项D正确。课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU12345问题导学当堂检测4.铅蓄电池的电动势为2V,下列表示不正确的是()A.电路中每通过1C电荷量,电源把2J的化学能转化为电能B.铅蓄电池断开时其两极间的电压为2VC.铅蓄电池在1s内将2J的化学能转化成电能D.铅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)的大答案:C解析:根据电动势的定义和表达式E=𝑊𝑞,非静电力移动1C电荷所做的功W=qE=1×2J=2J,由功能关系可知有2J的化学能转化为电能,A正确,C错误。电池断开时U=E=2V,B正确。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,E蓄电池=2VE干电池=1.5V,故D正确。课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU12345问题导学当堂检测5.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?答案:3.6J解析:此次通话中,电池内非静电力做功W=qE,又q=It则W=EIt=3.6×10×10-3×100J=3.6J。所以此次通话中,有3.6J的化学能转化为电能。