2-2电动势

第二章恒定电流1、电流的形成条件：（1）存在自由电荷;（2）存在电压.2、电源:把自由电子从正极搬到负极的装置.电源的作用：提供持续的电压.3、恒定电场:由稳定分布的电荷产生稳定的电场.4、恒定电流:大小方向都不变的电流.5、电流:表示电流的强弱程度的物理量.（1）定义式I=q/t（2）决定式复习nqsvIn为单位体积内自由电荷个数S为导体横截面积v为自由电荷定向移动速率q为每个自由电荷的电量---+A+++++++___B_____P--电源的作用:把电子从A搬运到B的装置保持导体两端的电压(电势差),使电路有持续的电流.电源内部是什么力把电子从A搬运到B呢?•要在电路中维持持续电流，电路中必须接有电源，电池是常见的电源，下图是常见的各种电池．•用什么物理量去描述电源的特性呢？+++---+++++++++一、电源的概念2、电源的内部电场方向如何？1、电源外部，正电荷将怎样移动？3、电源内部，正电荷将怎样移动？4、电源内部的正电荷受到电场力方向？电场力做正功还是负功？5、什么力来克服电场力做功？做正功还是负功？6、电源内部的非静电力是由什么提供的？从正极到负极从负极到正极从正极指向负极负功非静电力正功从正极指向负极F干电池发电机7、电源内部的能量是怎样转化的？非静电力是化学作用非静电力是电磁作用电源内部非静电力克服电场力做功，把其他形式的能转化为电势能1、根据电源的作用，可以把电源与我们生活中的什么物体类比？2、不同的电源中，非静电力做功的本领相同吗？思考电源:是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置.一、电源的概念（从能量的角度看）+++---+++++++++抽水机增加水的重力势能电源增加电荷的电势能不同的抽水机抽水的本领(举起高度)不同使单位质量的水所增加的重力势能不同不同的电源非静电力做功的本领不同使单位正电荷所增加的电势能不同抽水机电源•资料1•1、某种干电池非静电力把1C正电荷在电源内从负极移送到正极时做1.5J的功，把1.5J化学能转化成1.5J的电势能;•2、某种纽扣电池非静电力把1C正电荷在电源内从负极移送到正极时做3.0J的功，把3.0J化学能转化成3.0J的电势能;•3、某种蓄电池非静电力把1C正电荷在电源内从负极移送到正极时做6.0J的功，把6.0J化学能转化成6.0J的电势能;•资料2•1、某种干电池非静电力把2C正电荷在电源内从负极移送到正极时做3.0J的功，把3.0J化学能转化成3.0J的电势能;•2、某种纽扣电池非静电力把3C正电荷在电源内从负极移送到正极时做9.0J的功，把9.0J化学能转化成9.0J的电势能;•3、某种蓄电池非静电力把1.5C正电荷在电源内从负极移送到正极时做9.0J的功，把9.0J化学能转化成9.0J的电势能;二、电动势1、定义：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.WE=q2、定义式：3、单位：伏特（V）1V=1J/C4、标量W：非静电力做的功q：电荷量qWU电势差：?1、定义：非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功跟它的电荷量的比值。6、特点:由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关,跟电源外部电路无关.5、物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小。二、电动势生活中的电池太阳电池干电池铅蓄电池锂电池锌汞电池锂离子电池禁止投入火中标称电压3.6V容量：950mA.h限制电压4.2V3、电池的容量:电池放电时能输出的总电荷量单位：安·时(A·h)毫安·时(mA·h)1、电源的电动势手机待机时间长短和哪个参数有关?三、电源的重要参数2、电源的内阻:电源内部导体的电阻.•特别提醒：•(1)电源容量就是电源放电时能输出的总电荷量，通常以安培小时(A·h)或毫安时(mA·h)为单位．•(2)电源的电容量与放电状态有关，同样的电源，小电流、间断性放电要比大电流、连续放电的电容量大．•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．•特别提醒：•电源的内阻由电源内部材料的性质来决定．电源的电动势和内阻是电源的两个很重要的参数，电池用久了电动势和内阻都要发生变化，但内阻的变化更大一些．一、电源的概念：电源是通过非静电力做功,把其他形式能转化为电能的装置.2、定义：非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功跟它的电荷量的比值.二、电动势3、公式：EWq4、单位：伏(V)1、物理意义：描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量.三、电源的重要参数1、电动势2、内阻3、容量讨论：电动势E与电压U的区别?1、两个公式中W分别表示什么力做功?2、能量是如何转化的?中，W表示电源内部非静电力做的功中，W表示电源外部电场力做的功其它形式能转化为电势能E反映电源的特性WE=qWE=qqWUqWU电势能转化为其它形式能U反映电场的特性•关于电源的说法正确的是()•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，负电荷靠电场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BCD•(1)概念：非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值叫电源的电动势．•(2)公式：E＝•(3)单位：伏特•(4)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，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．•(5)方向规定：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．•特别提醒：•电动势是用比值定义的物理量，由电源中非静电力的特性决定，是电源的属性，与移送的电荷量q和所做的功W无关，跟电源的体积，外电路也无关．•单位电荷量的正电荷沿闭合电路移动一周，在内外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．路端电压的大小D．内外电阻之和A•误区1：认为电动势与电势差是一回事．•点拨：电动势与电势差是两个不同的物理量，其区别与联系见下表电势差U电动势E物理意义电场力做功，电能转化为其他形式的能非静电力做功其他形式的能转化为电能定义式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E＝U内＋U外电动势等于电源未接入电路时两极间的电势差•下列关于电动势的说法，正确的是()•A．电源向外提供的电能越多，表示电动势越大•B．电动势表示电源将单位正电荷从负极移送到正极时，非静电力所做的功•C．电源的电动势与外电路有关•D．在电源内从负极到正极电势的升高，等于闭合电路中内、外电阻的电势降落之和BD•解析：电源向外提供的电能除与电动势有关外，还与输出的电流、通电的时间有关．所以电源向外提供的电能多，并不意味着电源的电动势一定大．譬如，一个电动势较小的电源，如果长时间向外供电，照样可以提供较多的电能；一个电动势较大的电源，如果没有工作，即没对外供电，则它根本不向外提供电能．故选项A的说法错误．•点评：关于电动势的定义，课本上有几种说法：①电动势等于电源没接入电路时两极间的电压．②电源的电动势等于断路时的路端电压．③电源的电动势等于内、外电压之和．本题中又给了电动势一个新的定义，即电动势等于电源将单位正电荷从负极移送到正极非静电力所做的功．实际上这几个定义中应以本题给出的这个定义能最为本质地反映电动势是描述电源做功的本领．其他的几个说法只是说明了电动势与其他物理量之间的关系，不能反映电动势的本质．•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把正电荷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向正极移送电荷量越多AC•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，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能力的物理量，电动势在数值上等于移送单位电荷量所做的功，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，所以选项C正确.A、电路中每通过1C的电量，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、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）强铅蓄电池的电动势为2V，这表示：()ABD•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：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.•点评：电源和电路都是实现能的转化的装置，做功是完成转化方式的量度．1、有一蓄电池,当移动1C电荷时非静电力做功是2J,该蓄电池的电动势是多少?给小灯泡供电,供电电流是0.2A,供电10min,非静电力做功是多少?E=2VW非=240J2、某品牌的MP3使用的电源是一节7号干电池，当它正常工作时，其工作电流为0.3A.某同学在一次使用该MP3时，若他用了10s，则这段时间内电池将多少化学能转化为电能？答案：4.5J•解析：已知工作电流I＝0.3A,10s时间内通过导体横截面的电荷量q＝It＝0.3×10C＝3C.•7号干电池电动势为1.5V.则根据能量守恒定律，电池将化学能转化为电能的量等于非静电力移动电荷所做的功：W＝qE＝3×1.5J＝4.5J.•手电筒的两节干电池，已经用过较长时间，灯泡只发出很微弱的光，把它们取出来，用电压表测电压，电压表示数很接近3V，再把它们作为一个台式电子钟的电源，电子钟能正常工作，下列说法正确的是：()•①这两节干电池的电动势减少了很多•②这两节干电池的内阻增大了很多•③这台电子钟的额定电压一定比手电筒的小灯泡的额定电压小•④这台电子钟的正常工作电流一定比小灯泡正常工作电流小•A．①②B．①③C．②④D．③④•解析：题目所给的材料中，有几点要特别注意：手电筒的灯泡发出很微弱的光，这说明通过小灯泡的电流已经很小，用电压表测两节干电池的电压示数接近3V，这说明每节干电池的电动势仍约为1.5V，把它们作为电子钟的电源，电子钟正常工作，说明电子钟的工作电流比较小．由此我们可以知道，干电池在用了很长一段时间之后，电动势的大小仍基本没变，那为什么手电筒却发出微弱的光呢？可见，该电池的内电阻已经变大了很多，故答案选C.•点评：一般情况下，我们认为，电池在用久了之后，电动势会有明显的下降，其实，测量的结果表明，电动势的变化很小，主要的是电池的内电阻明显的变大，这是导致电池无法再用的原因．•小朋友在玩游戏时，如下图所示，将小球从地面搬至滑梯上面，再让小球从滑梯上滑至地面．为了保持总有小球从滑梯上滑下，小朋友必须不断地将小球从地面搬至滑梯上．小朋友对小球做功，使小球重力势能增加．•试分析回答：•(1)小球沿滑梯滚下的过程，可以类比电源在闭合电路中的哪一个过程？•(2)小朋友不断将小球从地面搬到滑梯上的过程，可以类比为电源在闭合电路中的哪一过程？•答案：(1)可以类比为电场力在外电路做正功将电能转化为其他形式的能的过程．•(