2019-2020学年高中物理 第二章 恒定电流 第2节 电动势课件 新人教版选修3-1

第2节电动势自主学习课堂探究课堂达标自主学习学习目标1.从能量角度理解电源的作用。2.知道电动势是描述电源特性的物理量,知道电动势的定义式和单位。3.了解电源内阻的概念。4.知道电动势和内阻是电源的重要参数。教材提炼一、电源1.概念:通过做功把的能转化为电势能的装置。2.作用(1)外电路:正电荷从电源流向,形成持续电流。(2)内电路:电源提供“非静电力”,通过这种力做功,把正电荷从搬运到,使电荷的电势能增加。二、电源的参数——电动势、内阻、容量1.电动势(1)物理意义:反映电源做功本领的大小。非静电力其他形式正极负极负极正极非静电力(2)大小:在数值上等于非静电力把在电源内从负极移送到正极所做的功。即E=。(3)单位:在国际单位制中为,简称伏,符号为V。(4)决定因素:由电源中的特性决定,跟电源的体积无关,跟也无关。2.内阻:电源导体的电阻。3.容量:电池放电时能输出的,其单位为A·h或mA·h。1C的正电荷W/q伏特非静电力外电路内部总电荷量自我反馈1.关于电源电动势,下列说法中正确的是()A.同一电源接入不同的电路电动势会发生改变B.电源电动势就是接入电源两极间的电压表测量的电压C.电源电动势表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量,与是否接外电路无关D.电源电动势与电势差是一回事解析:电源的电动势由电源本身决定,与外电路结构无关,同一电源接入不同的电路电动势不会发生改变,故A错误。接入电源两极间的电压表测量的电压是路端电压,故B错误。电源电动势表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量,与是否接外电路无关,与电压不是一回事。故C正确,D错误。C2.(2018·浙江名校协作体联考)关于7号、5号、1号三节干电池,下列描述正确的是()A.三节电池的电动势和电阻都相同B.三节电池的电动势和电阻都不同C.电动势1号电池最大,7号电池最小D.三节电池非静电力做功的能力相同D解析:这些电池的电动势都为1.5V,但是内阻不同,所以选项A,B,C均错;根据电动势的定义E=Wq非可知,由于电动势是相同的,所以三节电池非静电力做功的能力是相同的,选项D正确。3.关于电源的电动势和内阻,下列说法正确的是()A.电源电动势越大,储存的电能越多B.电源内部非静电力做功越多,电动势越大C.电源的电动势就是闭合电路中电源两端的电压D.电源电动势大小与内阻无关D解析:电动势是描述电源做功能力的大小,与电能无关,故A错误;电源内部非静电力做功与电荷量的比值越大,电动势越大,电动势与做功多少无关,故B错误;电源的电动势就是闭合电路中电源两端的电压与内部电压的和,电动势要大于路端电压,故C错误;电源的电动势大小与内阻无关,故D正确。课堂探究要点突破【例1】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?要点一解析:由E=Wq及q=It得E=WIt=180210V=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。答案:9V串联电池组的总电动势等于各电池的电动势之和公式E=Wq的理解和应用误区警示静电力与非静电力做功的区别非静电力只在电源内部对电荷做功,将其他形式的能转化为电能,但静电力在整个闭合电路上都要做功,将电能转化为其他形式的能,在整个电路上,非静电力做的功与静电力做的功相等。针对训练1: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正极移到负极,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把正电荷从负极向正极移动时,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时,移送的电荷量越多C解析:电源是将其他形式的能转化为电势能的装置,是通过电源内部的非静电力做功把正电荷从负极移到正极,因此选项A错误。电源的电动势是反映电源内部其他形式的能转化为电势能本领的物理量。电动势在数值上等于移送单位电荷量的正电荷所做的功,不能说非静电力做功越多,电动势越大,也不能说电动势越大,移送的电荷量越多,所以选项C正确,选项B,D错误。要点二对电动势的理解解析:对铅蓄电池电路,20s内通过的电荷量q1=I1t=2C对干电池电路,20s内通过的电荷量q2=I2t=4C由电动势定义式E=Wq得,电源消耗的化学能分别为W1=q1E1=4J,W2=q2E2=6J,因E1E2,故铅蓄电池把化学能转化为电能的本领大。【例2】铅蓄电池的电动势为2V,一节干电池的电动势为1.5V,将铅蓄电池和干电池分别接入电路,两个电路中的电流分别为0.1A和0.2A.试求两个电路都工作20s时间,电源所消耗的化学能分别为多少?哪一个把化学能转化为电能的本领更大?答案:4J6J铅蓄电池规律方法电源和电路中都有能量的转化,功是能量转化的量度,静电力做功是消耗电能,而非静电力做功是将其他形式的能转化为电能。针对训练2: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。教材P43图2.2-1中,若非静电力使负电荷移动,则把负电荷从电源的哪极移到哪极?答案:非静电力使负电荷在电源内部由正极移至负极。教材探究课堂达标解析:电动势表征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的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.它在数值上等于W与q的比值,但不能说E与W成正比,与q成反比,其大小与W,q无关.C1.对电动势的定义式E=Wq的理解正确的是()A.E与W成正比B.E与q成反比C.E的大小与W,q无关D.W表示静电力做功2.一节干电池的电动势为1.5V,这表示()A.电路中每通过1C的电荷量,该电池能将1.5J的化学能转化为电能B.该电池接入电路工作时,电池两极间的电压恒为1.5VC.该电池储存的电能一定比电动势为1.2V的电池储存的电能多D.将1C的正电荷由该电池负极移送到正极的过程中,静电力做了1.5J的功A解析:电动势的数值表示电源内将1C的正电荷由负极移到正极,化学能转化为电能的大小,故A正确;电动势的大小为电路断开时的路端电压,故B错;电池储存的电能大小用电荷量表示,故C错;电动势在数值上等于将1C的正电荷由该电池的负极移送到正极的过程中非静电力做的功,故D错。3.有一铅蓄电池,在其内部将2×10-5C的电子从正极移到负极需要3×10-2s的时间,此过程中非静电力做功为4×10-5J,则该铅蓄电池的电动势是多少?给一小灯泡供电,供电电流是0.2A,供电10min,非静电力做功是多少?解析:电动势E=Wq=55410210V=2V非静电力做的功W=Eq=EIt=2×0.2×60×10J=240J。答案:2V240J