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2．2电动势学习目标学习重点考查热度了解静电力和非静电力做功与电源内能量转化的关系★★★了解电源电动势及其定义式，了解电源内电阻★★★基础梳理一、非静电力在电路中的作用1．电流流向：在外电路，电流由电源正极流向负极，即从高电势到低电势．电流在电源内部只能从负极流向正极，即从低电势到高电势．2．非静电力：如图甲所示，在外电路中正电荷在电场力作用下从正极流向负极，但在电源内部正电荷要从负极流向正极必须要克服电场力做功．因此在电源内部必须有一个“非静电力”对电荷做正功，将正电荷从电源的负极搬到正极．3．非静电力作用：在外电路中电场力做功将电势能转化为其他形式的能；在电源内部非静电力做功，将其他形式的能转化为电势能，如图乙所示．4．电路中能量的转化：外电路中静电力做正功(电能转化为其他形式能)，内电路中非静电力做正功(其他形式能转化为电能)．5．不同种类电池：干电池、纽扣电池、蓄电池等的非静电力是化学作用(将化学能转化为电能)；光电池的非静电力来源于光电效应(将光能转化为电能)．二、电源1．电源：通过非静电力做功将其他形式的能转化为电势能的装置．2．原理：在电源内部非静电力做功，其他形式的能转化为电能；在电源的外部电路，电场力做功，电能转化为其他形式的能．3．作用：电源有正负两个极，两极间有一定的电压，将一段导体(或一段电路)接在电源两极之间，在导体(或电路)两端就有了一定的电压，可见电源能在导体(或电路)两端保持一定的电压，供给电路电能．三、电动势1．电动势：在电源内部，非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功W与被移送电荷q的比值叫电源的电动势．2．电动势的定义式：E＝W/q，单位：伏(V)．3．电动势的物理意义：表示电源把其他形式的能(非静电力做功)转化为电能的本领大小．电动势越大，电路中每通过1C电量时，电源将其他形式的能转化成电能的数值就越多．常用干电池的电动势为1.5V，意味着将1C正电荷在电源内从负极移到正极的过程中，有1.5J的化学能转化为了电能．(1)电动势在数值上等于非静电力把1C电荷量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．(2)电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压．4．电动势的决定因素：电源电动势电源的属性，大小完全由电源本身决定，与电源的体积和外电路的组成及变化情况无关．四、电源(池)的重要参数1．电动势：取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关．2．容量：电池放电时能输出的总电荷量．通常以安培小时(A·h)或毫安小时为单位(mA·h)．3．内阻：电源内部的电阻．(1)电池在使用过程中内阻变化较大，使用时间越长，内阻越大；(2)对同种电池来说体积越大，电池容量越大，内阻越小．规律方法考点鸟瞰高考热度考点一：非静电力做功的理解★★考点二：电动势与电势差的对比理解★★★考点三：电流中能量的综合分析★★考点一非静电力做功的理解1．静电力与非静电力的区别静电力是电场对放入电场中的电荷的作用，在含有电源的电路中，由电源、导线等元件所积累的电荷在电路中产生恒定电场，使自由电荷受静电力作用定向移动形成电流，静电力使正电荷从高电势向低电势移动．非静电力在电池中表现为不同物质间的化学作用，在发电机中表现为电磁作用，它使正电荷从电势较低的负极移动到电势较高的正极，与静电力的作用正好相反．2．静电力做功与非静电力做功的区别静电力做功，电荷的电势能(简称电能)减少，转化成其他形式的能，如内能、机械能等．非静电力做功，电荷的电势能增加，其他形式的能(化学能、机械能等)转化为电势能，由电源和用电器(如电阻)组成的闭合电路中，在电源内部非静电力把1C的正电荷由负极搬运到正极，电势能增加1J，然后在内外电路中静电力做功又把增加的1J电势能转化为其他形式的能(如内能)，周而复始．以下说法中正确的是()A．在外电路中和电源内部，正电荷都受静电力作用，所以能不断定向移动形成电流B．静电力与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少C．在电源内部正电荷能从负极到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，电势能减少，非静电力移动电荷做功，电势能增加【解析】电源内部非静电力做功使电荷的电势能增加，引出了电动势的概念，来描述非静电力的做功本领．而静电力移动电荷做正功的过程使电势能减少，D项正确．【答案】D考点二电动势与电势差的对比理解电势差电动势意义表示电场力做功将电能转化为其他形式能的本领大小表示非静电力做功将其他形式能转化为电能的本领大小定义UAB＝WAB/q，数值上等于将单位电荷量的正电荷从导体一端移动到另一端电场力所做的功E＝W非/q，数值上等于将单位电荷量的正电荷从电源负极移到正极非静电力所做的功正负含义电流流过电阻，电势降落，沿电流方向为正，逆电流方向为负一般的，在中学E取正值，不讨论反电动势问题决定因素由电源及导体的电阻和连接方式决定仅由电源本身决定测量方法将电压表并联在被测电路两端电压表并联在电源两端；伏安法联系电源开路时E＝U端，电路闭合时E＝U内＋U外(多选)铅蓄电池的电动势为2V，这表示()A．电路中每通过1C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．蓄电池能在1s内将2J的化学能转变成电能D．蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池(电动势为1.5V)的大【解析】从能量的角度来理解，电源电动势在数值上等于电路中移动单位电荷电源所提供的能量，所以A项正确；电源只有在断路时两端的电压在数值上才等于电源电动势，故B项错误；在1s内将2J的化学能转变为电势能反映的功率的含义，不是电源电动势，所以C项错误；电动势的物理含义是反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，所以D项正确．【答案】AD(多选)关于电动势E的说法中正确的是()A．电动势E的大小，与非静电力所做功的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【解析】电动势是一个用比值定义的物理量，这个物理量与这两个相比的量没有关系，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．电动势和电势差尽管单位相同，但本质上是不相同的，故选B、C两项．【答案】BC关于电动势，下列说法正确的是()A．电源两极间的电压等于电源电动势B．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能就越多C．电源电动势的数值等于内、外电压之和D．电源电动势由电源本身决定，与外电路的组成无关【解析】A、C项，电源没有接入电路时两极间的电压等于电源电动势，在闭合电路中电源两极间的电压是路端电压，电源电动势的数值等于内、外电压之和，故A项错误，C项正确；B项，电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大，但不是将其他形式的能转化为电能就越多．故B项错误；D项，电动势是描述电源把其他形式的能量转化为电能本领的物理量，大小由电源本身决定，与外电路的组成无关，故D项正确；故选C、D两项．【答案】CD【点评】本题考查了电动势的概念、电源工作时能量的转化等问题，难度不大，是一道基础题，熟练掌握基础知识即可正确解题．考点三电流中能量的综合分析电源内部，由电动势E＝W/q可得非静电力做功W1＝Eq，表示其他形式的能转化为电能的多少；外部电路中，电场力做功W2＝Uq表示电能转化为其他形式的能的多少，同时电源内部也有电场力做功，也要消耗电能W3，由能量守恒可知：W1＝W2＋W3.有一移动电话中的锂电池，当移动0.2C的电荷时非静电力做功是0.74J.(1)该电池的电动势是多少？(2)某次通话时，电流为10mA，时间为100s，那么，此次通话过程中消耗的电能是多少？【解析】(1)电动势E＝Wq＝0.740.2V＝3.7V；(2)消耗的电能：W＝EIt＝3.7×10×10－3×100J＝3.7J.【答案】(1)3.7V(2)3.7J【点评】本题考查电源的电动势，要注意明确电动势的计算及非静电做功的求解方法，注意单位的换算．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)由能量守恒知，内电路中有18J－14.4J＝3.6J的电能转化为内能．【答案】(1)18J(2)14.4J(3)3.6J聚焦高考高考考纲高考热度电动势★电动势在高考中极少涉及．