人教版高中物理选修31第2节电动势docxWord文件下载.docx
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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
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；
在外部电路中，负电荷靠电场力由负极流向正极，而内部电路中，正电荷由负极流向正极，因电场力与移动方向相反，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B、C、D正确。
答案：
BCD
电动势和内阻
1．电动势
非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功跟被搬运的电荷量的比值叫电源的电动势。
（2）公式：
E＝
（3）单位：
伏特，用“V”表示。
（4）物理意义：
电动势的大小反映了电源将其他形式的能转化为电能的本领，电动势大，表示电源的转化本领大。
（5）大小：
从做功角度，其数值等于非静电力把1_C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功。
（6）方向：
电动势是标量，为研究问题方便，规定其方向为电源内部电流的方向，即由电源负极指向正极。
（7）电动势的决定因素：
电动势是电源的属性，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。
2．电源的内阻及电池的容量
（1）电源的内阻：
电源的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，内阻与电动势为电源的两个重要参数。
（2）电池的容量：
①定义：
电池放电时能输出的总电荷量，通常以安培时（A·
h）或毫安时（mA·
h）作单位。
②特点：
电池的容量与放电状态有关，同样的电池，小电流、间断性放电要比大电流、连续放电的容量大。
（3）对同一种电池，体积越大，电池的容量越大，电池的内阻越小。
1．电动势E与电压U间的比较
物理量
比较内容
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，其他形式能转化为电能
定义式
U＝
，W为电场力做的功
，W为非静电力做的功
单位
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
2．电源的连接
（1）n个完全相同的电源串联：
电源的总电动势E总＝nE，电源的总内阻r总＝nr。
（2）n个完全相同的电源并联：
电源的总电动势E总＝E，电源的总内阻r总＝
。
[特别提醒]
（1）电动势E＝
与U＝
及电场强度E＝
等均采用比值定义法。
（2）电压U计算时有正有负，而电动势E只能取正值。
2．下面是对电源电动势概念的认识，你认为正确的是（ ）
A．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化
B．1号干电池比7号干电池大，但电动势相同
C．电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势就越大
D．电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同
电动势的大小由非静电力性质决定，与电池体积与容量无关，故A错，B对；
在数值上等于搬运1C电荷量把其他形式的能转化为电能的数值，C选项由于没确定多少电荷量，所以不对；
电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，而电压是电势差的大小，D错。
B
对电动势概念的理解
[例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的功越多
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送到正极的电荷量越多
[思路点拨] 在电源内部，通过非静电力做功，把正电荷从负极移到正极，电荷的电势能增加，电动势代表了非静电力做功的本领，它等于非静电力将单位正电荷从负极移到正极所做的功。
[解析] 电源是将其他形式的能量转化为电能的装置，是通过电源内部的非静电力做功来完成的，所以非静电力做功，电能就增加，因此A正确；
电源电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。
电动势在数值上等于移送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，移送的电荷量越多，所以C正确，B、D错误。
[答案] AC
电路中的能量转化问题
[例2] 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。
[思路点拨] 电源通过非静电力做功，将其他形式的能转化为电能，故W＝Eq，E为电动势；
外电路中电流做的功W1＝U1q，电能转化为其他形式的能；
内电路中电流做的功W2＝U2q，电能转化为其他形式的能，U1＋U2＝E。
[解析] 由电动势的定义可知，在电源内部非静电力每移送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，静电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，
所以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。
[答案]
（1）18J
（2）14.4J （3）3.6J
借题发挥
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，不能只认为静电力只在外电路做功，因电源有内阻，在内电路上部分电能转化为内能，这要通过静电力做功来实现转化。
电动势为1.2V的计算器电池，若在电路中用1.2s时间移送2C的电荷量，则：
（1）电源把多少焦耳的其他形式的能转化为电能？
（2）非静电力做功的功率多大？
（1）W＝Eq＝1.2×
2J＝2.4J。
（2）P＝
＝
W＝2W。
（1）2.4J
（2）2W
[随堂基础巩固]
1．关于电源的说法，正确的是（ ）
A．电源向外提供的电能越多，表明电动势越大
B．电动势表示电源将单位正电荷从负极移到正极时，非静电力做的功
C．在电源内部，从正极到负极电势逐渐提高
D．在电源外部，从正极到负极电势逐渐提高
电源是把其他形式的能转化为电能的装置。
在电源内部，非静电力做功，使电源正极电势低于负极电势；
在电源外部电场力做功，正极电势高于负极电势。
电源提供的电能E电＝qE，既与电动势E有关，又与电荷量q有关，B选项正确。
2．铅蓄电池的电动势为2V，这表示（ ）
A．电路中每通过1C的电荷量，电源把2J的化学能转变为电能
B．没有接入电路时蓄电池两极间的电压为2V
C．蓄电池在1s内将2J的化学能转变为电能
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）的大
蓄电池电动势2V表示每通过1C的电荷量，电源把2J的化学能转变为电能，故A对C错；
电源没有接入电路时，两极间的电压等于电源电动势，B正确；
由于蓄电池的电动势大于1节干电池的电动势，故其将化学能转化为电能的本领比干电池大，所以D正确。
ABD
3．关于电池的容量，下列说法中正确的是（ ）
A．电池的容量就是电池放电时能输出的总电荷量
B．对同一种电池，体积越大容量越小
C．电池的容量表示电池放电时能输出的电能
D．以上说法都不对
电池的容量表示电池放电时输出的总电荷量，A对，C错；
同一种电池，体积大容量大，B错。
A
4．下面是两个电池外壳上的说明文字
某型号进口电池
某型号国产电池
RECHARGEABLE
1.2V 500mA·
h
STANDARD
CHARGE
15h ac 50mA
GNY0.6（KR－AA）
1.2V 600mA·
hRECHARGEABLEABLESTANDARDCHARGE
15h ac 60mA
上述进口电池的电动势是__________V，上述国产电池最多可放出__________mA·
h的电荷量，若该电池平均工作电流为0.03A，则最多可使用________h。
电池的电动势是1.2V，容量是600mA·
h，
按0.03A的电流工作，最多可使用
t＝
＝20h。
1.2 600 20
[课时跟踪训练]
（满分50分 时间30分钟）
一、选择题（本大题共8个小题，每小题4分，共计32分。
每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内）
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．用电压表直接连到电源两端，电压表的读数就为电源电动势的大小
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
电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，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选项错，C选项对；
由电路知识可知，B选项对；
电动势越大，电源两极间的电压不一定越高，D项错。
BC
2．对电动势的定义式E＝W/q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表示非静电力做功
电动势是由电源中非静电力的特性决定的。
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。
CD
3.一节干电池的电动势为1.5V，其物理意义可以表述为（ ）
A．外电路断开时，1s内它能将1.5J的化学能转化为电势能
B．外电路闭合时，1s内它能将1.5J的化学能转化为电势能
C．外电路闭合时，1s内它能将1.5C的电荷量通过导线的某一截面
D．外电路闭合时，导线某一截面每通过1C的电荷量，整个电路就获得1.5J的电能
电动势是描述电源将其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。
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，也就是转化成的电能。
D
4．下列说法中正确的是（ ）
A．同一型号干电池，旧电池比新电池的电动势小，内阻大，容量小
B．电源电动势E与通过电源的电流I的乘积EI表示电源内静电力的功率
C．1号干电池比5号干电池的电动势小，容量大
D．当通过同样的电荷量时，电动势为2V的蓄电池比1.5V的干电池提供的电能多
同种型号的旧电池比新电池电动势略小，内阻略大。
但不同型号的干电池相比较，电动势相同而容量不同，故A正确，C错误；
电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，它等于非静电力移送单位电荷量所做的功，功率的表达式为EI，故B错误，D正确。
AD
5.如图1所示，这是一种化学原电池，电路中电流表的作用可以测电流的方向，测得外电路的电流方向如图中所示。
其中两金属板分别为锌板和铜板，电解槽中的电解液为硫酸铜。
下列说法中正确的是（ ）
A．A是铜板，B是锌板
B．A是锌板，B是铜板
C．A端是电源的正极，B端是电源的负极图1
D．该种电池能把化学能转化为电能
由外电路中的电流方向可知电源的正极为A，负极为B；
哪种金属失去电子即为该电池的负极，由于锌的化学性质活泼，因此，锌板为负极，即A为铜板，B为锌板；
在反应过程中，电池将化学能转化为电能，故A、C、D对。
ACD
6．电池容量就是电池放电时能输出的总电荷量，某蓄电池标有“15A·
h”的字样，则表示（ ）
A．该电池在工作1h后达到的电流为15A
B．该电池在工作15h后达到的电流为15A
C．电池以1.5A的电流工作，可用10h
D．电池以15A的电流工作，可用15h
电池上“15A·
h”是表示电池蓄存的电荷量数值，即q＝15A·
h＝15A×
1h＝1.5A×
10h，故C对，A、B、D均错。
C
7．一台发电机用0.5A电流向外输电，在1min内将180J的机械能转化为电能，则发电机的电动势为（ ）
A．6V B．360V
C．120VD．12V
由W＝Eq，q＝It可得：
V＝6V，
故A正确。
8．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：
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
其中正确的是（ ）
A．①②B．①③
C．②④D．③④
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，该电池的内阻已经变大了很多，故正确选项为C。
二、非选择题（本题共2小题，共18分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位）
9．（8分）铅蓄电池是太阳能供电系统的重要器件，它的主要功能是把太阳能电池板发的电能即时储存在电瓶内，以供用电设备使用。
某太阳能电池板给一电动势为15V的铅蓄电池充电时的电流为4A，充电10小时充满。
该铅蓄电池储存了多少电能？
W＝EIt＝15×
4×
10×
3600J
＝2.16×
106J。
2.16×
106J
10．（10分）如下表所示，是某一手机电池上的铭牌，仔细阅读铭牌上的数据，回答以下问题：
科健 BL－528M
KEJIAN 700mA·
h
标准3.7V锂离子电池
充电限制电压：
4.2V
执行标准：
GB/T18287－2000
待机时间：
48h
警告：
切勿投入火中！
！
只能使用指定充电器
Li－ion电池
制造厂商：
中国科健股份有限公司
地址：
深圳蛇口工业六路科健大厦
（1）该电池的电动势是多少？
（2）该手机待机状态下的平均工作电流是多少？
（3）每次完全放电过程中，该电池将多少其他形式的能转化为电能？
（1）由铭牌数据可知，电源电动势为E＝3.7V
（2）该电池容量q＝700×
10－3×
3600C
根据I＝
则I＝
A＝14.58mA
（3）W＝Eq＝3.7×
700×
3600J＝9324J。
（1）3.7V
（2）14.58mA （3）9324J
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