课件22张PPT。第二章 恒定电流 第2节 电 动 势 栏目链接 据德国《科学画报》杂志报道，来自德国慕尼黑的一家芯片研发企业研究出的这种新型电池，主要由一个可感应温差的硅芯片构成．当这种特殊的硅芯片正面“感受”到的温度较之背面温度具有一定温差时，其内部电子就会产生定向流动，从而产生“微量但却足够用的电流”． 栏目链接 负责研发这种电池的科学家温纳·韦伯介绍说：“只要在人体皮肤与衣服等之间有5 ℃的温差，就可以利用这种电池为一块普通的腕表提供足够的能量．”其实日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如下图所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5 V”字样，有的标有“7.4 V”字样．这些数值代表什么？它表示电池的何种特性？ 栏目链接 栏目链接 栏目链接1．在外电路中，正电荷由电源的______极流向______极．在电源的内部靠“非静电力”把正电荷从________极搬运到________极．
2．电源是通过非静电力做功把____________能转化为____________的装置．
3．电动势用来表示__________把其他形式的能转化为________本领的物理量．用E来表示．定义式为________．其单位是________．正负负正其他形式的电势能电源电能伏特 栏目链接4．电动势由电源中_______________决定，跟电源的体积____________，跟外电路____________．
5．电源的重要参数有______，________，______等．非静电力的特性无关无关电动势内阻容量 栏目链接 栏目链接一、电源
1．定义：电源是把其他形式的能转化为电能的装置．
例如：干电池和铅蓄电池能够把化学能转化为电能，水轮发电机能够把机械能转化为电能．
2．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． 栏目链接 例1 电源的认识，下列说法正确的是( )
A．电源是为电路提供自由电荷的装置
B．电源的作用是保持导体两端有持续的电势差
C．电源的作用是使绝缘材料体变成导体
D．电源使导体中的自由电子发生定向移动 栏目链接解析：
答案：BD 栏目链接变 式
迁 移1．对于不同型号的同种材料干电池，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号干电池的容量大
C．1号干电池的内阻比5号干电池的内阻大
D．把1号和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：B 栏目链接二、电源的主要参数1．电动势．
从能量转化的角度来看，非静电力移动电荷做功的过程，就是把其他形式的能转化为电能的过程．在不同的电源中，非静电力不同，其做功本领也不同，即把相同数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极，非静电力做功的多少不同，则转化成电能的多少就不同，物理学中用电动势来描述电源的这种特性。 栏目链接 栏目链接(6)四点诠释电动势概念．
①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．
②电动势是电源的专有名词，而电压、电势差等指一段电路的电势降落． 栏目链接③电动势的定义有以下几种说法：电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压；电动势等于断路时的路端电压；电动势等于内、外电压之和等．
④电动势越大，表明每移动1 C电荷，电源可把更多的其他形式的能量转化为电能，而不能表明电源容量大．
2．内阻．
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．内阻和电动势同为电源的重要参数． 栏目链接例2 下列关于电动势的说法，正确的有( )
A．电源的电动势越大，非静电力将正电荷从负极移送到正极做的功一定越多
B．电源的电动势越大，非静电力将单位正电荷从负极移送到正极做的功一定越多 栏目链接C．电源的电动势越大，非静电力将正电荷从负极移送到正极的电荷量一定越多
D．电源的电动势越大，非静电力移动相同电荷量转化的电能一定越多 栏目链接 解析：非静电力移送电荷做的功W＝Eq，当电动势越大时，将1 C正电荷从负极移送到正极做的功一定多，A选项错误，B选项正确．在电源内部，非静电力移送电荷量为q＝It，电动势大的，移送的电荷量不一定多，C选项错．由W＝Eq知，电动势越大，非静电力移动相同电荷量做的功越多，产生的电能也越多，D选项正确．
答案：BD 栏目链接变 式
迁 移2．关于电源的电动势，下列说法中正确的是( )
A．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化
B．1号干电池比7号干电池的体积大，但电动势相同
C．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
D．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 答案：B 栏目链接物理·选修3－1(人教版)
第2节 电 动 势
?基础巩固
1．(双选)铅蓄电池的电动势为2 V，这表示( )
A．电路中每通过1 C电荷量，电源把2 J的化学能转变为电能
B．蓄电池两极间的电压为2 V
C．蓄电池在1 s内将2 J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1.5 V)的大
答案：AD
2．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．电源两端电压的大小 D．电路的电阻
解析：由E＝得W＝Eq，故单位电荷量的正电荷移动一周，电路中释放的总能量决定于电源电动势E.
答案：A
3．(双选)太阳能电池已经越来越多地应用于我们生活中，有些太阳帽前安装的小风扇就是靠太阳能电池供电的．可以测得某太阳能电池可产生0.6 V的电动势，这表示( )
A．电路中每通过1 C电荷量，太阳能电池把0.6 J的太阳能转变为电能
B．无论接不接入外电路，太阳能电池两极间的电压都为0.6 V
C．太阳能电池在1 s内将0.6 J的太阳能转变为电能
D．太阳能电池将太阳能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)将化学能转化为电能的本领小
解析：电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷从电源内部的负极移到正极所做的功，即把太阳能转化为电能的多少，而不是在1 s内转变的电能．电动势越大，将其他形式的能转化为电能的本领越大．故A、D对，C错；电源在不接入电路时，两极间的电压大小为电动势，故B错．
答案：AD
4．电池容量就是电池放电时输出的总电荷量，某蓄电池标有“15 A·h”的字样，则表示( )
A．该电池在工作1 h后达到的电流为15 A
B．该电池在工作15 h后达到的电流为15 A
C．电池以1.5 A的电流工作，可用10 h
D．电池以15 A的电流工作，可用15 h
解析：蓄电池标有“15 A·h”的字样，表示电池的蓄存电荷量的情况．即电池工作时，放电电流为1.5 A时，工作时间为10 h，故C正确．
答案：C
5．有关电压与电动势的说法中正确的是( )
A．电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法
B．电动势就是电源两极间的电压
C．电动势公式E＝中W与电压U＝中的W是一样的，都是电场力做的功
D．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量
解析：电压和电动势单位虽然相同，但它们表征的物理意义不同，不是同一个物理量，故A、B均错；电动势公式E＝中的W是非静电力做的功，故C错；由电动势物理意义知D对．
答案：D
6．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移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：本题主要考查关于电动势的基本概念的理解．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项对．
答案：D
?能力提升
7．一台发电机用0.5 A电流向外输电，在1 min内将180 J的机械能转化为电能，则发电机的电动势为( )
A．6 V B．360 V C．120 V D．12 V
解析：一分钟内通过电源内部的电荷量q＝It＝0.5×60 C＝30 C，由E＝得，发电机的电动势E＝ V＝6 V.
答案：A
8．一块数码相机中用的锂电池的电压为3.6 V，容量为1 000 mA·h(相当于用1 000 mA的电流释放可放电1 h，用500 mA的电流释放可放电2 h，以此类推)．当关闭液晶屏时可拍摄照片400张左右，则每拍一张照片所消耗的电能约为____________J；当打开液晶屏时可拍摄照片150张左右，则每拍一张照片液晶屏消耗的电能约为____________J.
解析：电源输出的总电能E＝UQ＝UIt＝3.6×1×3 600 J＝12 960 J．关闭液晶屏时，每拍一张照片消耗的电能E1＝＝32.4 J．打开液晶屏时，每拍一张照片消耗的电能E2＝＝86.4 J．每拍一张照片液晶屏消耗的电能E3＝E2－E1＝86.4 J－32.4 J＝54 J.
答案：32.4 54
9．有一蓄电池，当移动1 C电荷时非静电力做功是2 J，该蓄电池的电动势是多少？给一小灯泡供电，供电电流是0.2 A，供电10 min，非静电力做功是多少？
解析：根据电动势的定义E＝＝V＝2 V.
根据能量转化守恒定律，非静电力做的功为W非＝qE，又q＝It，所以W非＝IEt＝0.2×2×10×60 J＝240 J.
答案：2 V 240 J
10．如下图所示的是两个电池外壳的说明文字．图中所述进口电池的电动势是________V；所述国产电池最多可放出________mAh的电荷量，若电池平均工作电流为0.03 A，则最多可使用________h．图中还提供了哪些信息：________.
(某型号进口电池?
RECHARGEABLE?1.2 V 600 mAh?
STANDARD?
CHARGE?
15 h ac 50 mA)
某型号国产电池
GNY0.6(KR——AA)
1．2 V 600 mAh
RECHARGEABLE
STANDARD CHARGE
15 h ac 60 mA
解析：进口电池的电动势是1.2 V，国产电池最多可放出600 mAh的电荷量．由t＝＝20 h，即最多可使用20 h．图中还提供了充电时间和充电电流等．
答案：1.2 600 20 充电时间及充电电流等
11.将电动势为3.0 V的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为2.4 V，当电路中有6 C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？
解析：由电动势的定义可知，在电源内部中非静电力每移送1 C电荷，有3 J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＝3×6 J＝18 J．电源中共有18 J其他形式的能转化为电能．
(2)W1＝U1q＝2.4×6 J＝14.4 J．外电路中共有14.4 J电能转化为其他形式的能．
答案：(1)18 J
(2)14.4 J
