人教版物理选修3-1 同步练习：第2章 第2节 电动势

第2节　电动势
电动势的概念
1.(多选)以下有关电动势的说法正确的是(　BD　)
A.电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比,跟通过的电荷量成反比
B.电动势为2
V,其表示电路中每通过1
C电荷量,电源把2
J的其他形式的能转化为电能
C.非静电力做的功越多,电动势就越大
D.E=只是电动势的定义式而非决定式,电动势的大小由电源内非静电力的特性决定
解析:电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置,电动势是表征电源这种转化本领大小的物理量,电动势的大小是由电源本身决定的,E=只是电动势的定义式而非决定式,选项A,C错误,D正确;由E=知,电动势在数值上等于在电源内移送单位电荷量时,
非静电力做功将其他形式的能转化为电能的大小,所以选项B正确.
对公式E=的理解
2.蓄电池的电动势为2
V,用该电源为某电路供电,电路中每通过3
C电荷量时,关于电路中的能量转化,以下说法正确的是(　B　)
A.在电源外部把6
J的电能转化为化学能
B.电路把6
J的电能转化为其他形式的能
C.在电源内部把6
J的电能转化为化学能
D.在电源内部把3
J的化学能转化为电能
解析:在电源内部非静电力做功为6
J,说明将6
J的化学能转化为电能,选项C,D错误;电路中的静电力做功为6
J,说明将6
J的电能转化为其他形式的能,可能是内能,也可能是机械能,也可能是化学能,选项A错误,B正确.
3.(多选)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(　AD　)
A.电路中每通过1
C电荷量,太阳能电池把0.6
J的太阳能转化为
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的太阳能转化为电能
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内转化的电能.电动势越大,将其他形式的能转化为电能的本领越大,故选项A,D正确,C错误;电源在不接入电路时,两极间的电压大小为电动势,故B错.
4.(2016银川一中期中)下列各种说法中正确的是(　C　)
A.电流的定义式I=,只适用金属导体中自由电子定向移动形成的
电流
B.电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移送到正极时静电力所做的功
C.电动势为1.5
V的干电池表明干电池可以使2
C的电荷具有3
J的电能
D.2号干电池比5号干电池的体积大,电动势也大
解析:电流的定义式I=适用于一切电流的计算,A错误;根据电动势的定义式E=可知,电动势在数值上等于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,B错误;根据公式E=可得电动势为1.5
V的干电池表明干电池可以使2
C的电荷具有3
J的电能,C正确;2号干电池比5号干电池的体积大,但电动势相同,都为1.5
V,D错误.
5.(多选)干电池的电动势为1.5
V,以下说法正确的是(　ABD　)
A.电路通过1
C电荷量,电源有1.5
J化学能转化为电能
B.电路通过1
C电荷量,电源供给的能量为1.5
J
C.电路通过1
C电荷量,电源静电力做功1.5
J
D.电路通过1
C电荷量,电源非静电力做功1.5
J
解析:电源的电动势在数值上等于非静电力把1
C的正电荷从负极移到正极所做的功,是电源提供的能量,也是化学能转化的电能,故选项A,B,D正确,选项C错.
6.下面是对电源电动势概念的认识,你认为正确的是(　B　)
A.同一电源接入不同的电路,电动势会发生变化
B.1号1.5
V干电池比7号1.5
V干电池大,但电动势相同
C.电动势表征了电源把其他形式能转化为电能的本领,电源把其他形式能转化为电能越多,电动势越大
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
解析:电源本身就确定了其电动势,与外电路无关,选项A错误;两种干电池的电动势都是1.5
V,选项B正确;电动势是电源本身的属性,与转换能量的多少无关,选项C错误;电动势与电压、电势差是不同概念,选项D错误.
7.(多选)如图为伏打电池示意图,由于化学反应,在A,B两电极附近产生了很薄的两个带电接触层a,b.沿电流方向绕电路一周,非静电力做功的区域是(　BD　)
A.R
B.b
C.r
D.a
解析:非静电力的作用是在电源内部把正电荷由负极移到正极,所以非静电力做功的区域是电极附近的a,b,而不是电路中,故选项B,D
正确.
8.将电动势为3
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;
(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,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;在外电路中,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=3×6
J=18
J,电源中共有18
J其他形式的能转化为电能.
(2)W1=Uq=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.
(3)由能量守恒知,内电路中有18
J-14.4
J=3.6
J的电能转化为其他形式的能.
答案:(1)18
J　(2)14.4
J　(3)3.6
J
9.电池的容量也是电池的一个重要参数,电池的容量就是电池放电时能输出的总电荷量,通常用安培小时(A·h)或毫安小时(mA·h)做单位.一节新的普通国产5号干电池,电动势为1.5
V,做放电实验时,用0.3
A的放电电流,每天放电
5
min,累计可放电15天,此后基本失效,上述干电池用于石英电子钟,可使钟走动一年时间.试估算该干电池的容量及石英电子钟的平均工作电流.
解析:干电池用0.3
A放电的时间共为75
min=1.25
h,电池的容量为q=It=0.3×1.25
A·h=0.375
A·h,石英电子钟的平均工作电流为I==
A≈4.3×10-5
A.
答案:0.375
A·h　4.3×10-5
A
(教师备用)
【补偿题组】
1.(针对第8题)电动势为20
V的电源向外供电,已知它在1
min时间内移送120
C的电荷,则:
(1)这个回路中的电流是多大
(2)电源产生了多少电能
解析:(1)回路中的电流I==
A=2
A.
(2)电源产生的电能W=qE=120×20
J=2.4×103
J.
答案:(1)2
A　(2)2.4×103
J
2.(针对第9题)由于摩托车等燃油放出的尾气对环境有一定的影响,所以电动自行车已是许多家庭的首选.已知电动自行车的电源是18组蓄电池,当正常行驶时,电路中电流为
5
A,在10
min内电源做功1.08×105
J,则每组蓄电池的电动势为多少 (串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和)
解析:由q=I·t得q=5×600
C=3
000
C,
18组蓄电池的总电动势为
E==
V=36
V,
故每组蓄电池的电动势为=2
V.
答案:2
V