电动势

《导体中的电场和电流、电动势》测试卷
班级 姓名 得分
第一卷 (选择题共30分)
一．选择题（共10小题；每题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）
1．对于金属导体，还必须满足下列哪一个条件，才能在导体中产生恒定的电流（ ）
A．有可以自由移动的电荷；
B．导体两端有电压；
C．导体两端有方向不变的电压；
D．导体两端有方向不变，且大小恒定的电压。
2．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2V
C．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
3．一架半导体收音机，电池供电的电流是8mA，也就是说 （ ）
A．1h电池供给1C的电量
B．1000s电池供给8C的电量
C．1s电池供给8C的电量
D．1min电池供给8C的电量
4．关于电流，下列说法中哪些是正确的 （ ）
A、通电导线中自由电子定向移动的速率等于电流的传导速率；
B、金属导线中电子运动的速率越大，导线中的电流就越大；
C、电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向；
D、国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位“安培”是基本单位。
5．有一横截面积为S的铜导线，流径其中的电流强度为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电量为e，此时电子的定向移动速度为v，在△t时间内，通过导线的横截面积的自由电子数目可表示为 （ ）
A．nvs/△t ；
B．nv△t ；
C．I△t/e ；
D．I△t/se 。
6．对于有恒定电流通过的导体，下列说法正确的是 （ ）
A．导体内部的电场强度为零
B．导体是个等势体
C．导体两端有恒定的电压存在
D．通过导体某个截面的电量在任何相等的时间内都相等
7．关于电动势，下列说法中正确的是 （ ）
A．在电源内部，由负极到正极的方向为电动势的方向
B．在闭合电路中，电动势的方向与内电路中电流的方向相同
C．电动势的方向是电源内部电势升高的方向
D．电动势是矢量
8．下列关于电源的说法中正确的是 （ ）
A、电源电动势的大小，等于电源没有接入电路时电源两极间的电压的大小，所以当电源接入电路时，电动势大小将发生变化；
B、闭合电路中，并联在电源两端的电压表的示数就是电源电动势的值；
C、电源的电动势是表示电源把其它形式的能转化为电能的本领的大小的物理量；
D、在闭合电路中，电源的内电压就等于电源两端的电压。
9．关于电流，下列说法中正确的是 （ ）
A．通过导线截面的电量越多，电流越大
B．电子运动的速率越大，电流越大
C．单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大
D．因为电流有方向，所以电流是矢量
10．有关电动势的说法中正确的是： （ ）
A．电源的电动势反映了电源将电能转化为其它形式的能的本领
B．电源提供的电能越多，电源的电动势越大
C．电源的电动势越大，也就是电源内的储存的电越多
D．当电路中通过1库仑电量时，电源消耗的其他形式能的数值等于电源电动势的值
班级 姓名 得分
第二卷(非选择题 共70分)
二．填空题（共10小题，每题2分，共20分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。）
11．电源是把______能转化为______能的装置，电动势是描述电源这种本领的物理量，它的单位是________，它是_______（填标量或矢量）。
12．在一条通有恒定电流的导线中，电流是I。如果每个电子的电量用e表示，那么，在时间t内通过该导线某一横截面的自由电子数等于__________。
13．导体中的电流是5μA，那么在3.2s内有______ C的电荷定向移动通过导体的横截面，相当于______个电子通过该截面。
14．在学校实验室的示波器中，电子枪两秒内发射了6×1013个电子，则示波管中的电流大小为 。
15．设金属导体的横截面积为S，单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动速度为v，那么在时间t内通过某一横截面积的自由电子数为______；若电子的电量为e，那么在时间t内，通过某一横截面积的电量为______；若导体中的电流I，则电子定向移动的速率为______。
16．银导线的横截面积S=4mm2，通以I=2A的电流。若每个银原子可以提供一个自由电子，则银导线每单位长度上的自由电子数的计算式n= ，计算的结果是n=____ 个/m。已知银的密度ρ=10.5×103kg/m3，摩尔质量M=108g/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1，计算结果取一位有效数字。
17．在氢原子模型中，电子绕核的运动可视为一个环型电流。设氢原子中电子沿半径为r的圆形轨道上运动，已知电子的质量为m，电子的电量为e，则其等效电流的电流强度等于________。
18．在横截面积为0.5m的电解液中，（1）若5s内沿相反方向通过此横截面的正、负离子的电量均为5C ，则电解液中的电流强度为________A，（2）若5s内到达阳极的负离子和达到阴极的正离子均为5C，则电流强度为_______A 。
19．在某次闪电中，持续的时间约0.005s，所形成的平均电流约 6×104A。若闪电过程中流动的电量以 0.5A的电流通过电灯，可供灯照明的时间为 s
20．在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的电子在加速电压U作用下被加速，且形成电流为I的平均电流，若打在荧光屏上的高速电子全部被荧光屏吸收。设电子质量为m，电量为e，进入加速电场之前的初速不计，则t秒内打在荧光屏上的电子数为 。
三．计算题（共5小题，其中第21题8分，第22题8分，第23题10分，第24题12分，第25题12分，共50分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
21．氢原子核外只有一个电子，它绕氢原子核运动一周的时间约为2.4×10-16 s，则电子绕核运动的等效电流多大？
22．由于摩托车等燃油放出的尾气对环境有一定的影响，所以电动车已是许多家庭的首选。已知电动自行车的电源是三组蓄电池，若每组蓄电池的电动势为2V。现有一辆电动自行车须充电，问当非静电力移动5×105 C的电量时，使用了多少电能？
23．某电解池，如果在1s钟内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是多少？
24．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？
25．一根铜导线，横截面积为1.0mm2，载有1.0安电流,已知铜导线内自由电子的密度n=8.5×1028个/m3，每个电子电量为1.6×10-19C，试求：铜导线中自由电子定向移动的速度为多大?
参考答案
1、D
2、A D
3、B
4、D
5、A C
6、C D
7、A B C
8、C
9、C
10、D
11、其他形式的，电，伏特，标量
12、It/e
13、1.6×10-5，1×1014
14、4.8×10A
15、nsvt，ensvt，I/ens　
16、ρSNA/M， 2×1023
17、
18、（1）2A，（2）1 A 。
19、600s
20、It/e
21、6.7×10-4A
22、3×106J
23、4.5J
24、3.2A
25、7.4×10-5m/s
课件13张PPT。2. 2 电 动 势正极负极电源++1、在导线中，电场方向是怎样的？
2、正电荷在导线中如何移动？电流方向是怎样的？3、在电源内部电场是怎样的？电源内部的电流方向如何？4、电源把正电荷从电源的负极搬到正极，电场力做正功还是负功？5、什么力来克服电场力做功？从能量的角度看，电源的作用是什么？ 从能量的角度看电源也是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置。一、电源的作用1.定义：非静电力把正电荷从负极移送到
正极所做的功跟被移送的电荷量的比值。二、电动势2.公式：3.物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。 电动势是1.5V的物理意义是什么？二、电动势伏特 V 1V=1J/C3、单位：5、标量4、特点：电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积、形状无关，与是否联入电路及外电路的情况无关。6、内阻：电源内部也是由导体组成的，也有电阻r，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数电动势与电压的区别电动势：W表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能（或其它形式能）， E表示移动单位正电荷消耗化学能（或其它形式能）
反映电源把其它形式能转化为电能的本领。
电压：W表示正电荷在电场力作用下从一点移到另一点所消耗的电势能，电压表示移动单位正电荷消耗的电势能。
反映把电势能转化为其它形式能的本领。
电动势表征电源的性质，
电势差表征电场的性质。
三、生活中的电池 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（mA ·h）
做单位影响电源的参数 电池的容量:内阻电动势容量AC课堂训练电路中每通过1C的电量，电源把2J的
化学能转变为电能
B. 蓄电池两极间的电压为2V
C. 蓄电池在1s内将2J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1.5V）强2、铅蓄电池的电动势为2V，这表示（ ）ABD课堂训练 电子点火器用的是1号干电池，袖珍收音机用的是7号干电池，新的1号干电池和7号干电池的电动势是否相同？内阻是否相同？课堂训练 手电筒中的干电池给小灯泡供电时，电流为0.3A，在某次接通开关的10S内，一节干电池中有多少化学能转化为电能？ 课堂训练如果E=3V，I=2A，请具体说明EI的含义。
思考与讨论 某个电动势为E的电源工作时，电流为I，
乘积EI的单位是什么？从电动势的意义来考
虑，EI表示什么？ 高中物理课堂教学教案 年 月 日
课 题
§ 2.2电动势
课 型
新授课（ 课时）
教 学 目 标
（一）知识与技能
理解电动势的概念，掌握电动势的定义式。
（二）过程与方法
通过本节课教学，使学生了解电池内部能量的转化过程，加强对学生科学素质的培养，。
（三）情感、态度与价值观
了解生活中的电池，感受现代科技的不断进步。
教学重点、难点
电动势的概念，对电动势的定义式的应用。
电池内部能量的转化；电动势概念的理解。
教 学 方 法
探究、讲授、讨论、练习
教 学 手 段
各种型号的电池，手摇发电机，多媒体辅助教学设备

教学活动
（一）引入新课
教师：引导学生回顾上节课学习的“电源”的概念。
在教材图2.1-2中电源的作用是什么？
教师：（投影）（如图所示）
学生思考，选出代表回答：电源能够不断地将电子从A搬运到B，从而使A、B之间保持一定的电势差；电源能够使电路中保持持续电流。
教师：电源P在把电子从A搬运到B的过程中，电子的电势能如何变化？从另一个角度看，电源又发挥了怎样的作用？
学生思考，选出代表回答：电子的电势能增加了。电源为电路提供了电能。
教师：自然界中的能量是守恒的，电源为电路提供了电能，必然会有其他形式的能量减少，从能量转化和守恒的角度，你认为电源是个怎样的装置呢？
学生思考，选出代表回答：电源是把其他形式能转化为电能的装置。
过度：电源又是如何把其他形式能转化为电能的呢？不同的电源把其他形式的能转化为电能的本领一样吗？这个本领用什么来描述呢？
（二）进行新课
1、电源
教师：（投影）教材图2.2-1（如图所示）
教师：（1）用导线将电源连成最简单的电路，电路由哪几部分组成？
（2）导线中的电场是什么电场？电流是怎样形成的？特点如何？为什么？
学生思考，选出代表回答：（1）电路由两部分组成，电源外部能看得见的部分，称为外电路；电源内部看不见的部分，称为内电路。
（2）导线中的电场是恒定电场。导线中的自由电子在电场力的作用下从电源正极向负极定向运动，形成电流。导线中的电流是恒定电流，因为导线中的电场是恒定电场，所以电子定向运动的速率是不变的，电流大小恒定。
教师：自由电子在导线中定向运动，电场力做什么功？电子的电势能如何变化？
学生：正功；减少。
教师：自由电子定向运动的速率是不变的，能量还守恒吗？该怎样理解？
学生：守恒。自由电子与带正电的离子相互碰撞，在定向运动过程中受到阻力作用，电子要不断克服阻力做功，其动能向热能转化。
教师总结：大家说的对，概括地说，在电源外部，电场力对自由电子做正功，是电能转化为其他形式能，这个过程中消耗了电能。这些电能又是哪里来的呢？
学生：电源把其他形式能转化为电能。
教师：根据前面的分析，大家讨论一下，电源是如何把其他形式能转化为电能的呢？
学生思考，分组讨论，选出代表回答。
点评：给学生创造思考、探究的空间，培养学生的探究精神和学习热情，培养学生交流合作的品质。通过学生的回答，培养表达能力。
学生代表回答：在电源内部也存在电场，电场方向也是从正极指向负极。根据电荷守恒定律，电源必须把自由电子不断地从正极搬运到负极，自由电子必须克服电场力做功，这就需要有“非静电力”作用于电子。这个“非静电力”是电源提供的。也就是说，电源通过非静电力做功，使电荷的电势能增加了。
教师点评、总结，引导学生建立起电源的概念：电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。
教师：出示干电池、手摇发电机，提出问题：干电池、手摇发电机都可以做电源，这些电源中的非静电力相同吗？所起的作用相同吗？谈谈你的看法。
学生思考，分组讨论，选出代表回答。
干电池中的非静电力是化学作用，手摇发电机的非静电力是电磁作用，前者把化学能转化为电能，后者把机械能转化为电能。非静电力虽然不同，但从能量转化的角度看，他们所起的作用是相同的，都是把其他形式能转化为电能。
点评：再次加深学生对概念的理解。
教师：电源有好多种，他们在把其他形式能转化为电能的本领相同吗？举例说明。
学生举例：手电筒、家用照明电灯、汽车上的照明电灯等，亮度不同。
教师：在物理学上，该如何描述电源的这种本领呢？（承上启下，过渡到下一问题）
2、电动势
教师：引导学生从静电力对电荷做功，电荷电势能增加的角度建立起电动势的概念。
思考问题：是不是静电力对电荷做的功越多，静电力做功的本领越大？该如何描述静电力做功的本领？
学生思考，分组讨论，选出代表回答。
静电力对电荷做功的多少与电荷的数量有关，不能用做功多少来反映做功的本领。
静电力把相同数量的电荷从电源的一个极搬运到另一极，做功越多，电荷获得的电势能就越多，可以用静电力做功与电荷量的比值来反映静电力做功的本领。
教师：电动势也是用比值定义的物理量，请把电动势的定义完整地说出来。并写出电动势的定义式。说明给物理量符号的意义和单位。
学生思考，得出电动势的定义，并写出电动势的定义式。
如果电源移送电荷q时非静电力所做的功为W，那么W与q的比值，叫做电源的电动势。用E表示电动势，则：
式中W，q的单位分别是焦耳（J）、库仑（C）；电动势E的单位与电势、电势差的单位相同，是伏特（V）。
电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关。
教师：电动势E的单位与电势、电势差的单位相同，电动势和电势差的物理意义有何不同呢？
学生思考，分组讨论，选出代表回答。
电动势：。W表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能（或其它形式能）， E表示移动单位正电荷消耗化学能（或其它形式能），反映电源把其它形式能转化为电能的本领）。
电压：。W表示正电荷在电场力作用下从一点移到另一点所消耗的电势能，电压表示移动单位正电荷消耗的电势能。反映把电势能转化为其它形式能的本领。
电动势表征电源的性质，电势差表征电场的性质。
教师指出：电源内部也是由导体组成的，也存在电阻。这个电阻叫做电源的内阻，大小由电源自身特点决定。内阻和电动势都是反映电源特性的物理量。
（三）课堂总结、点评
教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。
点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。
教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。
（四）实例探究
☆对电源电动势的理解
【例1】下列关于电源的说法，正确的是（ ）
A．电源向外提供的电能越多，表示电动势越大。
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，非静电力所做的功
C．电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大
D．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
分析 电源向外提供的电能除与电动势有关外，还与输出的电流、通电的时间有关。所以电源向外提供的电能多，并不意味着电源的电动势一定大。譬如，一个电动势较小的电源，如果长时间向外供电，照样可以提供较多的电能；一个电动势较大的电源，如果没有工作，即没对外供电，则它根本不向外提供电能。故选项A的说法错误。
选项B的说法是正确的。在此应注意“单位正电荷”和“非静电力”这两个关键词。“移送单位正电荷所做的功”即意味着表征的是电源的转化“本领”，“移送电荷所做的功”意味着电源的“贡献”。从这里可以看出“本领’与“贡献”的区别。我们说电动势表征的是电源把其他形式的能转化为电能的“本领”，而并未说电动势表征电源对外提供电能的“贡献”。“非静电力”顾名思义就是静电力之外的力，如化学作用的力、电磁作用的力等，电源正是通过“非静电力”做功，实现了将其他形式的能转化为电能。
电源的电动势决定于电源自身的性质，与有无外电路及外电路的情况无关。选项C错误。
电动势反映电源把其他能转化为电能本领的大小，电动势越大，移动同样电量的电荷非静电力做功越多，转化成的电能越多。D正确。
答案BD
☆对电动势定义式的应用
【例2】铅蓄电池的电动势为2 V，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20 s时间，电源所消耗的化学能分别为多少？哪一个电源把化学能转化为电能的本领更大？
解析：对于铅蓄电池的电路，20 s时间内通过的电荷量为q1=I1t=2 C，
对于干电池的电路，20 s时间内通过的电荷量为q2=I2t=4C，
由电动势的定义式得电源消耗的化学能分别为
J
J
电动势反映电源把其他能转化为电能本领的大小，电动势越大，电源本领越大。故铅蓄电池把化学能转化为电能的本领更大。
学 生 活 动
作 业
1、课下阅读课本第44页阅读材料《生活中的电池》
2、课下阅读课本第45页“做一做”，各学习小组对常用可充电电池进行调查，形成书面材料，同学之间进行交流。
3、完成P46“问题与练习”第1、2、3题。
板 书 设 计
教 学 后 记