高中物理鲁科版选修3-1 练习电动势Word版含解析

　电动势
基础巩固
1下列说法错误的是(　　)
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,负电荷靠静电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
答案:A
2(多选)关于电动势,下列说法正确的是(　　)
A.在电源内部把正电荷从负极移到正极,非静电力做功,电势能增加
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到正极移送电荷量越多
解析:在电源内部,非静电力做正功,静电力做负功,所以电能增加,所以选项A正确;电源电动势是反映电源内部其他形式能转化为电势能的能力的物理量,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,被移送的电荷量越大,所以选项C正确。
答案:AC
3下列有关电压与电动势的说法正确的是(　　)
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.电动势是电源两极间的电压
C.电动势公式E=Wq中的W与电压U=Wq中的W是一样的,都是静电力做的功
D.电动势是反映电源把其他形式的能转化为电势能本领强弱的物理量
解析:电压与电动势是两个不同的概念,其中电动势公式E=Wq中W是非静电力做的功,而电压U=Wq中W则是静电力做的功,电动势的大小等于电路内、外电压之和。
答案:D
4一节干电池的电动势为1.5 V,这表示(　　)
A.电池中每通过1 C的电荷量,该电池能将1.5 J的化学能转变成电势能
B.该电池接入电路工作时,电池两极间的电压恒为1.5 V
C.该电池存储的电能一定比电动势为1.2 V的电池存储的电能多
D.将1 C的电子由该电池负极移送到正极的过程中,非静电力做了1.5 J的功
解析:电动势大小表示电池中通过1 C的电荷量电池将其他形式的能量转化为电势能的大小,并非表示电池内部储存的能量大小,故选项A正确,C错误;电动势大小等于电池接入电路前两极之间的电压大小,故选项B错误;电动势为1.5 V,表示电池内部非静电力将1 C的电子由电源正极移送到负极过程中所做功的大小,故选项D错误。
答案:A
5玉兔号月球车上的太阳能电池是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池,在太阳光正常照射下光电转换效率可达23%。单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V的电动势,获得0.1 A的电流,则每秒照射到单片单晶硅太阳能电池上的太阳光的能量为(　　)
A.0.24 J B.0.25 J
C.0.26 J D.0.28 J
解析:太阳能电池每秒提供的电能W=EI=0.6×0.1 J=0.06 J,所以照射到这种太阳能电池上的太阳光能量W'=W0.23≈0.26 J,C正确。
答案:C
6铅蓄电池的电动势为2 V,一节干电池的电动势为 1.5 V,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0.1 A和0.2 A。试求两个电路都工作 20 s,电源所消耗的化学能分别为多少。哪一个把化学能转化为电势能的本领更大?
解析:对于铅蓄电池所在电路,20 s内通过的电荷量q1=I1t=2 C;对于干电池所在电路,20 s内通过的电荷量 q2=I2t=4 C。
由电动势定义式E=Wq可得,电源消耗的化学能分别为
W1=q1E1=4 J,W2=q2E2=6 J。
因为E1>E2,电动势表征电源的转化本领,故铅蓄电池把化学能转化为电势能的本领大。
答案:4 J　6 J　铅蓄电池
能力提升
1关于电源的作用,下列说法正确的是(　　)
A.电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷
B.电源的作用是使导体中形成电场
C.电源的作用就是能保持导体两端的电压,使电路中有持续的电流
D.电源的作用就是使自由电荷运动起来
解析:电源的作用就是保持导体两端有电压,使电路中产生持续的电流。
答案:C
2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:此字样在很多充电电池上都有标注,它表示电池蓄存电荷量的情况,通过它我们可以知道电池在一定的放电电流下使用的时间,即15 A·h=1.5 A×10 h。
答案:C
3一台发电机用0.5 A的电流向外输电,在1 min内有 180 J 的机械能转化为电势能,则发电机的电动势为 (　　)
A.6 V B.360 V
C.120 V D.12 V
解析:1 min内它消耗的机械能转化为电势能,满足能量守恒定律。
W=IE·t,E=WIt=1800.5×60 V=6 V。
答案:A
4★(多选)如图所示,这是一种化学原电池,电路中电流计可以测出电流的方向,设测得外电路的电流方向如图所示,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,试分析下列说法正确的是(　　)
A.A是铜片,B是锌片
B.A是锌片,B是铜片
C.A端是电源的正极,B端是电源的负极
D.该种电池能把化学能转化为电势能
解析:由电流方向我们可以知道电源的正极为A,负极为B,首先选出C项。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,所以A为铜板,B为锌板,可选出A项。在反应过程中,电池将化学能转化为电势能。
答案:ACD
5(多选)手机的充电电池多为锂电池,假设锂电池的充电电流为500 mA,则以下说法正确的是(　　)
A.1 s通过电池某一横截面的电荷量为500 C
B.1 s通过电池某一横截面的电荷量为0.5 C
C.充电过程把其他形式的能转化为电势能
D.充电过程把电势能转化为其他形式的能
解析:由电流的定义式得q=It=0.5 C,故A错,B对;充电过程是将电势能转化为其他形式的能储存起来,故C错,D对。
答案:BD
6一架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)。若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势能约为　　　J;若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:锂电池所储存的电势能为E=UIt=3.6×1 000×10-3×3 600 J=12 960 J。若关闭液晶屏时可拍摄照片400张左右,则每拍摄一张照片所消耗的电势能约为E=12 960400 J=32.4 J;若打开液晶屏时可拍摄照片150张左右,则每拍摄一张照片所消耗的电势能约为E=12 960150 J=86.4 J,则每拍摄一张照片液晶屏消耗的电势能约为E=86.4 J-32.4 J=54.0 J。
答案:32.4　54
7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势能;
(2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能。
解析:(1)W=Eq=3.0×6 J=18 J
电源中共有18 J其他形式的能转化为电势能。
(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