高中物理人教版选修3-1 第二章 第2节电动势 课后作业 Word版含解析

1．(电动势的理解)电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力，因此(　　)
A．电动势是一种非静电力
B．电动势越大，表明电源储存的电能越多
C．电动势的大小是非静电力做功能力的反映
D．电源向外提供的电能越多，表明电动势越大
答案　C
解析　电动势是反映电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电势能本领的物理量，电动势越大说明这种转化本领越强，但不能说明储存的电能越多，故A、B错误，C正确；电源向外提供的电能多，电动势不一定大，D错误。
2．(电源综合)(多选)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把正电荷从负极向正极移动时，对单位电荷量的正电荷做功越多
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时，移送的电荷量越多
答案　AC
解析　电源将其他形式的能转化为电势能，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，电势能就增加，因此A正确；电源的电动势是反映电源内部其他形式的能转化为电势能本领的物理量，电动势在数值上等于移送单位电荷量的正电荷所做的功，不能说非静电力做功越多，电动势越大，也不能说电动势越大，移送的电荷量越多，故C正确，B、D错误。
3.下列对于电动势的定义式E＝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
答案　C
解析　电动势是描述电源非静电力搬运电荷本领大小的物理量，与W、q无关。
4．(电动势的理解)(多选)如图所示是常用在电子手表和小型仪表中的锌汞电池，它的电动势约为1.2 V，这表示(　　)
A．电路通过1 C的电荷量，电源把1.2 J其他形式的能转化为电能
B．电源在每秒内把1.2 J其他形式的能转化为电能
C．该电源比电动势为1.5 V的干电池做功少
D．该电源与电动势为1.5 V的干电池相比，通过1 C电荷量时其他形式的能转化为的电能少
答案　AD
解析　电动势在数值上等于将1 C电量的正电荷从电源的负极移到正极过程中非静电力做的功，该电池的电动势为1.2 V，表示该电池将1 C电量的正电荷由负极移送到正极的过程中，非静电力做了1.2 J的功，电源把1.2 J其他形式能转化为电能，故A正确；电源的电动势是1.2 V，不表示电源在每秒内把1.2 J其他形式能转化为电能，故B错误；电动势表示电源做功的能力的大小，不表示做功的多少，故C错误；电动势表示电源做功的能力的大小，1.2 V的锌汞电池与电动势为1.5 V的干电池相比，通过1 C电荷量时转化为的电能少，故D正确。故选A、D。
5.一台发电机用0.5 A的电流向外输电，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
答案　A
解析　q＝It，E＝＝＝ V＝6 V。
6．(电池容量的理解)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
答案　C
解析　此字样在很多电池上都有标注，它表示电池蓄存电荷量的情况，通过它可以知道电池在一定的放电电流下使用的时间，放电电流为1.5 A时，15 A·h＝1.5 A×10 h，故C正确。
7．(电源)(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，试分析下列说法中正确的是(　　)
A．正电荷从A经过电流计G流向B
B．电解槽中只有非静电力做功
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能
答案　CD
解析　由电流方向可知电源的正极为A，负极为B，故C正确。金属导线中是带负电的电子导电，从B经G流向A，A错误。在电源内部，电荷受非静电力和静电力的共同作用，静电力也做功，B错误。在反应过程中，电池将化学能转化为电能，故D正确。
8．(综合)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时间，电源所消耗的化学能分别为________和________，________把化学能转化为电能的本领更大。
答案　4 J　6 J　铅蓄电池
解析　对于含有铅蓄电池的电路，20 s时间内通过的电荷量为q1＝I1t＝2 C，对于含有干电池的电路，20 s时间内通过的电荷量为q2＝I2t＝4 C。由电动势的定义式E＝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，故铅蓄电池把化学能转化为电能的本领大。
9．(电源参数)随着中国电信业的发展，国产手机在手机市场上已经有相当大的市场份额，如图所示的是中国科健股份有限公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明。
(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？
答案　(1)3.7 V　(2)14.58 mA　(3)9324 J
解析　(1)由铭牌可以读得该电池的电动势为3.7 V。
(2)由铭牌知该电池的容量为700 mA·h，
所以I＝＝＝14.58 mA。
(3)转化的电能为
ΔE电＝W＝E·q＝3.7×700×10－3×3600 J＝9324 J。
B组：等级性水平训练
10．(综合)下列关于电池的说法正确的是(　　)
A．同一种干电池，旧电池比新电池的内阻小、容量小
B．电源电动势E与通过电源的电流I的乘积EI表示电源内部静电力的功率
C．1号干电池比5号干电池的电动势小、容量大、内阻小
D．当通过同样的电荷量时，电动势为2 V的蓄电池比电动势为1.5 V的干电池提供的电能多
答案　D
解析　同一种干电池，旧电池比新电池的内阻大，容量小，A错误；同一种干电池，不论是1号还是5号，其电动势是一定的，皆为1.5 V，但体积大的电池容量较大，内阻较小，故C错误；电源的电动势表示的是非静电力做功的本领，也就是电源将其他形式的能转化为电能的本领，非静电力做的功大小等于电源将其他形式的能转化为电能的多少，W＝Eq，电动势越大，通过相同的电荷量非静电力做的功越多，电源提供的电能越多，电动势E与通过电源的电流I的乘积EI表示在电源内部非静电力的功率，故B错误，D正确。
11.(综合)(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(　　)
A．R B．b C．r D．a
答案　BD
解析　非静电力的作用是在电源内部把正电荷(电子)由负(正)极拉向正(负)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B、D正确。
12．(电源及电动势)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；
(3)内电路中有多少电能转化为其他形式的能。
答案　(1)18 J　(2)14.4 J　(3)3.6 J
解析　由电动势的定义可知，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＝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。
(3)根据能量守恒：W2＝W－W1＝3.6 J。
13．(综合)一部数码相机中用的锂电池的电动势为3.6 V，容量为2000 mA·h(相当于以1000 mA的电流释放可放电2 h，以500 mA的电流释放可放电4 h，以此类推)。若关闭液晶屏时可拍摄照片800张左右，则每拍一张照片消耗的电能约为多少？若打开液晶屏时可拍摄照片300张左右，则每拍一张照片液晶屏消耗的电能约为多少？
答案　32.4 J　54.0 J
解析　该锂电池所存储的电能E电＝Eq＝EIt＝3.6×2000×10－3×3600 J＝25920 J，
关闭液晶屏时可拍摄照片800张左右，则每拍一张照片所消耗的电能约为 J＝32.4 J；
打开液晶屏时可拍摄照片300张左右，则此时每拍一张照片消耗的电能约为 J＝86.4 J，
则每拍一张照片液晶屏消耗的电能约为86.4 J－32.4 J＝54.0 J。