(共35张PPT)
※ 知道电源是能维持外电路中稳定电流的原因．
※※ 掌握电动势的概念及表达式
※ 了解电池内部能量的转化过程
要在电路中维持持续电流，电路中必须接有电源，电池是常见的电源，下图是常见的各种电池．
用什么物理量去描述电源的特性呢？
1．在外电路，正电荷由电源 流向 ．电源之所以能维持外电路中稳定的电流，是因为它有能力把来到 的正电荷经过 不断地搬运到 ．如图所示
正极
负极
负极
电源内部
正极
2．电源移动电荷，增加电荷的电势能，这与抽水机抽水增加水的重力势能很相似(如图所示)．不同的抽水机工作时，水能够被举起的高度有所不同，即单位质量的水所增加的 不同．与此类似，在不同的电源中，非静电力 也不相同：把一定数量的 在电源内部从 搬运到 ，在某些电源中非静电力可以做较多的功，电荷的 增加得比较多；而在另一些电源中，非静电力对同样多的电荷只能做较少的功， 的增加也较少．物理学中用 来表明电源的这种特性．
重力势能
正电荷
做功的本领
负极
正极
电势能
电势能
电动势
3．电动势的大小是由 决定的，与电源的体积和外电路的组成及变化情况 ．电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．
电源非静电力的特性
无关
(1)概念：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置．
(2)原理：在电源内部非静电力做功，其他形式的能转化为电能；在电源的外部电路，电场力做功，电能转化为其他形式的能．
(3)作用：保持两极间有一定电压，供给电路电能．
特别提醒：
(1)电源容量就是电源放电时能输出的总电荷量，通常以安培小时(A·h)或毫安时(mA·h)为单位．
(2)电源的电容量与放电状态有关，同样的电源，小电流、间断性放电要比大电流、连续放电的电容量大．
关于电源的说法正确的是 ( )
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，负电荷靠电场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
解析：无论电源内部还是外部电场都是由正极指向负极，故A错，在外部电路中，负电荷靠电场力由负极流向正极，而内部电路中，正电荷由负极流向正极，因电场力与移动方向相反，故必有非静电力作用在电荷上才能使其由负极流向正极，在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能，故B、C、D正确．
答案：BCD
(1)概念：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叫电源的电动势．
(2)公式：E＝
(3)单位：伏特
(4)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，在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．
(5)方向规定：电动势E是标量，为研究问题方便，规定其方向为电源内部电流方向，即由电源负极指向正极方向．
特别提醒：
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．
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．路端电压的大小 D．内外电阻之和
答案：A
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．
特别提醒：
电源的内阻由电源内部材料的性质来决定．电源的电动势和内阻是电源的两个很重要的参数，电池用久了电动势和内阻都要发生变化，但内阻的变化更大一些．
误区1：认为电动势与电势差是一回事．
点拨：电动势与电势差是两个不同的物理量，其区别与联系见下表
电势差U 电动势E
物理意义 电场力做功，电能转化为其他形式的能 非静电力做功其他形式的能转化为电能
定义式 U＝ ，W为电场力做的功 E＝ ，W为非静电 力做的功
单位 伏特(V) 伏特(V)
联系 E＝U内＋U外
电动势等于电源未接入电路时两极间的电势差
下列关于电动势的说法，正确的是 ( )
A．电源向外提供的电能越多，表示电动势越大
B．电动势表示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
D．在电源内从负极到正极电势的升高，等于闭合电路中内、外电阻的电势降落之和
解析：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．
在电源内部，非静电力克服静电力做功，将电荷从负极移送到正极，使电荷的电势升高了E；而电荷在电路的电阻上电势又分别降落了U内和U外．在闭合回路中有E＝U内+ U外．
答案：BD
点评：关于电动势的定义，课本上有几种说法：①电动势等于电源没接入电路时两极间的电压．②电源的电动势等于断路时的路端电压．③电源的电动势等于内、外电压之和．本题中又给了电动势一个新的定义，即电动势等于电源将单位正电荷从负极移送到正极非静电力所做的功．实际上这几个定义中应以本题给出的这个定义能最为本质地反映电动势是描述电源做功的本领．其他的几个说法只是说明了电动势与其他物理量之间的关系，不能反映电动势的本质．
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向正极移送电荷量越多
答案：AC
解析：电源是将其他形式的能量转化为电能的装置，在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加，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能的能力的物理量，电动势在数值上等于移送单位电荷量所做的功，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，被移送的电荷量越多，所以选项C正确.
将电动势为3.0V的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为2.4V，当电路中有6C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：由电动势的定义可知，在电源内部中非静电力每移送1C电荷，有3J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＝3×6J＝18J电源中共有18J其他形式的能转化为电能．
(2)W1＝U1q＝2.4×6J＝14.4J外电路中共有14.4J电能转化为其他形式的能．
(3)内电压U2＝E－U1＝3V－2.4V＝0.6V
∴W2＝U2q＝0.6×6J＝3.6J内电路中共有3.6J电能转化为其他形式的能．也可由能量守恒求出：W2＝W－W1＝3.6J.
点评：电源和电路都是实现能的转化的装置，做功是完成转化方式的量度．
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？
答案：4.5J
解析：已知工作电流I＝0.3A,10s时间内通过导体横截面的电荷量q＝It＝0.3×10C＝3C.
7号干电池电动势为1.5V.则根据能量守恒定律，电池将化学能转化为电能的量等于非静电力移动电荷所做的功：W＝qE＝3×1.5J＝4.5J.
手电筒的两节干电池，已经用过较长时间，灯泡只发出很微弱的光，把它们取出来，用电压表测电压，电压表示数很接近3V，再把它们作为一个台式电子钟的电源，电子钟能正常工作，下列说法正确的是： ( )
①这两节干电池的电动势减少了很多
②这两节干电池的内阻增大了很多
③这台电子钟的额定电压一定比手电筒的小灯泡的额定电压小
④这台电子钟的正常工作电流一定比小灯泡正常工作电流小
A．①② B．①③
C．②④ D．③④
解析：题目所给的材料中，有几点要特别注意：手电筒的灯泡发出很微弱的光，这说明通过小灯泡的电流已经很小，用电压表测两节干电池的电压示数接近3V，这说明每节干电池的电动势仍约为1.5V，把它们作为电子钟的电源，电子钟正常工作，说明电子钟的工作电流比较小．由此我们可以知道，干电池在用了很长一段时间之后，电动势的大小仍基本没变，那为什么手电筒却发出微弱的光呢？可见，该电池的内电阻已经变大了很多，故答案选C.
答案：C
点评：一般情况下，我们认为，电池在用久了之后，电动势会有明显的下降，其实，测量的结果表明，电动势的变化很小，主要的是电池的内电阻明显的变大，这是导致电池无法再用的原因．
小朋友在玩游戏时，如下图所示，将小球从地面搬至滑梯上面，再让小球从滑梯上滑至地面．为了保持总有小球从滑梯上滑下，小朋友必须不断地将小球从地面搬至滑梯上．小朋友对小球做功，使小球重力势能增加．
试分析回答：
(1)小球沿滑梯滚下的过程，可以类比电源在闭合电路中的哪一个过程？
(2)小朋友不断将小球从地面搬到滑梯上的过程，可以类比为电源在闭合电路中的哪一过程？
答案：(1)可以类比为电场力在外电路做正功将电能转化为其他形式的能的过程．
(2)可以类比为在电源内部非静电力做功将其他形式的能转化为电能的过程．第二章 第二节
1.关于电源的电动势，下面叙述正确的是 ( )
A．电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压
B．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化
C．电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量
D．在闭合电路中，当外电阻变大时，路端电压增大，电源的电动势也增大
答案：C
2．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
答案：D
解析：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．
3．关于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．电动势就是两板间的电压
C．电动势公式E＝中的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
答案：D
4．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1.2V，这表示 ( )
A．电路通过1C的电荷量，电源把1.2J其他形式能转化为电能
B．电源在每秒内把1.2J其他形式能转化为电能
C．该电源比电动势为1.5V的干电池做功少
D．该电源与电动势为1.5V的干电池相比，通过1C电荷量时转化为电能少
答案：AD
5．一台发电机用0.5A的电流向外输电，在1min内有180J的机械能转化为电能，则发电机的电动势为 ( )
A．6V B．360V
C．120V D．12V
答案：A
解析：E＝＝＝6V
6．如图为一块手机电池的背面印有的一些符号，下列说法正确的是 ( )
A．该电池的容量为500mA·h
B．该电池的电动势为3.6V
C．该电池在工作1小时后达到的电流为500mA
D．若电池以10mA的电流工作，可用50小时
答案：ABD
解析：电池上的3.6V表示电动势，500mA·h表示电荷容量，可以由电荷容量计算在一定放电电流下使用的时间，由500mA·h＝t×10mA，得t＝50h，所以A、B、D选项正确．
7．有一蓄电池，当移动1C电荷时非静电力做功是2J，该蓄电池的电动势是多少？给一小灯泡供电，供电电流是0.2A，供电10min，非静电力做功是多少？
答案：2V 240J
解析：E＝＝V＝2V.非静电力做的功转化成了其他形式的能．
W＝qE＝IEt＝0.2×2×10×60J＝240J.
8．移动电话中的锂电池电动势为3.6V，某次通话时，电流为10mA，时间为100s，那么此次通话过程有多少化学能转化为电能？
答案：3.6J
解析：W＝qE，q＝It
所以W＝EIt＝3.6×10×10－3×100J＝3.6J
1.对于不同型号的干电池，下列说法中正确的是 ( )
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：BD
解析：1号干电池与5号干电池内部的非静电力是相同的，所以电动势相同，但1号干电池的体积大，其容量大．
2．干电池的电动势为1.5V，这表示 ( )
A．电路中每通过1C的电荷量，电源就把1.5J的化学能转化为电能
B．干电池在1s内将1.5J的化学能转化为电能
C．干电池与外电路断开时，两极间的电势差为1.5V
D．干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2V的蓄电池强
答案：AC
解析：根据电动势的定义可知，A对，B错．电源在数值上还等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压，故C对．由电动势的物理意义可知，电动势越大，电源把其他形式的能转化为电能的本领越强，故D错．
3．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，由此可知电池的电动势、待机状态下的平均工作电流分别是 ( )
A．4.2V 14.58mA B．4.2V 700mA
C．3.7V 14.58mA D．3.7V 700mA
答案：C
解析：这是日常生活中常见的手机电池标注的信息，一般情况下我们都不去留意这些，其实这上面的信息很全面，它清楚地标明了电池的充电量为700mAh，待机时间为48小时，由此可知待机状态下的平均工作电流I＝＝＝14.58mA.这是一块标准电压为3.7V的电池，这说明它在工作时能提供的电压，即电动势为3.7V.故本题答案选C.
4．下图所示的是两个电池外壳的说明文字．左边进口电池的电动势是______V；右边国产电池最多可放出______mAh的电荷量，若电池平均工作电流为0.03A，则最多可使用________h．图中还提供了哪些信息？你能说明这些信息的物理意义吗？
答案：1.2 600 20 略
5．铅蓄电池是太阳能供电系统中的重要器件，它的主要功能是把太阳能电池板发的电能及时储存在电瓶内，以供用电设备使用．某太阳能电池板给一电动势为15V的铅蓄电池充电时的电流为4A，充电10h充满．该铅蓄电池储存了多少电能？
答案：2.16×106J
解析：W＝qE＝EIt＝15×4×10×3600J＝2.16×106J.
6．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5A，在10min内电源做功1.08×105J，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)
答案：2V
解析：由q＝I·t得q＝5×600C＝3000C
18组蓄电池的总电动势为
E＝＝V＝36V
故每组蓄电池的电动势为＝2V.
7．根据上题的已知条件，求：
(1)在10s钟内，整个电源中有多少其他形式的能转化为电能？
(2)若使用一段时间后发现电路中电流变为3A,5min内电源做功只有2.16×104J，则每组蓄电池的电动势变为多少？说明什么问题？
答案：(1)1800J (2)1.3V
解析：(1)整个电源的电动势E＝36V，在10s内电源移送的电荷量为q＝I·t＝5×10C＝50C，由电动势的意义可知W＝qE＝50×36J＝1800J.
(2)由q＝I·t＝3×300C＝900C，又E＝＝V＝24V，故每组电动势E′＝＝1.3V.说明长时间使用，电源的电动势会明显下降，应该及时充电．
