(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 第三节
1.欧姆定律不适用于 ( )
A．金属导电 B．电解液导电
C．稀薄气体导电 D．半导体导电
答案：CD
2．根据部分电路欧姆定律，下列判断正确的有 ( )
A．导体两端的电压越大，电阻就越大
B．导体中的电流越大，电阻就越小
C．比较几只电阻的I－U图像可知，电流变化相同时，电压变化较小的图像是属于阻值较大的那个电阻的
D．由I＝可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比
答案：D
解析：R＝只是电阻计算的定义式，U＝0，I＝0时，R仍存在，即R与U和I不存在正反比关系．对一段确定的导体而言，R一定，故I与U成正比，D对．
3．某家用台灯可通过调节开关使它的亮度逐渐增大到最亮，若灯最亮时的电压为220V，工作电流为0.18A，则当电压为110V时，灯丝的电阻为 ( )
A．等于1222Ω B．等于611Ω
C．大于1222Ω D．小于1222Ω
答案：D
4．某同学做三种导电元件的导电性能实验，他根据所测量数据分别绘制了三种元件的I－U图象，如图所示，则下述判断正确的是 ( )
A．只有乙图正确
B．甲、丙图的曲线肯定是偶然误差太大
C．甲、丙不遵从欧姆定律，肯定不可能正确
D．甲、乙、丙三个图都可能正确，并不一定有较大误差
答案：D
5．以下给出几种电学元件的电流与电压的关系图象，如图所示，下列说法中正确的是 ( )
A．这四个图象都是伏安特性曲线
B．这四种电学元件都是线性元件
C．①②是线性元件，③④是非线性元件
D．这四个图象中，直线的斜率都表示了元件的电阻
答案：C
解析：伏安特性曲线是以I为纵轴，U为横轴的，所以A错误．线性元件并不只是说I－U图象是直线，而必须是过原点的直线，所以①②是线性元件，③④是非线性元件，B错误，C正确．在U－I图象中，过原点的直线的斜率才是导体的电阻．
6．如图所示，由实验测得在5s的时间内，从左往右穿过截面S的正电荷为2C，从右往左穿过截面S的电荷为2C(负电荷)，那么，电解液中的电流为________A．如果加在电解液两端的电压为10V，那么电解液的电阻为________Ω
.
答案：0.8 12.5
7．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，所需的器材如下图所示，据图所示的电路图，以笔画线代替导线，将实物连接好．
答案：如下图所示
8．某电流表的电阻RA＝0.02Ω，允许通过的最大电流Im＝3A，这个电流表能否直接连接到一节干电池的两极上？
答案：不可以
解析：解法一 电流表允许加上的最大电压
Um＝ImRA＝3×0.02V＝0.06V
它远低于一节干电池的电压(约1.5V)，所以不能把它直接连接到干电池的两极上．
解法二 也可以比较电流的大小进行判断：由于电池电压U＝1.5V，则通过电流表的电流：I＝＝A＝75A Im.
所以不可以把电流表直接连到干电池的两极上.
1.(2009·广州高二检测)一个阻值为R的电阻两端加上电压U后，通过电阻横截面的电荷量q随时间变化的图象如图所示，此图象的斜率可表示为 ( )
A．U B．R
C. D.
答案：C
2．如下图所示，是某晶体二极管的伏安特性曲线，下列说法正确的是 ( )
A．加正向电压时，二极管电阻较小，且随着电压的增大而增大
B．加反向电压时，二极管电阻较大，无论加多大电压，电流都很小
C．无论是加正向电压还是加反向电压，电压和电流都不成正比，所以二极管是非线性元件
D．二极管加正向电压时，电流随电压变化是一条直线
答案：C
3．如图所示的电路中，R1＝20Ω，R2＝40Ω，R3＝60Ω，R4＝40Ω，R5＝44Ω，则下面说法正确的是 ( )
A．若UAB＝140V，C、D端开路，UCD＝84V
B．若UAB＝140V，C、D端开路，UCD＝140V
C．若UCD＝144V，A、B端开路，UAB＝84V
D．若UCD＝144V，A、B端开路，UAB＝60V
答案：D
解析：当C、D两端开路时，C、D两端的电阻相当于无穷大，R2、R5可以看成是导线，所以等效电路图如图所示，测得的电压等于R3两端的电压，
UCD＝U＝70V
同理，当A、B端开路时，R1、R4可以看成是导线，所以等效电路图如下图所示，测得的电压等于R3两端的电压
UAB＝U＝60V，所以答案选D.
4．(2009·荷中高二检测)如图所示，图线1表示的导体的电阻为R1，图线2表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是 ( )
A．R1?R2＝1?3
B．R1?R2＝3?1
C．将R1与R2串联后接于电源上，则电流比I1?I2＝1?3
D．将R1与R2并联后接于电源上，则电流比I1?I2＝3?1
答案：AD
解析：I－U图象的斜率表示电阻的倒数，由图象可得R1?R2＝1?3，故A项对，B项错．R1与R2串联后电流相等，故C项错，R1与R2并联后电压相同由公式U＝IR，电流与电阻成反比，故D项对．
5．小灯泡的伏安特性曲线如下图所示(只画出了AB段)，由图可知，当灯泡两端电压由3V变为6V时，其灯丝电阻改变了________Ω.
答案：10
6．(2009·海淀模拟)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，要供选择的实验仪器如下：
器材 规格 器材 规格
小电珠 标有“3.8V，0．3A”字样 滑动变阻器R1 最大阻值10Ω，额定电流1.0A
电压表V 量程0～5V，内阻5kΩ 滑动变阻器R2 最大阻值1kΩ，额定电流0.5A
电流表A1 量程0～100mA，内阻4Ω 直流电源E 电动势约为6V，内阻约为0.5Ω
电流表A2 量程0～500mA，内阻0.4Ω 导线、电键等
(1)在上述器材中，滑动变阻器应选________；电流表应选________．
(2)在图中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路．
解析：(1)为方便电路调节，滑动变阻器应选择R1；小电珠正常工作时I额＝0.3A＝300mA>100mA，故电流表应选A2.
(2)因为要求小电珠上的电压从0增大，应选用分压电路；而小电珠正常工作时R灯＝＝Ω≈13Ω RV＝5kΩ，故电流表应选择外接法，其电路为
7．人体通过50mA的电流，就会引起呼吸麻痹，如果人体的最小电阻为800Ω，求人体安全工作电压，根据以上数据说明：为什么人体触到电压220V电线时会发生危险，而接触到干电池时却没有感觉？
答案：人体的安全电压为U＝IR＝50×10－3×800V＝40V.当人体接触220V电线时，其电压远远超过人体安全电压，通过人体的电流也远远超过50mA，所以会发生危险，而干电池仅几伏的电动势，通过人体的电流远小于50mA，故没有感觉．
