2019_2020版高中物理第二章2电动势课件新人教版选修.pptx

2 电动势,学习目标,1.知道电源是将其他形式的能转化为电势能的装置.2.了解电路中静电力和非静电力做功与能量转化的关系.3.理解电源电动势的基本含义,知道它的定义式,了解电源的内阻.,课前预习,课堂探究,随堂演练,课前预习 掌握新知,知识梳理,一、电源的作用 1.电源:通过 做功把 的能转化为电势能的装置.,非静电力,2.作用:使正、负极总保持 的正、负电荷. 3.工作原理:通过非静电力把正电荷由 搬运到 ,非静电力做功,使电荷的电势能增加,将 的能量转化为电势能. 4.能量转化:在电源内部,非静电力做正功,其他形式的能转化为 ,在电源外部, 做正功,电能转化为其他形式的能.,其他形式,一定数量,负极,正极,其他形式,电能,静电力,二、电源的电动势 内阻和容量 1.电动势 (1)物理意义:描述电源把其他形式的能转化为电势能 的大小.,本领,(2)大小:在数值上等于非静电力把 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功. (3)定义式:E= ,其中W表示移送电荷q时 做的功. (4)决定因素:由电源中 的特性决定,跟电源的体积无关,跟 也无关. 2.内阻和容量 (1)内阻:电源 导体的电阻. (2)容量:电池放电时能输出的总电荷量,其单位是Ah或 mAh.,1 C,非静电力,非静电力,外电路,内部,科学思维,1.思考判断,(1)在电源内部,电荷移动过程中,非静电力做功,电荷电势能增加.( ) (2)在电源内部,电荷移动过程中,只受到非静电力作用.( ) (3)在电源的内部,只存在其他形式的能转化为电势能的情况.( ) (4)电动势的单位跟电压的单位一致,所以电动势就是电源两极间的电压.( ) (5)电动势的大小由电源内非静电力的特性决定,与非静电力做功的多少无关.( ) (6)电池的容量大小由电池本身决定.( ),2.思维探究 (1)电源中,非静电力的作用是什么?,答案:在电源中,非静电力做功,把一定数量的正电荷在电源内从负极搬运到正极,使电荷的电势能增加,从而把其他形式的能转化为电势能. (2)对于不同型号的干电池,其电动势一般都为1.5 V,这说明了什么? 答案:电动势是描述电源特性的物理量,其大小取决于非静电力的性质,与电池体积无关,不同型号干电池只是容量不同.,要点一 电源工作原理的理解,课堂探究 突破要点,探究导学 (1)如图1,水池A,B的水面有一定的高度差,若在A,B之间用一细管连起来,则水在重力的作用下定向运动,A,B之间的高度差逐渐减小,最后消失.在这种情况下,水管R中只有较短时间的水流.怎样才能使R中有持续的水 流呢?,答案:(1)在A,B之间加一个抽水机,把水池B中的水抽到水池A中.,(2)如图2所示,电源在电路中的作用相当于抽水机的作用,它能不断地将流到负极的正电荷搬运到正极,从而保持正、负极有稳定的电势差,使电路中有持续的电流.电源是通过什么力做功实现这个功能的?,答案:(2)通过非静电力做功.,要点归纳 1.电源的“搬运”作用 (1)如图所示,在电源外部,在静电力作用下,正电荷从正极流到负极;在电源内部,非静电力又将正电荷从负极搬运到正极,这样电路中有持续的电流.,(2)在电源内部非静电力作用下,正极持续聚集正电荷,电势较高,所以电源使正、负极保持有稳定的电势差. 2.电源的“转化”作用 (1)在电源外部,静电力对正电荷做正功,减少的电势能转化为其他形式的能; (2)在电源内部,非静电力把正电荷由负极搬运到正极,克服静电力做功,将其他形式的能转化为电荷的电势能.,例1 (2019河北承德检测)以下说法中正确的是( ) A.在外电路和电源内部,正电荷都受静电力作用,所以能不断地定向移动形成电流 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,正电荷能从负极到达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,电势能减小;非静电力移动电荷做功,电势能 增加,D,解析:在电源内部和外部都存在着由正极指向负极的电场,在电源外部,正电荷受静电力作用,能不断地定向移动形成电流,此过程静电力做正功使电荷的电势能减少,在电源内部,正电荷所受静电力方向与移动方向相反,静电力不能使正电荷定向移动,而非静电力使正电荷由负极移动到正极,克服静电力做功,使电荷的电势能增加,故D正确.,学霸笔记,(1)在电池中,非静电力是化学作用,它使化学能转化为电势能;在发电机中,非静电力是电磁作用,它使机械能转化为电势能;不同的电源,非静电力的特性不同,但均使电荷电势能增加.,(2)静电力与非静电力做功的区别 非静电力只在电源内部对电荷做功,但静电力在整个内、外电路上都要做功. 非静电力对电荷做功,将其他形式的能转化为电势能;静电力对电荷做功,将电势能转化为其他形式的能.在整个电路上,非静电力做的功与静电力做的功相等.,(教师备用) 例1-1:(2019四川成都月考)关于电源的说法错误的是( ) 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,负电荷在静电力作用下由电源的负极流向正极 C.在电源内部电路中,正电荷在非静电力作用下由电源的负极流向正极 D.在电池中,是化学作用使化学能转化为电势能,A,解析:电源内部和外部电场都是由正极指向负极,故A错.在外电路中负电荷在静电力作用下向正极移动,静电力做正功将电势能转化为其他形式的能;在电源内部非静电力做功将正电荷从负极搬运到正极,将其他形式的能转化为电势能,电池中的非静电力是化学作用,故B,C,D正确.,BC,针对训练1 (2019山西太原月考)(多选)关于电源的说法,正确的是( ) A.电源向外提供的电能越多,表明电动势越大 B.电动势表示电源将单位正电荷从负极移到正极时非静电力做的功 C.在电源内部,从正极到负极电势逐渐降低 D.在电源外部,从正极到负极电势逐渐升高,要点二 对电动势的理解,探究导学 日常生活中经常接触到各种各样的电源,如图所示的干电池、手机电池,它们有的标有“1.5 V”字样,有的标有“3.7 V”字样.,如果把1 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极,电荷的电势能增加了多少?非静电力做了多少功?如果把1 C的正电荷从3.7 V的手机电池的负极移到正极呢?哪个电池做功本领大?,答案:从1.5 V干电池的负极移到正极,电势能增加了 1.5 J,非静电力做功1.5 J;从3.7 V手机电池的负极移到正极,电势能增加了3.7 J,非静电力做功3.7 J.3.7 V手机电池非静电力做功本领大.,要点归纳 1.概念理解 (1)不同电源的电动势不同 对于不同电源,电动势越大,表示将其他形式的能转化为电能的本领越大,其实质是非静电力做功的本领越大,即把相同数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极过程中,非静电力做功就越多.,(2)电动势是标量,但为研究问题的方便,常认为电动势有方向,规定其方向为电源内部电流的方向,即在电源内部由电源负极指向正极.,2.电动势和电压的区别与联系,例2 (2019河北衡水校级检测)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.该电池提供的总电能为1.5 J,A,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;电池所能提供的总电能由容量决定,与电动势大小无关.选项D错误.,学霸笔记,(1)电动势的大小等于在电源的内部从负极到正极移送单位正电荷非静电力做功的数值.一定要注意必须是“单位正电荷”,而不是“任意电荷”.,(教师备用) 例2-1:(2018福建三明测试)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. (1)铅蓄电池接入电路工作40 s,电源所消耗的化学能为多少?,解析:(1)对于铅蓄电池所在电路,40 s时间内通过的电荷量q1=I1t1= 4 C;铅蓄电池消耗的化学能W1=q1E1=8 J.,答案:(1)8 J,(2)干电池接入电路工作40 s,电源所消耗的化学能为多少? (3)哪种电池把化学能转化为电能的本领更大?,解析:(2)对于干电池所在电路, 40 s时间内通过的电荷量q2=I2t2=8 C. 干电池消耗的化学能W2=q2E2=12 J. (3)因为铅蓄电池电动势大,故铅蓄电池把化学能转化为电能的本领大.电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小.,答案:(2)12 J (3)铅蓄电池,针对训练2 (2019山东聊城检测)下列说法中正确的是( ) A.电源的电动势实质上就是电源两极间的电压 B.搬运相同量的电荷,非静电力做功越多的电源的电动势越大 C.电源的电动势与电压的单位相同,所以电动势和电压是一回事 D.不同电源,非静电力搬运相同量的电荷时做功相同,B,解析:电动势是描述电源把其他形式的能转化为电势能本领大小的物理量,其大小等于非静电力做功与移送电荷量的比值,而电压是两电极间的电势差,其大小等于静电力做功与移送电荷量的比值,电动势与电压有着本质的区别,所以选项A,C错;搬运相同的电荷量,非静电力做功越多,则功与电荷量比值越大,则电动势越大,选项B对;不同种类的电源电动势不相同,移送相同量的电荷时,由W=Eq可知非静电力做功不同,选项D错.,随堂演练 检测效果,1.下面是对电源电动势概念的认识,你认为正确的是( ) A.同一电源接入不同的电路,电动势就会发生变化 B.1号干电池比7号干电池大,所以电动势也一定比7号干电池大 C.电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领,电源把其他形式的能转化为电能越多,电动势就越大 D.电动势、电势差虽然它们的单位相同,但物理意义不相同,D,解析:电动势的大小由电源中非静电力的特性所决定,与外电路无关.所以同一电源接入不同的电路,电动势不会改变,则A错误;虽然1号干电池比7号干电池大,但它们的非静电力特性相同,电动势相同,则B错误;电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小,若电源把其他形式的能转化为电能越多,可能移送的电荷量较大,则电动势不一定大,则C错误;电动势、电势差的单位相同,都是伏特,但它们的物理意义不相同,则D正确.,2.(2019广州深圳检测)如图为一块手机电池的背面所示信息,下列说法错误的是( ) A.该电池放电时能输出的总电荷量为1 800 C B.该电池的电动势为3.6 V C.若电池以10 mA的电流工作,可用50小时 D.若两块电池串联使用电动势仍为3.6 V,D,3.(2019辽宁葫芦岛月考)一台发电机用0.5 A的电流向外输电,在1