浙江省永嘉县楠江中学高中物理 电动势学案 新人教版选修31(1).doc

浙江省永嘉县楠江中学高中物理 电动势学案 新人教版选修3-13知道电源内阻、容量。【学法指导】1 用等效法分析电路中正电荷的定向移动；2用比值法定义电动势；3应用类比的方法理解电动势的物理意义。【知识链接】1.电场力做功与电势能的变化的关系：电场力做正功，电势能 ；电场力做负功，电势能 。 2在电场中，正电荷由低电势处向高电势处运动，静电力做 功，或者说正电荷 静电力做功，此过程要消耗 的能，通过克服静电力做功转化为电势能3电场中某两点间的电势差u .【课前预习】1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_极的正电荷经过电源_部不断地搬运到_极2在电源内要使正电荷向正极移动，就一定要有_力作用于电荷才行在这个过程中，电源使电荷的电势能_3在电池中，非静电力是_，它使_能转化为_能；在发电机中，非静电力是_，它使_能转化为_能从能量转化的角度看，电源是通过_力做功把_能转化为_能的装置4电动势的定义：在电源内部，非静电力所做的功w与被移送的电荷量q的比值叫做电源的电动势，即e_，其单位是_电动势在数值上等于非静电力把_电荷在电源内从负极移送到正极所做的功5电动势由电源中_的特性决定，跟电源的体积_，也跟外电路_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_.【课内探究】在金属导体中，如果自由电子向右做定向移动，这相当于正离子向哪个方向做定向移动？ （为了方便，以下按正电荷定向移动的说法进行讨论应用等效法）【问题一】对电源的理解1.某电源（正负极已在图中标出）与一段导线构成的电路如图所示，请你分别画出导线中电场的方向（请在导线中的细线条上用箭头画出）和每个正电荷所受的静电力方向如何？标出导线中电流的方向？在导线中，静电力对正电荷做正功还是做负功？这些正电荷的电势能是增加还是减少？要维持外电路中由电源 极流向 极的稳定的电流，电源要怎样搬运正电荷呢？ 2. 请你在图中分别画出电源内部电场的方向（请画出电场线的分布）和正电荷所受的静电力方向？在电源内部，静电力对正电荷做正功还是做负功？这些正电荷的电势能是增加还是减少？要点提炼1在电源外部：（1）正电荷的定向移动方向是从 到 ；（2）电流方向是从 到 ；（3）能量转化： 做正功，正电荷的电势能减少，其他形式的能量 （“增加”或“减少”），即 能转化为 能。2在电源内部：（）正电荷的定向移动方向是从 到 ；（2）电流方向是从 到 ；（3）能量转化： 力做正功， 力做负功， 即 能转化为 能。电源的作用：从能量转化的角度看，通过 力做功，把 能转化为 能。【问题二】电动势概念将电路中电源的工作特点和抽水机抽水的工作特点进行类比，体会电源电动势的物理意义。情景一：电源工作情景二：抽水机抽水图示功能电源： 力克服 力做功，增加电荷的 能抽水机： 力克服 力做功，增加水的 能类比不同的电源：把一定数量的正电荷从负极移到正极，两极间的电势差 （“相同”或“不同”）， 即非静电力做功的本领 （“相同”或“不同”）不同的抽水机：把一定质量的水从低处抽到高处，被举起的高度 （“相同”或“不同”），即抽水的本领 （“相同”或“不同”）不同的电源：使单位正电荷所增加的电势能 （“相同”或“不同”）。 不同的抽水机：使单位质量的水所增加的重力势能 （“相同”或“不同”）。要点提炼电动势（1）物理意义：表示电源 本领大小的物理量。（2）大小：在数值上等于非静电力把1c的 在电源内从负极移送到正极所做的 ，定义式为e= 。（3）单位： （v）（4）大小的决定因素：由电源中 决定，跟电源的 无关，跟 无关。（5）常用电池的电动势（阅读p44“科学漫步”完成）：干电池 铅蓄电池 锂电池 锌汞电池 2内阻：电源 导体的电阻。3容量：电池放电时能输出的 ，其单位是：ah，mah。针对训练1：铅蓄电池的电动势为2v，这表示a.电路中每通过1c的电量，电源把2j的化学能转变为电能b. 蓄电池两极间的电压为2vc. 蓄电池在1s内将2j的化学能转变成电能d. 蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5v）强针对训练2：手电筒中的干电池给小灯泡供电时，电流为0.3a，在某次接通开关的10s内，一节干电池中有多少化学能转化为电能？【问题三】 电动势和电势差的区别电动势的定义式为： ，电势差的定义式为： 某一电源的电动势e=1v表示什么？ 电场中a,b两点之间的电势差（电压）u=1v表示什么？（1）电动势：反映 把 能转化为 能的本领。电动势表征 的性质。（2）电势差：反映 把 能转化为 能的本领。电势差表征 的性质。例1 下列关于电源的说法中正确的是( )a在外电路和电源内部，正电荷都受到静电力的作用，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，正电荷能从负极移动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例2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动到正极，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单位正电荷从负极向正极移送所做的功越多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送到正极的电荷量越多例2书本p45 第3题1关于电动势e的下列说法中错误的是（ ）a电动势e的单位与电势、电势差的单位相同，都是伏特vb干电池和铅蓄电池的电动势是不同的c电动势e可表示为e=，由此可知电源内非静电力做功越多，电动势越大d电动势较大，表示电源内部将其它形式能将电能转化为电能的本领越大2（多）对电动势的理解，正确的是（ ）a电动势在数值上等于非静电力把1c的正电荷从负极移到正极所做的功b电动势在数值上等于静电力把1c的负电荷从正极移到负极所做的功c电动势在数值上等于静电力把1c的正电荷从负极移到正极所做的功d电源电动势越大，则它把其他形式的能转化成电能的本领就越强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电动势就是电池两极的电压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4（多）铅蓄电池的电动势为2v，这表示（ ）a电路中每通过1c电量，电源把2j的化学能转变为电能b蓄电池两极间的电压为2vc蓄电池能在1s内将2j的化学能转变成电能d蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池（电动势为15v）的大5（多）下列几种常见电池有关能量转化的说法正确的是（ ）a太阳能电池是将热能转化为电能的装置 b铅蓄电池是将化学能转化为电能的装置c光电池是将光能转化为电能的装置 d手摇发动机将机械能转化为电能6一台发电机用0.5a的电流向外输电，在1min内将180j的机械能转化为电能，则发电机的电动势为（ ）a6v b360v c120v d12v7（多）下列说法中正确的是()a同一型号干电池，旧电池比新电池的电动势小，内阻大，容量小b电源电动势e与通过电源的电流i的乘积ei表示电源内静电力的功率c1号干电池比5号干电池的电动势小，容量大d当通过同样的电荷量时，电动势为2v的蓄电池比1.5v的干电池提供的电能多8（多）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500mahb该电池的电动势为3.6vc该电池在工作1小时后达到的电流为500mad若电池以10ma的电流工作，可用50小时9. 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()a4.2v14.58mab4.2v700mac3.7v14.58ma d3.7v700ma9由若干节干电池串联组成的电池组，对一电阻供电，电路中的电流为2a，在10s电源做功为180j，则电源的电动势为多大？该电池组由几节干电池串联组成？10电动势为1.2v的计算器电池，若在电路中用1.2s时间移送2c的电量，则（1）电源把多少焦耳的其他形式的能转化为电能？（2）非静电力做功的功率多大？