高中物理第二章恒定电流2电动势讲义新人教版必修

2电动势第二章

恒定电流[学科素养与目标要求]物理观念：1.知道什么是电源，了解电路中静电力和非静电力做功与能量转化的关系.2.知道电动势的定义式，并会进行简单计算，了解电源的内阻.科学探究：收集信息，了解各种型号的电源、电池，知道同一种类的电池电动势相同，但内阻和容量不同.内容索引重点探究启迪思维探究重点达标检测检测评价达标过关自主预习预习新知夯实基础自主预习一、电源与非静电力做功1.非静电力的作用：把正电荷从

搬运到

，同时在该过程中非静电力做功，使电荷的

增加.2.电源(1)定义：通过非静电力做功把

转化为

的装置.(2)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，

转化为其他形式的能.负极正极电势能其他形式的能电势能电能电场力电能二、电动势和内阻1.电动势(1)定义：在电源内部，非静电力把正电荷从负极移送到正极________

与

的比值.(2)定义式：E＝

.单位：________(3)物理意义：反映电源

做功本领大小的物理量.(4)决定因素：由电源中

决定，跟电源的体积

，跟外电路

.2.内阻：电源

导体的电阻.所做的功W被移送电荷q非静电力非静电力的特性无关无关内部伏特(V)[即学即用]

判断下列说法的正误.(1)在电源内部，电荷移动过程中，电场力做负功，电荷电势能增加.(

)(2)所有的电源，均是将化学能转化为电势能的装置.(

)(3)电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比.(

)(4)E＝

只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源内非静电力的特性决定.(

)答案√××√重点探究[导学探究]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之间的高度差很快消失.在这个过程中，水管中只有一个短暂水流.怎样才能保持A、B之间稳定的高度差，在A、B之间形成持续的水流呢？答案需要加一个抽水机，把水池B中的水抽到水池A中.答案一、对非静电力的理解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，维持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？答案图1

图2答案通过非静电力做功.3.对比上述抽水过程和电荷在电路中的运动，分析它们的能量转化情况.答案当水由A池流向B池时重力做正功，减少的重力势能转化为其他形式的能；在电源外部，电场力对正电荷做正功，减少的电势能转化为其他形式的能；当抽水机将B中的水抽到A的过程中，要克服水的重力做功，将其他形式的能转化为水的重力势能；在电源内部，要靠非静电力作用于正电荷克服电场力做功，将其他形式的能转化为电荷的电势能.答案[知识深化]1.非静电力：电源内使正、负电荷分离，并使正电荷聚积到电源正极、负电荷聚积到电源负极的非静电性质的作用力，是对除静电力外能对电荷流动起作用的其他力的统称.2.来源(1)在化学电池(干电池、蓄电池)中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能.(2)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.3.功能关系：非静电力总是克服静电力做功，非静电力做功的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程.做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能.例1

(多选)下列说法正确的是A.在外电路和电源内部，正电荷都受非静电力作用，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电源内部非静电力克服静电力做

功的结果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解析答案√√解析在电源外部，电荷受静电力作用，而在电源内部，电荷既受静电力作用，又受非静电力作用，故能使电荷不断定向移动形成电流，选项A错误，C正确；静电力做功，使电荷电势能减少，非静电力做功，使电荷电势能增加，选项B错误，D正确.例2

(多选)电池给灯泡供电与人将球抛出在能量转化方面有相似之处，我们可以将电势能类比于重力势能，如图3所示，下列说法正确的是解析答案图3A.可以将电流通过灯泡时电流做功与抛球时人对球做功相类比B.可以将电池的非静电力做功与抛球时人对球做功类比C.可以将电流通过灯泡时电流做功与重力对球做功类比D.可以将电池的非静电力做功与重力对球做功类比√√解析将电势能类比重力势能，电流通过灯泡做功，电势能减少，可类比重力做功，重力势能减少.非静电力做功，电势能增加，可类比抛球时人对球做功，球重力势能增加，故B、C正确.二、对电动势的理解[导学探究]日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图4所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5V”字样，有的标有“3.7V”字样.图4如果把1C的正电荷从1.5V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1C的正电荷从3.7V的手机电池的负极移到正极呢？哪个电池做功本领大？答案答案把1C的正电荷从1.5V干电池的负极移到正极，电势能增加了1.5J，非静电力做功1.5J；从3.7V手机电池的负极移到正极，电势能增加了3.7J，非静电力做功3.7J.3.7V手机电池做功本领大.[知识深化]1.E＝

是电动势的定义式而不是决定式，E的大小与W和q无关，是由电源自身的性质决定的，电动势不同，表示电源将其他形式的能转化为电能的本领不同.2.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.3.电动势是标量，但为研究问题的方便，常认为其有方向，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.4.常用电池的电动势干电池铅蓄电池锂电池锌汞电池1.5V2V3V或3.6V1.2V5.容量：电池放电时能输出的总电荷量，其单位是：A·h或mA·h.例3一节干电池的电动势为1.5V，这表示A.电池中每通过1C的电荷量，该电池能将1.5J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1.5VC.该电池存储的电能一定比电动势为1.2V的电池存储的电能多D.将1C的电子由该电池负极移送到正极的过程中，非静电力做了1.5J

的功解析答案√解析电动势大小表示电池中每通过1C的电荷量，电池将其他形式的能量转化为电势能本领的大小，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；电动势为1.5V，表示电池内部非静电力将1C的电子由电源正极移送到负极过程中所做功的大小，故选项D错误.例4将电动势为3V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；答案18J解析由电动势的定义可知，在电源内部非静电力每移送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，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.W＝Eq＝3×6J＝18J，电源中共有18J其他形式的能转化为电能.解析答案(2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能；答案14.4J解析W1＝U1q＝2.4×6J＝14.4J，外电路中共有14.4J的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3.6J解析W2＝W－W1＝3.6J，内电路中有3.6J电能转化为其他形式的能.解析答案总结提升达标检测1.(对电源与非静电力做功的理解)(多选)下列说法中正确的是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，负电荷靠静电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.在干电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能答案1234√√√2.(对电动势的理解)(多选)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C.1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√答案1234解析√1234解析同种型号的旧电池比新电池电动势略小，内阻变大，容量变小，但不同型号的干电池相比较，电动势相同而容量不同，故A正确，C错误；电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，它等于非静电力移送单位电荷量所做的功，电源电动势E与通过电源的电流I的乘积EI表示电源消耗的总功率，故B错误，D正确.3.(对电流和电动势的理解)(2018·山东烟台市高一下期末)下列说法正确的是A.由电流I＝

可知I与q成正比B.电流有方向，所以电流是矢量C.电动势、电压和电势差名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同D.电源的电动势越大，说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极向

正极移送做功越多√1234答案4.(