2018-2019學年高中物理 第二章 恒定電流 2.2 電動勢課件 新人教版選修3-1.ppt

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1、2 電動勢,【自主預(yù)習】 1.電源： (1)概念：通過_________做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為 _______的裝置。,非靜電力,電勢能,,(2)作用：外電路：正電荷從電源_____流向_____， 形成持續(xù)電流，電源的作用是_____外電路中這種持續(xù) 電流。 內(nèi)電路：電源提供“非靜電力”，通過這種力做 功，把正電荷從_____搬運到_____，使電荷的電勢 能增加。,正極,負極,維持,負極,正極,2.電動勢： (1)物理意義：反映電源_____________本領(lǐng)大小的物 理量。 (2)定義：電動勢指在電源內(nèi)部，非靜電力把_______ 由負極移送到正極，非靜電力所做的功W與電荷量q的 _

2、____。 (3)公式：E=_____。單位：伏特(V)。,非靜電力做功,正電荷,比值,,(4)大小的決定因素：由電源中_________特性決定， 跟電源的體積_____，跟內(nèi)外電路也_____。,非靜電力,無關(guān),無關(guān),【預(yù)習小測】 1.關(guān)于電動勢，下列說法正確的是() A.所有電池的電動勢都是1.5 V B.體積越大的電源，其電動勢一定越大 C.電動勢數(shù)值上就等于電源正負極之間的電壓 D.電動勢表示電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng),,【解析】選D。各種干電池的電動勢都是1.5 V，鉛蓄 電池的電動勢是2 V，故A錯誤；電動勢是表示電源把 其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)強弱，與電源的體積 無

3、關(guān)，如各種體積干電池的電動勢都是1.5 V，故B錯 誤；電源正負極之間的電壓是路端電壓，電源的電動 勢在數(shù)值上等于內(nèi)、外電壓之和，電源沒有接入電路,,時兩極間的電壓在數(shù)值上等于電源的電動勢，故C錯誤；電動勢表示電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，故D正確。,,2.(多選)對電動勢的定義式E= 的理解正確的 是() A.E與W成正比 B.E與q成反比 C.E的大小與W、q無關(guān) D.W表示非靜電力做功,,【解析】選C、D。電動勢是由電源中非靜電力的特性決定的。表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負極移送到正極所做的功。它在數(shù)值上等于W與q

4、的比值，但不能說E與W成正比，與q成反比，其大小與W、q無關(guān)。,主題一對電源工作原理的理解 【互動探究】 如圖所示，在外電路，電流由電源正極流向負極，即從高電勢流到低電勢，電流在電源內(nèi)部只能從負極流向正極，即從低電勢流到高電勢。根據(jù)電場知識可知，靜電力不可能使電流從低電勢流向高電勢，反而起阻礙作用。,,(1)正電荷將怎樣移動？電場力做正功還是負功？ 提示：在電源的外部正電荷從電源的正極運動到負極，電場力做正功；在電源內(nèi)部，正電荷從電源的負極運動到正極，電場力做負功。,,(2)在電源的內(nèi)部正電荷移動方向的成因是什么？ 提示：在電源的內(nèi)部是非靜電力來克服電場力做功使正電荷從電源的負極運動到正極的。

5、,,(3)試分析一下電源中的能量是如何轉(zhuǎn)化的？ 提示：電源中非靜電力做功，把其他形式的能量轉(zhuǎn)化成了電勢能。,【探究總結(jié)】 1.從力的角度看：在外電路中，電荷在電場力的作用下定向移動形成電流；在電源內(nèi)部，電荷通過非靜電力的作用實現(xiàn)定向移動形成電流。 2.從能量的角度看：電源通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化。電源既不創(chuàng)造能量，也不創(chuàng)造電荷。,【拓展延伸】靜電力與非靜電力做功的區(qū)別 非靜電力只在電源內(nèi)部對電荷做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，但靜電力在整個閉合電路上都要做功，將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，在整個電路上，非靜電力做的功與靜電力做的功相等。,【典例示范】 下列關(guān)于電源的說

6、法中正確的是() A.在外電路和電源內(nèi)部，正電荷都受到靜電力的作用，所以能不斷地定向移動形成電流 B.靜電力與非靜電力都可以使電荷移動，所以本質(zhì)上都是使電荷的電勢能減少,,C.在電源內(nèi)部，正電荷能從負極移動到正極是因為電源內(nèi)部只存在非靜電力而不存在靜電力 D.靜電力移動電荷做功電勢能減少，非靜電力移動電荷做功電勢能增加,,【解題指南】解答本題時應(yīng)明確以下兩點： (1)靜電力移動電荷時，靜電力做正功，電荷的電勢能減少，即電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。 (2)在電源內(nèi)部，電場方向從電源正極指向電源負極。,,【解析】選D。在外電路，電荷是靠靜電力作用而定向移動的，在電源內(nèi)部電荷受到靜電力和非靜電力作用，其

7、中非靜電力為動力、靜電力為阻力，非靜電力做正功，把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，故選項D正確。,,【探究訓練】 (多選)關(guān)于電源的說法，正確的是() A.電源向外提供的電能越多，電動勢就越大 B.電動勢表示電源將單位正電荷從負極移到正極時，非靜電力做的功 C.在電源內(nèi)部，從正極到負極電勢逐漸降低 D.在電源外部，從正極到負極電勢逐漸提高,,【解析】選B、C。電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。在電源內(nèi)部，非靜電力做功，使電源正極電勢高于負極電勢；在電源外部電場力做功，正極電勢高于負極電勢。電源提供的電能E電=qE，既與電動勢E有關(guān)，又與電荷量q有關(guān)，則B、C正確，A、D錯誤。,,【補償訓練】 1.

8、(多選)關(guān)于電源的說法正確的是() A.電源外部存在著由正極指向負極的電場，內(nèi)部存在著由負極指向正極的電場 B.在電源外部電路中，負電荷靠電場力由電源的負極流向正極,,C.在電源內(nèi)部電路中，正電荷靠非靜電力由電源的負極流向正極 D.在電池中，靠化學作用使化學能轉(zhuǎn)化為電勢能,,【解析】選B、C、D。無論電源內(nèi)部還是外部電場都是由正極指向負極，故A錯；在外部電路中，負電荷靠電場力由負極流向正極，而內(nèi)部電路中，正電荷由負極流向正極，因電場力與移動方向相反，故必有非靜電力作用在電荷上才能使其由負極流向正極，在電池中，靠化學作用使化學能轉(zhuǎn)化為電勢能，故B、C、D正確。,,2.(多選)現(xiàn)有一塊利用家用電源

9、充電的手機可充電電池，對于其工作原理，下列說法正確的是() A.工作時化學能轉(zhuǎn)化為電能 B.充電時化學能轉(zhuǎn)化為電能 C.工作時電能轉(zhuǎn)化為化學能 D.充電時電能轉(zhuǎn)化為化學能,,【解析】選A、D。手機電池工作時將儲存的化學能轉(zhuǎn)化為電能為手機供電，手機電池充電時將家用電源的電能轉(zhuǎn)化為化學能，故選A、D。,,【通法悟道】電源內(nèi)外電路中的能量轉(zhuǎn)化 (1)在外電路中，只有電場力做功，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。 (2)電源內(nèi)部，除了有非靜電力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能外，由于電源內(nèi)部有內(nèi)阻，電場力也做一部分功，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。,主題二對電動勢的理解 【互動探究】 日常生活中我們經(jīng)常接觸到各種各樣的電源，

10、如圖所示的干電池、手機電池，它們有的標有“1.5V”字樣，有的標有“3.7 V”字樣。,,(1)如果把1 C的正電荷分別從1.5 V和3.7 V的干電池的負極移到正極，非靜電力分別做了多少功？ 提示：根據(jù)電動勢表達式E= 可知W=qE，所以非靜電力分別做了1.5J和3.7 J的功。,,(2)兩次電勢能增加多少？ 提示：根據(jù)功能關(guān)系知兩次電勢能分別增加了1.5J和3.7 J。 (3)哪個電池做功本領(lǐng)大？ 提示：根據(jù)電動勢的物理意義知3.7 V的干電池做功本領(lǐng)大。,,【探究總結(jié)】 1.電動勢的意義：電源的電動勢是表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量，即非靜電力移送相同電荷量的電荷做功

11、越多，則電動勢越大。,,2.表達式：公式E= 中W為非靜電力做的功，而E的大小與W、q無關(guān)。 3.電動勢的相關(guān)影響因素：電源電動勢的大小是由電源本身性質(zhì)決定的，不同種類的電源電動勢的大小不同。,【拓展延伸】電源電動勢與電勢差的區(qū)別和聯(lián)系,,【典例示范】 一節(jié)干電池的電動勢為1.5V，下列說法正確的是() A.電池內(nèi)每通過1C的電荷量，電源把1.5 J的電能轉(zhuǎn)變 為化學能 B.電池能在1 s內(nèi)將1.5 J的化學能轉(zhuǎn)變成電能,,C.由于電池正負極間的電壓就是電動勢，故電池兩端的電壓為1.5V D.非靜電力把1C的正電荷在電池內(nèi)從負極移送到正極所做的功為1.5J,【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下兩點：

12、 (1)理解電動勢的物理意義。 (2)理解電動勢與電壓的關(guān)系。,,【解析】選D。電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝 置，由電動勢的定義式E= 可知，電源中每通過1C電 荷量，電源把1.5J的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，故A、B錯 誤；電池正負極間的電壓不是電動勢，只有電池沒有 接入電路時其兩端的電壓為1.5V，C錯誤；電動勢在數(shù) 值上等于非靜電力把1C的正電荷在電池內(nèi)從負極移送 到正極所做的功，為1.5J，故D正確。,【探究訓練】 (多選)(2018寧波高二檢測)下列說法中正確的 是() A.同一型號干電池，舊電池比新電池的電動勢小，內(nèi)阻大，容量小 B.電源電動勢E表示電源內(nèi)靜電力的功,,C.1號干電池

13、比5號干電池的電動勢小，容量大 D.當通過同樣的電荷量時，電動勢為2V的蓄電池比1.5V的干電池提供的電能多,,【解析】選A、D。同種型號的舊電池比新電池電動勢略小，內(nèi)阻略大。但不同型號的干電池相比較，電動勢相同而容量不同，故A正確，C錯誤；電動勢是表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的物理量，它在數(shù)值上等于非靜電力移送單位電荷量所做的功，故B錯誤，D正確。,,【補償訓練】 1.(多選)電池給燈泡供電與人將球拋出在能量轉(zhuǎn)化方面有相似之處，我們可以將電勢能類比于重力勢能，對于如下兩圖，下列說法正確的是(),,A.可以將電荷通過燈泡電流做功與拋球時人對球做功相類比 B.可以將電池的非靜電力做功與

14、拋球時人對球做的功類比 C.可以將電流通過燈泡時做的功與重力對球做的功類比 D.可以將電池的非靜電力做功與重力對球做功類比,,【解析】選B、C。將電勢能類比重力勢能，電流通過燈泡做功，電勢能減小，可類比重力做功，重力勢能減少，非靜電力做功，電勢能增加，可類比人拋球?qū)η蜃龉?，球重力勢能增加，故B、C正確。,,2.(多選)下列關(guān)于電源的說法，正確的是() A.電源電動勢等于電源正、負極之間的電勢差 B.電源電動勢反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng) C.電源的電動勢與外電路有關(guān) D.在電源內(nèi)從負極到正極電勢的升高等于E,,【解析】選B、D。電源電動勢反映電源將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小

15、，電源正、負極之間的電勢差為電源的路端電壓，只有當電源處于斷路狀態(tài)時，電源的電動勢才等于路端電壓，A錯誤，B正確；電源的電動勢取決于電源自身的性質(zhì)，與有無外電路及外電路的情況無關(guān)，選項C錯誤；在電源內(nèi)部，非靜電力克服靜電力做功，將正電荷從負極移送到正極，使電荷的電勢升高了E，選項D正確。,,3.某品牌的MP3使用的電源是一節(jié)7號干電池，當它正常工作時，其工作電流為0.3A。某同學在一次使用該MP3時，若他用了10s，則這段時間內(nèi)電池將多少化學能轉(zhuǎn)化為電勢能？,,【解析】已知工作電流I=0.3A，10s時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q=It=0.310C=3C。 7號干電池電動勢為1.5V。則根據(jù)能量守恒定律，電池將化學能轉(zhuǎn)化為電勢能的量等于非靜電力移動電荷所做的功：W=qE=31.5J=4.5J。 答案：4.5J,,【通法悟道】對電動勢的理解 電動勢是表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量，在數(shù)值上等于非靜電力把1 C的正電荷在電源內(nèi)部從負極移送到正極所做的功，也可認為其在數(shù)值上等于電路中通過單位電荷時電源所提供的電能。非靜電力不同，能量轉(zhuǎn)化的形式不同。,【課堂小結(jié)】,