高中物理 第2章 恒定電流 2 電動勢課件 新人教版選修3-1.ppt

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成才之路 物理,路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 選修3-1,恒定電流,第二章,2 電 動 勢,第二章,要在電路中維持持續(xù)電流，電路中必須接有電源，電池是常見的電源，下圖是常見的各種電池。 用什么物理量去描述電源的特性呢？,,電源,1.概念 通過__________做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為________的裝置。 2．原理 在電源內(nèi)部__________做功，______________轉(zhuǎn)化為電能；在電源的外部電路，__________做功，________轉(zhuǎn)化為其他形式的能。 3．作用 保持兩極間有__________，供給電路電能。,非靜電力,電能,非靜電力,其他形式的能,電場力,電能,一定電壓,電動勢,1.概念 非靜電力把正電荷從負極移送到正極所__________跟被移送的__________的比值叫電源的電動勢。 2．公式 E＝__________ 3．單位 伏特,做的功,電荷量,4．物理意義 反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能____________，在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)部從負極移送到正極__________。 5．方向規(guī)定 電動勢E是標量，為研究問題方便，規(guī)定其方向為電源內(nèi)部電流方向，即由電源_______指向________方向。 6．大小的決定因素 由電源中__________的特性決定，跟電源的體積無關(guān)，跟__________也無關(guān)。,本領(lǐng)的大小,所做的功,負極,正極,非靜電力,內(nèi)外電路,1.電源的內(nèi)阻 電源的內(nèi)部也是由導體組成的，所以也有________，這個電阻叫做電源的內(nèi)阻。 2．電池的容量 ①定義：電池放電時能輸出的__________，通常以安培時(Ah)或毫安時(mAh)作單位。 ②特點：電池的容量與__________有關(guān)，同樣的電池，小電流、間斷性放電要比大電流、連續(xù)放電的容量大。,電源的內(nèi)阻及電池的容量,電阻,總電荷量,放電狀態(tài),一、正確理解非靜電力 1．模型類比 如圖甲所示，水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之間用一細管連起來，則水在重力的作用下定向運動，從水池A運動到水池B，A、B之間的高度差很快消失，在這種情況下，水管中只可能有一個瞬時水流。但若在水池A、B間連一臺抽水機，將水池B中的水抽到水池A中，保持A、B之間的高度差，那么在水管中就有源源不斷的水流了。,如圖乙所示，電源在電路中的作用相當于抽水機的作用，它能不斷地使流到負極的正電荷，在電源內(nèi)部通過非靜電力的作用再搬運到正極，從而保持正、負極間有穩(wěn)定的電勢差，使電路中有持續(xù)的電流。,,2．能量轉(zhuǎn)化的比較 當水由A流向B時重力做正功，減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。在電源外部，電場力對正電荷做正功，減少的電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。在抽水機將B中的水抽到A的過程中，要克服水的重力勢能做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為水的重力勢能。在電源內(nèi)部，要靠非靜電力作用于正電荷，克服電場力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電荷的電勢能。 3．非靜電力的作用 從力的角度看，非靜電力將正電荷由電源負極搬到電源正極，從而維持電路兩端有穩(wěn)定的電勢差；從能量轉(zhuǎn)化的角度來看，電源通過非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。,小朋友在玩游戲時，如下圖所示，將小球從地面搬至滑梯上面，再讓小球從滑梯上滑至地面。為了保持總有小球從滑梯上滑下，小朋友必須不斷地將小球從地面搬至滑梯上。小朋友對小球做功，使小球重力勢能增加。,,試分析回答： (1)小球沿滑梯滾下的過程，可以類比電源在閉合電路中的哪一個過程？ (2)小朋友不斷將小球從地面搬到滑梯上的過程，可以類比為電源在閉合電路中的哪一過程？ 答案：(1)可以類比為在外電路電場力做正功將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程。 (2)可以類比為在電源內(nèi)部非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程。,二、對電動勢的理解 1．概念理解 (1)電源的種類不同，電源提供的非靜電力性質(zhì)不同，一般有化學力、磁場力(洛倫茲力)、渦旋電場力等，其大小也不同。 (2)電動勢是標量，電源內(nèi)部電流的方向，由電源負極指向正極。,在炎熱的夏天我們可以經(jīng)?？吹?，有的小朋友的太陽帽前有一小風扇(如圖所示)，該小風扇與一小型的太陽能電池板相接，對其供電。經(jīng)測量該電池能產(chǎn)生的電動勢為E＝0.6V，則關(guān)于該電池的描述正確的是( ),,A．單位時間內(nèi)可把0.6J的太陽能轉(zhuǎn)化為電能 B．通過1C電荷量該電池能把0.6J的太陽能轉(zhuǎn)化為電能 C．該電池把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比一節(jié)7號電池的本領(lǐng)大得多 D．把該電池接入閉合電路后，電動勢減小 答案：B 解析：電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷從電源內(nèi)部的負極移到正極所做的功，即把太陽能轉(zhuǎn)化為電能的多少，而不是在1s內(nèi)轉(zhuǎn)變的電能，A錯誤，B正確；電動勢越大，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大，C錯誤；無論該電池是否接入電路，電動勢的大小為定值0.6V，D錯誤。,關(guān)于電動勢下列說法中正確的是( ) A．在電源內(nèi)部把正電荷從負極移到正極，非靜電力做功，電能增加 B．對于給定的電源，移送正電荷非靜電力做功越多，電動勢就越大 C．電動勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部從負極向正極移送單位電荷量做的功越多 D．電動勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負極移送到正極的電荷量越多,對電動勢的理解,解析：電源是將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的裝置，是通過電源內(nèi)部的非靜電力做功來完成的，所以非靜電力做功，電能就增加，A正確；電源電動勢是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量，電動勢在數(shù)值上等于移送單位電荷量非靜電力所做的功，不能說電動勢越大，非靜電力做功越多，也不能說電動勢越大，移送的電荷量越多，C正確，B、D錯誤。 答案：AC,(安徽銅陵一中2014～2015學年高二上學期檢測)手電筒的兩節(jié)干電池，已經(jīng)用過較長時間，燈泡只發(fā)出很微弱的光，把它們?nèi)〕鰜恚秒妷罕頊y電壓，電壓表示數(shù)很接近3V，再把它們作為一個臺式電子鐘的電源，電子鐘能正常工作，下列說法正確的是：( ) ①這兩節(jié)干電池的電動勢減少了很多 ②這兩節(jié)干電池的內(nèi)阻增大了很多,③這臺電子鐘的額定電壓一定比手電筒的小燈泡的額定電壓小 ④這臺電子鐘的正常工作電流一定比小燈泡正常工作電流小 A．①② B．①③ C．②④ D．③④ 答案：C,解析：題目所給的材料中，有幾點要特別注意：手電筒的燈泡發(fā)出很微弱的光，這說明通過小燈泡的電流已經(jīng)很小，用電壓表測兩節(jié)干電池的電壓示數(shù)接近3V，這說明每節(jié)干電池的電動勢仍約為1.5V，把它們作為電子鐘的電源，電子鐘正常工作，說明電子鐘的工作電流比較小。由此我們可以知道，干電池在用了很長一段時間之后，電動勢的大小仍基本沒變，那為什么手電筒卻發(fā)出微弱的光呢？可見，該電池的內(nèi)電阻已經(jīng)變大了很多，故答案選C。,將電動勢為3.0V的電源接入電路中，測得電源兩極間的電壓為2.4V，當電路中有6C的電荷流過時，求：(1)有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。(2)外電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。(3)內(nèi)電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。 解析：由電動勢的定義可知，在電源內(nèi)部中非靜電力每移送1C電荷，有3J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。也可認為在電源中，非靜電力移送電荷做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能；在電路中，電場力移送電荷做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。,電路中能量的轉(zhuǎn)化,(1)W＝Eq＝36J＝18J電源中共有18J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。 (2)W1＝U1q＝2.46J＝14.4J外電路中共有14.4J電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。 (3)內(nèi)電壓U2＝E－U1＝3V－2.4V＝0.6V ∴W2＝U2q＝0.66J＝3.6J內(nèi)電路中共有3.6J電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。也可由能量守恒求出：W2＝W－W1＝3.6J。 點評：電源和電路都是實現(xiàn)能的轉(zhuǎn)化的裝置，做功是完成轉(zhuǎn)化方式的量度。,A．0.24J B．0.25J C．0.26J D．0.28J 答案：C,正確解答：電壓和電動勢雖然單位相同，但它們表征的物理意義不同，電壓是表征電場力做功將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的本領(lǐng)大小的物理量，而電動勢是表征電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量，故電壓與電動勢不是同一個物理量，所以A錯誤，D正確；只有電源開路時，電動勢才等于電源兩極間的電壓，B錯誤；電動勢公式中W是非靜電力做的功不是電場力做的功，C錯誤。 正確答案：D,