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1、 第2節(jié)電_動_勢 1.電動勢與電壓的單位都是伏特，但二者意義不同，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，電動勢的大小僅取決于電源本身。 2．電動勢的定義式為E＝，電動勢和內(nèi)阻是電源的兩個重要參數(shù)。 3．干電池的電動勢一般為1.5 V，不同型號的干電池內(nèi)阻不同，容量也不同。 一、電源在電路中的作用 1．非靜電力 (1)定義：非靜電力是指電源把正電荷(負電荷)從負極(正極)搬運到正極(負極)的過程中做功的力，這種非靜電力做的功，使電荷的電勢能增加。 (2)在電池中，非靜電力是化學(xué)作用，它使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢能；在發(fā)電機中，非靜電力是

2、電磁作用，它使機械能轉(zhuǎn)化為電勢能。 2．電源 (1)定義：通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置。 (2)不同的電源，非靜電力做功的本領(lǐng)不同，這是由電源本身性質(zhì)決定的。 二、電源的電動勢和內(nèi)阻 1．電動勢 (1)物理意義：反映電源非靜電力做功的本領(lǐng)的大小。 (2)大?。涸跀?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。即E＝。 (3)單位：伏特(V)。 (4)大小的決定因素：由電源中非靜電力的特性決定，跟電源的體積無關(guān)，跟外電路也無關(guān)。 (5)常用電池的電動勢 干電池 鉛蓄電池 鋰電池 鋅汞電池 1.5 V 2 V 3 V或3.

3、6 V 1.2 V 2．內(nèi)阻：電源內(nèi)部導(dǎo)體的電阻。 3．容量：電池放電時能輸出的總電荷量，其單位是：A·h或mA·h。 1．自主思考——判一判 (1)在電源內(nèi)部，電荷移動過程中，電場力做負功，電荷電勢能增加。(√) (2)在電源內(nèi)部，電荷移動過程中，非靜電力做正功，電荷電勢能減少。(×) (3)所有的電源，均是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。(×) (4)電動勢在數(shù)值上等于一秒內(nèi)非靜電力所做的功。(×) (5)電動勢相同的電池，內(nèi)阻也一定相同。(×) (6)容量越大的電池，儲存的化學(xué)能越多。(×) 2．合作探究——議一議 (1)電源中，非靜電力的作用是什么？ 提示：

4、在電源中，非靜電力做功，把一定數(shù)量的正電荷在電源內(nèi)部從負極搬運到正極，使電荷的電勢能增加，從而把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能。 (2)對于不同型號的干電池，其電動勢一般都為1.5 V，這說明了什么？ 提示：電動勢是描述電源屬性的物理量，其大小決定于非靜電力做功的性質(zhì)，與電池體積無關(guān)，不同型號干電池只是容量不同。 對靜電力和非靜電力的理解 1．靜電力即電場力，是靜止帶電體之間的作用力，如每一對靜止的點電荷之間的靜電力均可以用庫侖定律去求解。 2．非靜電力：除靜電力之外，對電荷的運動起促進或阻礙作用的力，常見的有化學(xué)力、洛倫茲力、渦旋電場力等。 (1)如圖所示，在電源

5、外部的電路里，自由電荷在電場力作用下移動，電場力做正功，電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；在電源內(nèi)部自由電荷移動的方向與受到的電場力方向相反，移送電荷的不再是電場力，叫做“非靜電力”。非靜電力做功將電荷“移送”到電勢能高的電極，增加電勢能(消耗其他形式的能)。所以可以說：電源是通過非靜電力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 (2)從能量轉(zhuǎn)化的角度看，電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置。 (3)作用：保持兩極間有一定電壓，供給電路電能。 1．關(guān)于電源的說法，正確的是(　　) A．電源向外提供的電能越多，表明電動勢越大 B．電動勢表示電源將單位正電荷從負極移到正極時非

6、靜電力做的功 C．在電源內(nèi)部，從正極到負極電勢逐漸提高 D．在電源外部，從正極到負極電勢逐漸提高 解析：選B　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，非靜電力做功將電荷“移送”到電勢能高的電極，增加電勢能。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)，B選項正確。 2．以下說法中正確的是(　　) A．在外電路和電源內(nèi)部，正電荷都受靜電力作用，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，正電荷能從負極到達正極是因為電源內(nèi)部只存在非靜電力而不

7、存在靜電力 D．靜電力移動電荷做功，電勢能減??；非靜電力移動電荷做功，電勢能增加 解析：選D　在電源內(nèi)部和外部都存在著由正極指向負極的電場，在電源外部，正電荷受靜電力作用，能不斷地定向移動形成電流，此過程靜電力做正功使電荷的電勢能減少，在電源內(nèi)部，正電荷受靜電力方向與移動方向相反，靜電力不能使正電荷定向移動，而非靜電力使正電荷由負極移動到正極，克服靜電力做功，使電荷的電勢能增加，故D正確。 對電動勢的理解 1．概念理解 (1)在不同電源中，非靜電力做功的本領(lǐng)不同，即把相同數(shù)量的正電荷在電源內(nèi)部從負極搬運到正極，非靜電力做功的多少不同，電動勢大小也不同。 (2)電動勢E是

8、標(biāo)量，為了研究問題方便，規(guī)定電動勢的方向為電源內(nèi)部電流方向，即沿電源由負極指向正極。 (3)公式E＝是電動勢的定義式而不是決定式，E的大小與W和q無關(guān)，是由電源自身的性質(zhì)決定的。 (4)電動勢的大小：等于在電源的內(nèi)部從負極到正極移送單位正電荷非靜電力做功的數(shù)值。一定要注意必須是“單位正電荷”，而不是“任意電荷”。 2．電動勢和電壓(即電勢差)的區(qū)別與聯(lián)系 電壓U 電動勢E 物理意義 電場力做功，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的本領(lǐng)，表征電場的性質(zhì) 非靜電力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，表征電源的性質(zhì) 定義式 U＝，W為電場力做的功 E＝，W為非靜電力做的功 單位 伏

9、特(V) 伏特(V) 聯(lián)系 電動勢等于電源未接入電路時兩極間的電壓值 [典例]　[多選]如圖為一塊手機電池的背面印有的一些符號，下列說法正確的是(　　) A．該電池放電時能輸出的總電荷量為1 800 C B．該電池的電動勢為3.6 V C．若電池以10 mA的電流工作，可用50 小時 D．若兩塊電池串聯(lián)使用電動勢仍為3.6 V [解析]　由電池銘牌可知，B正確。由q＝500 mA·h得，q＝500×10－3 A×3 600 s＝1 800 C，A正確。由q＝It得：t＝＝ s＝1.8×105 s＝50 h，C正確。兩電池串聯(lián)使用時，E總＝2E＝7.2 V，

10、D錯誤。 [答案]　ABC (1)電池的容量就是電池放電時輸出的總電荷量，其實際大小與放電電流的大小及放電方式有關(guān)。 (2)n個相同的電池串聯(lián)時，其總電動勢E總＝nE，總內(nèi)電阻r總＝nr?！　　　? 1．一節(jié)干電池的電動勢為1.5 V，這表示(　　) A．電池中每通過1 C的電荷量，該電池能將1.5 J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電勢能 B．該電池接入電路工作時，電池兩極間的電壓恒為1.5 V C．該電池存儲的電能一定比電動勢為1.2 V的電池存儲的電能多 D．將1 C的電荷由該電池負極移送到正極的過程中，非靜電力做了1.5 J的功 解析：選A　電動勢大小表示電池中通過1 C的

11、電荷量電池將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電勢能的大小，并非表示電池內(nèi)部儲存的能量大小，故選項A正確，C錯誤；電動勢大小等于電池接入電路前兩極之間的電壓大小，故選項B錯誤；電動勢為1.5 V，表示電池內(nèi)部非靜電力將1 C的電子由電源正極移送到負極過程中所做功的大小，故選項D錯誤。 2．第56屆日本電池大會上華為發(fā)布了5分鐘即可充滿3 000 mAh電池50%電量的快充技術(shù)成果，引起業(yè)界廣泛關(guān)注。如圖是華為某智能手機電池上的信息，支持低壓大電流充電，則(　　) A．4.35 V表示該電池的電動勢 B．該電池充滿電后以100 mA的電流工作時，可連續(xù)工作30小時 C．11.4 Wh表示該電池

12、能提供的電量 D．3 000 mAh表示該電池能提供的電能 解析：選B　4.35 V為充電電壓，不是該電池的電動勢，故A錯誤；該電池充滿電后以100 mA的電流工作時，可連續(xù)工作時間t＝＝30 h，故B正確；11.4 Wh為電池的充電電能，不是該電池的電量，故C錯誤；mAh為電量的單位，所以3 000 mAh表示該電池能提供的電量，故D錯誤。 3．[多選]關(guān)于電動勢和電壓，下列說法正確的是(　　) A．電動勢E是由電源本身決定的，跟外電路無關(guān) B．電動勢E的單位與電勢、電勢差的單位都是伏特，故三者本質(zhì)上一樣 C．電動勢不是電壓，但它數(shù)值上等于將1 C電荷在電源內(nèi)從負極運送到正極電場

13、力做功的大小 D．電動勢是表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的本領(lǐng)大小的物理量 解析：選AD　電動勢是表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的本領(lǐng)大小的物理量，電動勢E由電源本身決定，跟外電路無關(guān)，A、D正確。電動勢不是電壓，電動勢對應(yīng)非靜電力做功而不是電場力做功，B、C錯誤。 1．[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，負電荷在電場力作用下由電源的負極流向正極 C．在電源內(nèi)部電路中，正電荷在非靜電力作用下由電源的負極流向正極 D．在電池中，是化學(xué)作用使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢能 解析：選BC

14、D　電源內(nèi)部和外部電場都是由正極指向負極，故A錯。在外電路中負電荷在電場力作用下向正極移動，電場力做正功將電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；在電源內(nèi)部非靜電力做功將正電荷從負極搬運到正極，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能，電池中的非靜電力是化學(xué)作用，故B、C、D正確。 2．關(guān)于電池的容量，下列說法中正確的是(　　) A．電池的容量就是電池放電時能輸出的總電荷量 B．對同一種電池，體積越大容量越小 C．電池的容量表示電池放電時能輸出的電能 D．電池容量的單位是法拉 解析：選A　電池的容量表示電池放電時輸出的總電荷量，A對，C錯；同一種電池，體積大容量大，B錯；電池容量的單位有A·h、mA·h等，法

15、拉是電容的單位，D錯。 3.[多選]如圖所示，這是一種化學(xué)原電池，電路中電流計可以測出電流的方向，設(shè)測得外電路的電流方向如圖所示，其中兩金屬板分別為鋅板和銅板，電解槽中的電解液為硫酸銅，試分析下列說法中正確的是(　　) A．A是銅片，B是鋅片 B．A是鋅片，B是銅片 C．A端是電源的正極，B端是電源的負極 D．該種電池能把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 解析：選ACD　由電流方向我們可以知道電源的正極為A，負極為B，首先選出C項。哪種金屬失去電子即為該電池的負極，由于鋅的化學(xué)性質(zhì)活潑，因此，鋅板為負極，所以A為銅板，B為鋅板，可選出A項。在反應(yīng)過程中，電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。 4．如圖為電源和

16、導(dǎo)線內(nèi)移送電荷的情況。則將單位正電荷沿閉合回路移動一周所釋放的能量大小決定于(　　) A．電源電動勢 B．電路中電流的大小 C．電源的內(nèi)阻 D．電源的容量 解析：選A　移送電荷一周所釋放的能量，就是電源提供給它的電勢能，數(shù)值等于電源內(nèi)部非靜電力做功的數(shù)值，即W＝Eq。題干中限定了單位正電荷，可見W的數(shù)值只取決于E，故A正確，B、C、D錯誤。 5．[多選]太陽能電池已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于我們生活中，有些太陽帽前安裝的小風(fēng)扇就是靠太陽能電池供電的?？梢詼y得某太陽能電池可產(chǎn)生0.6 V的電動勢，這表示(　　) A．電路中每通過1 C電荷量，太陽能電池把0.6 J的太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔? B．

17、無論接不接入外電路，太陽能電池兩極間的電壓都為0.6 V C．太陽能電池在1 s內(nèi)將0.6 J的太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔? D．太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比一節(jié)干電池(電動勢為1.5 V)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)小 解析：選AD　根據(jù)電動勢的定義式E＝，得：W＝qE＝1×0.6 J＝0.6 J，即非靜電力對電荷做功為0.6 J，則電路中每通過1 C電荷量，太陽能電池把0.6 J的太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，由于不知? s內(nèi)流過電池的電量，故A正確，C錯誤。不接入外電路時，太陽能電池兩極間的電壓等于電動勢，為0.6 V；如果接入電路，則太陽能電池兩端的電壓，即路端電壓小于0.6 V，故B錯誤。太陽能

18、電池的電動勢小于一節(jié)干電池的電動勢，則太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比一節(jié)干電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)小，故D正確。 6．一臺發(fā)電機用0.5 A的電流向外輸電，在1 min內(nèi)將180 J的機械能轉(zhuǎn)化為電能，則發(fā)電機的電動勢為(　　) A．6 V　　　　　　　　 B．360 V C．120 V D．12 V 解析：選A　1 min內(nèi)流出的電荷量為q，由q＝It得：q＝0.5×60 C＝30 C，根據(jù)E＝得：E＝ V＝6 V，所以A正確。 7．下列關(guān)于電池的說法正確的是(　　) A．同一種干電池，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與通過電源的電流I的

19、乘積EI表示電源內(nèi)部靜電力的功率 C．1號干電池比5號干電池的電動勢小、容量大 D．當(dāng)通過同樣的電荷量時，電動勢為2 V的蓄電池比電動勢為1.5 V的干電池提供的電能多 解析：選D　同一種干電池，不論是1號還是5號，不論新、舊，其電動勢是一定的，皆為1.5 V，但體積大的電池容量較大，內(nèi)阻較小，故A、C錯；電源的電動勢表示的是非靜電力做功的本領(lǐng)，也就是電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，非靜電力做的功大小等于電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的多少，W＝Eq，電動勢越大，通過相同的電荷量的非靜電力做的功越多，電源提供的電能越多，電動勢E與通過電源的電流I的乘積EI表示在電源內(nèi)部非靜電力的功率，

20、故B錯、D正確。 8．[多選]關(guān)于電源的電動勢，下面說法正確的是(　　) A．在電源內(nèi)部其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 B．電動勢在數(shù)值上等于電路中通過1 C電荷量時電源提供的總能量 C．電源的電動勢跟電源的體積有關(guān)，跟外電路有關(guān) D．電動勢有方向，因此電動勢是矢量 解析：選AB　電源是通過內(nèi)部非靜電力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，A正確；根據(jù)W＝Eq可知，電動勢在數(shù)值上等于電路中通過1 C電荷量時電源提供的總能量，B正確；電源的電動勢跟電源的體積無關(guān)，跟外電路無關(guān)，C錯誤；電動勢有方向，但電動勢是標(biāo)量，故D錯誤。 9．[多選]下列有關(guān)電壓與電動勢的說法中正確的是(　　)

21、A．電壓與電動勢的單位都是伏特，所以電動勢與電壓是同一物理量的不同叫法 B．電動勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把單位正電荷從負極向正極移送過程中做的功越多 C．電動勢公式E＝中W與電壓公式U＝中的W是一樣的，都是電場力做的功 D．電動勢是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)強弱的物理量 解析：選BD　電壓與電動勢是兩個不同的概念，電動勢公式E＝中的W表示非靜電力做的功，而電壓U＝中的W表示電場力做的功，選項A、C錯誤；電動勢是反映電源內(nèi)部將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量，電動勢在數(shù)值上等于移送單位正電荷所做的功，不能說電動勢越大，非靜電力做的功越多，也不能說電動勢越大，被移送

22、的電荷量越多，選項B、D正確。 10．“神舟”十號載人飛船上的電子儀器及各種動作的控制都是靠太陽能電池供電的。由于光照而產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象稱為光伏效應(yīng)?！吧裰邸憋w船上的太陽能電池就是依靠光伏效應(yīng)設(shè)計的單晶硅太陽能電池。在正常照射下，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達23%。單片單晶硅太陽能電池可產(chǎn)生0.6 V的電動勢，可獲得0.1 A的電流，求每秒照射到這種太陽能電池上太陽光的能量是(　　) A．0.24 J B．0.25 J C．0.26 J D．0.28 J 解析：選C　太陽能電池每秒提供的電能W＝EIt＝0.6×0.1×1 J＝0.06 J，所以照射到這種太陽能電池上的太陽光能量W′＝

23、≈0.26 J，所以選項C正確。 11．將電動勢為3 V的電源接入電路中，測得電源兩極間的電壓為2.4 V，當(dāng)電路中有6 C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：由電動勢定義可知，在電源內(nèi)部，非靜電力每移送1 C電荷，有3 J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；在外電路中，靜電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。 (1)W＝Eq＝3×6 J＝18 J，電源中共有18 J其他形式的能轉(zhuǎn)化為

24、電能。 (2)W1＝Uq＝2.4×6 J＝14.4 J，外電路中共有14.4 J電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。 (3)由能量守恒知，內(nèi)電路中有18 J－14.4 J＝3.6 J的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。 答案：(1)18 J　(2)14.4 J　(3)3.6 J12.一部數(shù)碼相機中用的鋰電池的電動勢為3.6 V，容量為2 000 mA·h(相當(dāng)于以1 000 mA的電流釋放可放電2 h，以500 mA的電流釋放可放電4 h，以此類推)。若關(guān)閉液晶屏?xí)r可拍攝照片800張左右，則每拍一張照片消耗的電能約為多少？若打開液晶屏?xí)r可拍攝照片300張左右，則每拍一張照片液晶屏消耗的電能約為多少？ 解析：該鋰電池所存儲的電能E電＝Eq＝EIt＝3.6×2 000×10－3×3 600 J＝25 920 J，關(guān)閉液晶屏?xí)r可拍攝照片800張左右，則每拍一張照片所消耗的電能約為 J＝32.4 J；打開液晶屏?xí)r可拍攝照片300張左右，則此時每拍一張照片消耗的電能約為 J＝86.4 J，則每拍一張照片液晶屏消耗的電能約為86.4 J－32.4 J＝54.0 J。 答案：32.4 J　54.0 J