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第二章 恒定電流 2電動(dòng)勢 課前預(yù)習(xí) 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 電源 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 1 概念非靜電力把正電荷從負(fù)極移送到正極所 跟被移送的 的比值叫電源的電動(dòng)勢 2 公式E 3 單位伏特 電動(dòng)勢 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(fù)極移送到正極 5 方向規(guī)定電動(dòng)勢E是標(biāo)量 為研究問題方便 規(guī)定其方向?yàn)殡娫磧?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(fù)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(dǎo)體組成的 所以也有 這個(gè)電阻叫做電源的內(nèi)阻 2 電池的容量 定義 電池放電時(shí)能輸出的 通常以安培時(shí) A h 或毫安時(shí) mA h 作單位 特點(diǎn) 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) 選一選 多選 2018 浙江寧波諾丁漢大學(xué)附中高二下學(xué)期期中 如圖為一塊手機(jī)電池的背面印有的一些符號 下列說法正確的是 A 該電池的容量為500mA hB 該電池的電動(dòng)勢為3 6VC 該電池在工作1小時(shí)后達(dá)到的電流為500mAD 若電池以10mA的電流工作 可用50h解析 電池上的3 6V表示電動(dòng)勢 500mA h表示電荷容量 可以由電荷容量計(jì)算在一定放電電流下使用的時(shí)間 由500mA h t 10mA 得t 50h 所以A B D選項(xiàng)正確 ABD 想一想 小明奶奶家用的是 多級 手電筒 可以由兩節(jié)或三節(jié)電池串聯(lián)使用 小明奶奶買來1 5V的1號電池2節(jié) 使用一段時(shí)間后 手電筒燈泡變紅變暗 為了節(jié)約 小明奶奶又找來一節(jié)用過的1號電池 3節(jié)串聯(lián)起來使用 發(fā)現(xiàn)燈泡還十分暗淡 為了幫助奶奶弄清楚是怎么回事 小明從學(xué)校借來電壓表 對3節(jié)舊電池的電動(dòng)勢逐個(gè)進(jìn)行測量 示數(shù)幾乎均為1 1V 3節(jié)總電動(dòng)勢可達(dá)3 3V 已經(jīng)超過兩節(jié)新電池的電動(dòng)勢 請你幫助小明分析一下 燈泡依然暗淡的原因出在哪里 解析 干電池用舊了 用電壓表測量電池兩端的電壓 有時(shí)候依然比較高 但是接入電路后卻不能使負(fù)載小燈泡正常工作 這種情況是因?yàn)殡姵氐膬?nèi)電阻變大了 導(dǎo)致通過燈泡的電流很小 課內(nèi)探究 如圖所示是閉合電路中自由電荷 假設(shè)是正電荷 發(fā)生定向移動(dòng)形成電流的示意圖 請問 1 正電荷在運(yùn)動(dòng)過程中靜電力對其做什么功 2 非靜電力對正電荷做什么功 3 整個(gè)電路中都存在非靜電力嗎 提示 1 正功 2 負(fù)功 3 否 探究一對非靜電力的理解 1 1 非靜電力電源內(nèi)使正 負(fù)電荷分離 并使正電荷聚積到電源正極 負(fù)電荷聚積到電源負(fù)極的非靜電性質(zhì)的作用力 是對除靜電力外能對電荷流動(dòng)起作用的其他力的統(tǒng)稱 2 來源 1 在化學(xué)電池 干電池 蓄電池 中 非靜電力是一種與離子的溶解和沉積過程相聯(lián)系的化學(xué)作用 2 在一般發(fā)電機(jī)中 非靜電力起源于磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用 3 功能關(guān)系 非靜電力總是克服靜電力做功 非靜電力做功的過程就是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程 做多少功 就有多少能轉(zhuǎn)化為電能 ABD 解題指導(dǎo) 在電源內(nèi)部 通過非靜電力做功 把正電荷從負(fù)極移到正極 電荷的電勢能增加 在電源外部靜電力做功 把正電荷從正極沿導(dǎo)線移到負(fù)極 電荷電勢能減少 解析 電源的作用是維持導(dǎo)體兩端的電壓 使電路中有持續(xù)的電流 故A正確 在電源內(nèi)部正電荷能從負(fù)極到正極是因?yàn)殡娫磧?nèi)部既存在非靜電力 又存在靜電力 故B正確 靜電力與非靜電力都可以使電荷移動(dòng) 靜電力移動(dòng)電荷做功電荷電勢能減少 非靜電力移動(dòng)電荷做功電荷電勢能增加 故C錯(cuò)誤 D正確 對點(diǎn)訓(xùn)練1 多選 如圖為伏打電池示意圖 由于化學(xué)反應(yīng) 在A B兩電極附近產(chǎn)生了很薄的兩個(gè)帶電接觸層a b 沿電流方向繞電路一周 非靜電力做功的區(qū)域是 A RB bC rD a解析 非靜電力的作用是在電源內(nèi)部把正電荷 電子 由負(fù) 正 極拉向正 負(fù) 極 所以非靜電力做功的區(qū)域是電極附近的a b 而不是電路中 故B D正確 BD 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 提示 電動(dòng)勢 探究二對電動(dòng)勢的理解 2 1 電動(dòng)勢的物理意義 電動(dòng)勢大小反映電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的大小 2 電動(dòng)勢的大小 在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極搬運(yùn)到正極所做的功 3 方向 電動(dòng)勢是標(biāo)量 為了研究問題方便 規(guī)定電動(dòng)勢的方向?yàn)殡娫磧?nèi)部電流的方向 即由電源負(fù)極指向正極 4 電動(dòng)勢和電壓的區(qū)別與聯(lián)系 C 解題指導(dǎo) 1 電源的電動(dòng)勢指電源中非靜電力做功本領(lǐng)的大小 即移送單位正電荷非靜電力所做功的多少 2 電源向外提供的電能與電源的工作狀態(tài)及通電時(shí)間有關(guān) 3 電源的電動(dòng)勢是電源本身的性質(zhì) 與外電路工作情況無關(guān) 對點(diǎn)訓(xùn)練2 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(fēng)扇 如圖所示 該小風(fēng)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(dòng)勢為E 0 6V 則關(guān)于該電池的描述正確的是 B A 單位時(shí)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(dòng)勢減小 解析 電動(dòng)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(fù)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(cuò)誤 B正確 電動(dòng)勢越大 將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大 C錯(cuò)誤 無論該電池是否接入電路 電動(dòng)勢的大小為定值0 6V D錯(cuò)誤 素養(yǎng)提升 1 功是能量轉(zhuǎn)化的量度 在電源中 非靜電力做功 其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 非靜電力移送電荷做了多少功 就有多少其他形式能轉(zhuǎn)化為電能 在電路中 靜電力做功 電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能 靜電力做了多少功 就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 2 無論電源內(nèi)部還是電源外部都存在著電場 在外電路中只有靜電力做功 電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 而在電源內(nèi)部 有內(nèi)阻 靜電力也做一部分功 將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 但也有非靜電力對電荷做功 將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 電路中的能量轉(zhuǎn)化問題 解析 由電動(dòng)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(rèn)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 1 W Eq 3 6J 18J電源中共有18J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 2 W1 U1q 2 4 6J 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 6 6J 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 答案 1 18J 2 14 4J 3 3 6J 方法提升 電源和電路都是實(shí)現(xiàn)能的轉(zhuǎn)化的裝置 做功是完成轉(zhuǎn)化方式的量度