1、第第2 2節電動勢節電動勢【學習目標】【學習目標】 1. 1.知道電源是將其他形式能轉化為電勢能的裝置知道電源是將其他形式能轉化為電勢能的裝置.2.2.了解了解電路中靜電力和非靜電力做功與能量轉化的關系電路中靜電力和非靜電力做功與能量轉化的關系.3.3.了解電源電動勢的根了解電源電動勢的根本含義本含義, ,知道它的定義式知道它的定義式, ,了解電源的內阻了解電源的內阻. .根底知識根底知識核心要點核心要點學習效果學習效果核心素養核心素養根底知識根底知識 探究探究教材探究教材探究知識點一知識點一電源的作用電源的作用【問題導學問題導學】(1)(1)如圖如圖1,1,水池水池A,BA,B的水面有一定的

2、高度差的水面有一定的高度差, ,假設在假設在A,BA,B之間用一細管連起來之間用一細管連起來, ,那么水在重力的作用下定向運動那么水在重力的作用下定向運動,A,B,A,B之間的高度差很快消失之間的高度差很快消失. .在這種情況下在這種情況下, ,水管中只有一個短暫水流水管中只有一個短暫水流. .怎樣才能保持怎樣才能保持A,BA,B之間的高度差之間的高度差, ,在在A,BA,B之間形成之間形成持續的水流呢持續的水流呢? ?答案答案: :(1)(1)需要加一個抽水機需要加一個抽水機, ,把水池把水池B B中的水抽到水池中的水抽到水池A A中中. .(2)(2)如圖如圖2 2所示所示, ,電源在電路

3、中的作用相當于抽水機的作用電源在電路中的作用相當于抽水機的作用, ,它能不斷地將流它能不斷地將流到負極的正電荷搬運到正極到負極的正電荷搬運到正極, ,從而保持正、負極有穩定的電勢差從而保持正、負極有穩定的電勢差, ,維持電路維持電路中有持續的電流中有持續的電流. .電源是通過什么力做功實現這個功能的電源是通過什么力做功實現這個功能的? ?答案答案: :(2)(2)通過非靜電力做功通過非靜電力做功. .(3)(3)比照上述抽水過程和電荷在電路中的運動比照上述抽水過程和電荷在電路中的運動, ,分析它們的能量轉化情況分析它們的能量轉化情況. .答案答案:(3):(3)當水由當水由A A池流向池流向B

4、 B池時重力做正功池時重力做正功, ,減少的重力勢能轉化為其減少的重力勢能轉化為其他形式的能他形式的能; ;在電源外部在電源外部, ,靜電力對正電荷做正功靜電力對正電荷做正功, ,減少的電勢能轉化為減少的電勢能轉化為其他形式的能其他形式的能; ;當抽水機將當抽水機將B B中的水抽到中的水抽到A A的過程中的過程中, ,要抑制水的重力做要抑制水的重力做功功, ,將其他形式的能轉化為水的重力勢能將其他形式的能轉化為水的重力勢能; ;在電源內部在電源內部, ,要靠非靜電力作要靠非靜電力作用于正電荷抑制靜電力做功用于正電荷抑制靜電力做功, ,將其他形式的能轉化為電荷的電勢能將其他形式的能轉化為電荷的電

5、勢能. .【知識梳理知識梳理】 1.1.非靜電力的作用非靜電力的作用: :把正電荷由把正電荷由 搬運到搬運到 , ,同時在該過程同時在該過程中非靜電力做功中非靜電力做功, ,將將 能量轉化為電勢能能量轉化為電勢能. .2.2.非靜電力的實質非靜電力的實質: :在電池中是指在電池中是指 , ,在發電機中是指在發電機中是指 . .3.3.電源電源(1)(1)概念概念: :通過非靜電力做功把通過非靜電力做功把 轉化為轉化為 的裝置的裝置. .(2)(2)能量轉化能量轉化: :在電源內部在電源內部, ,非靜電力做正功非靜電力做正功, ,其他形式的能轉化為其他形式的能轉化為 , ,在電源外部在電源外部,

6、 , 做正功做正功, ,電能轉化為其他形式的能電能轉化為其他形式的能. .負極負極正極正極其他形式的其他形式的化學作用化學作用電磁作用電磁作用其他形式的能其他形式的能電勢能電勢能電能電能靜電力靜電力知識點二知識點二電源的參數電源的參數電動勢、內阻與容量電動勢、內阻與容量【問題導學問題導學】日常生活中經常接觸到各種各樣的電源日常生活中經常接觸到各種各樣的電源, ,如下圖的干電池、手機電池如下圖的干電池、手機電池, ,它它們有的標有們有的標有“1.5 V“1.5 V字樣字樣, ,有的標有有的標有“3.7 V“3.7 V字樣字樣. .如果把如果把1 C1 C的正電荷從的正電荷從1.5 V1.5 V干

7、電池的負極移到正極干電池的負極移到正極, ,電荷的電勢能增加電荷的電勢能增加了多少了多少? ?非靜電力做了多少功非靜電力做了多少功? ?如果把如果把1 C1 C的正電荷從的正電荷從3.7 V3.7 V的手機電池的的手機電池的負極移到正極呢負極移到正極呢? ?哪個電池做功本領大哪個電池做功本領大? ?答案答案: :從從1.5 V1.5 V干電池的負極移到正極干電池的負極移到正極, ,電勢能增加了電勢能增加了1.5 J,1.5 J,非靜電力做非靜電力做功功1.5 J;1.5 J;從從3.7 V3.7 V手機電池的負極移到正極手機電池的負極移到正極, ,電勢能增加了電勢能增加了3.7 J,3.7 J

8、,非靜電非靜電力做功力做功3.7 J.3.7 V3.7 J.3.7 V手機電池做功本領大手機電池做功本領大. .1.1.電動勢電動勢(1)(1)概念概念: :在電源內部在電源內部, ,非靜電力把正電荷從負極移送到正極所做的功非靜電力把正電荷從負極移送到正極所做的功W W與與 . . 的比值的比值. .(2)(2)大小大小: :在數值上等于非靜電力把在數值上等于非靜電力把 的正電荷在電源內部從負極移送的正電荷在電源內部從負極移送到正極所做的功到正極所做的功. .即即E= .E= .單位單位: :伏特伏特(V).(V). (3)(3)物理意義物理意義: :反映電源反映電源 做功本領大小的物理量做功

9、本領大小的物理量. .(4)(4)大小的決定因素大小的決定因素: :由電源中由電源中 的特性決定的特性決定, ,跟電源的體積無跟電源的體積無關關, ,跟跟 也無關也無關. .被被【知識梳理知識梳理】Wq非移送電荷移送電荷q q1 C1 C非靜電力非靜電力非靜電力非靜電力外電路外電路2.2.內阻內阻: :電源電源 導體的電阻導體的電阻. .3.3.容量容量: :電池放電時能輸出的總電荷量電池放電時能輸出的總電荷量, ,其單位是其單位是AhAh或或mAh.mAh.內部內部思考判斷思考判斷1.1.在電源內部在電源內部, ,電荷移動過程中電荷移動過程中, ,靜電力做負功靜電力做負功, ,非靜電力做正功

10、非靜電力做正功, ,電荷電勢電荷電勢能增加能增加.(.( ) )2.2.在電源內部在電源內部, ,正電荷能從負極流到正極正電荷能從負極流到正極, ,是因為電源內部只存在非靜電力是因為電源內部只存在非靜電力而不存在靜電力而不存在靜電力.(.( ) )3.3.電源的電動勢跟電源內非靜電力做的功成正比電源的電動勢跟電源內非靜電力做的功成正比, ,跟通過的電荷量成反比跟通過的電荷量成反比. .( ( ) )4.4.電動勢的單位跟電壓的單位一致電動勢的單位跟電壓的單位一致, ,所以電動勢就是電源兩極間的電壓所以電動勢就是電源兩極間的電壓. .( ( ) )5.E= 5.E= 只是電動勢的定義式而非決定式

11、只是電動勢的定義式而非決定式, ,電動勢的大小由電源內非靜電力的電動勢的大小由電源內非靜電力的特性決定特性決定.(.( ) )Wq核心要點核心要點 突破突破要點一要點一電源工作原理的理解電源工作原理的理解1.1.電源是搬運電荷裝置電源是搬運電荷裝置(1)(1)如下圖如下圖, ,在電源外部在電源外部, ,在靜電力作用下在靜電力作用下, ,正電荷從正極流到負極正電荷從正極流到負極; ;在電源在電源內部內部, ,非靜電力又將正電荷從負極搬運到非靜電力又將正電荷從負極搬運到正極正極, ,這樣電路中有持續的電流這樣電路中有持續的電流. .(2)(2)在電源內部非靜電力作用下在電源內部非靜電力作用下, ,

12、正極持續聚集正電荷正極持續聚集正電荷, ,電勢較高電勢較高, ,所以電所以電源使正、負極保持有穩定的電勢差源使正、負極保持有穩定的電勢差. .2.2.電源是能量轉化電源是能量轉化的裝置的裝置(1)(1)在電源外部在電源外部, ,靜電力對正電荷做正功靜電力對正電荷做正功, ,減少的電勢能轉化為其他形式減少的電勢能轉化為其他形式的能的能; ;(2)(2)在電源內部在電源內部, ,要靠非靜電力作用于正電荷抑制靜電力做功要靠非靜電力作用于正電荷抑制靜電力做功, ,將其他形將其他形式的能轉化為電荷的電勢能式的能轉化為電荷的電勢能. .狀元心得狀元心得在電池中在電池中, ,非靜電力是化學作用非靜電力是化學

13、作用, ,它使化學能轉化為電勢能它使化學能轉化為電勢能; ;在發電機中在發電機中, ,非靜電力是電磁作用非靜電力是電磁作用, ,它使機械能轉化為電勢能它使機械能轉化為電勢能. .【例【例1 1】 (2021 (2021黑龍江齊齊哈爾八中高二測試黑龍江齊齊哈爾八中高二測試) )以下說法中正確的選項是以下說法中正確的選項是( () )A.A.在外電路和電源內部在外電路和電源內部, ,正電荷都受靜電力作用正電荷都受靜電力作用, ,所以能不斷地定向移動形所以能不斷地定向移動形成電流成電流B.B.靜電力與非靜電力都可以使電荷移動靜電力與非靜電力都可以使電荷移動, ,所以本質上都是使電荷的電勢能所以本質上

14、都是使電荷的電勢能減少減少C.C.在電源內部在電源內部, ,正電荷能從負極到達正極是因為電源內部只存在非靜電力正電荷能從負極到達正極是因為電源內部只存在非靜電力而不存在靜電力而不存在靜電力D.D.靜電力移動電荷做功靜電力移動電荷做功, ,電勢能減小電勢能減小; ;非靜電力移動電荷做功非靜電力移動電荷做功, ,電勢能增加電勢能增加思路探究思路探究 (1) (1)在閉合電路中在閉合電路中, ,電源內部電源內部, ,是什么力做功是什么力做功, ,將其他形式將其他形式的能轉化為電能的能轉化為電能? ?(2)(2)在電源外部在電源外部, ,是什么力做功是什么力做功, ,將電能轉化為其他形式的能將電能轉化

15、為其他形式的能? ?答案答案:(1):(1)電源內部電源內部, ,非靜電力做功非靜電力做功, ,將其他形式的能轉化為電能將其他形式的能轉化為電能;(2);(2)在電在電源外部靜電力做功將電能轉化為其他形式的能源外部靜電力做功將電能轉化為其他形式的能. .解析解析: :在電源內部和外部都存在著由正極指向負極的電場在電源內部和外部都存在著由正極指向負極的電場, ,在電源外部在電源外部, ,正電荷受靜電力作用正電荷受靜電力作用, ,能不斷地定向移動形成電流能不斷地定向移動形成電流, ,此過程靜電力做正功此過程靜電力做正功使電荷的電勢能減少使電荷的電勢能減少, ,在電源內部在電源內部, ,正電荷受靜電

16、力方向與移動方向相反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而非靜電力使正電荷由負極移動到正極, ,抑制靜電力做功抑制靜電力做功, ,使電荷的電勢能增加使電荷的電勢能增加, ,應選項應選項D D正確正確. .答案答案:D :D 誤區警示誤區警示靜電力與非靜電力做功的區別靜電力與非靜電力做功的區別(1)(1)非靜電力只在電源內部對電荷做功非靜電力只在電源內部對電荷做功, ,但靜電力在整個閉合電路上都要但靜電力在整個閉合電路上都要做功做功. .(2)(2)非靜電力對電荷做功非靜電力對電荷做功, ,將其他形式的

17、能轉化為電能將其他形式的能轉化為電能; ;靜電力對電荷做靜電力對電荷做功功, ,將電能轉化其他形式的能將電能轉化其他形式的能. .在整個電路上在整個電路上, ,非靜電力做的功與靜電力非靜電力做的功與靜電力做的功相等做的功相等. .【針對訓練【針對訓練1 1】 (2021 (2021甘肅白銀一中高二檢測甘肅白銀一中高二檢測)()(多項選擇多項選擇) )關于電源關于電源, ,以以下說法中正確的選項是下說法中正確的選項是( ( ) )A.A.電源可將其他形式的能轉化為電能電源可將其他形式的能轉化為電能B.B.在電源內部在電源內部, ,其他形式的能轉化為電能其他形式的能轉化為電能C.C.在電源內部在電

18、源內部, ,電源依靠庫侖力搬運電荷電源依靠庫侖力搬運電荷D.D.電源就是產生電荷的裝置電源就是產生電荷的裝置ABAB解析解析: :電源是將其他形式的能轉化為電能的裝置電源是將其他形式的能轉化為電能的裝置, ,選項選項A A正確正確; ;在電源內部在電源內部依靠非靜電力做功將其他形式的能轉化為電能依靠非靜電力做功將其他形式的能轉化為電能, ,選項選項B B正確正確,C,C錯誤錯誤; ;電源電源能夠不斷移動電荷能夠不斷移動電荷, ,不能產生電荷不能產生電荷, ,選項選項D D錯誤錯誤. .要點二要點二對電動勢的理解對電動勢的理解1.1.概念理解概念理解(1)(1)不同電源的電動勢不同不同電源的電動

19、勢不同對于不同電源對于不同電源, ,電動勢越大電動勢越大, ,表示將其他形式的能轉化為電能的本領越大表示將其他形式的能轉化為電能的本領越大, ,其實質是非靜電力做功的本領越大其實質是非靜電力做功的本領越大, ,即把一樣數量的正電荷在電源內部即把一樣數量的正電荷在電源內部從負極搬運到正極過程中從負極搬運到正極過程中, ,非靜電力做功就越多非靜電力做功就越多. .(2)(2)電動勢是標量電動勢是標量, ,但為研究問題的方便但為研究問題的方便, ,常認為電動勢有方向常認為電動勢有方向, ,規定其方規定其方向為電源內部電流的方向向為電源內部電流的方向, ,即在電源內部由電源負極指向正極即在電源內部由電

20、源負極指向正極. .2.2.電動勢和電壓的區別與聯系電動勢和電壓的區別與聯系物理量物理量比較內容比較內容電壓電壓U U電動勢電動勢E E物理意義物理意義靜電力做功靜電力做功, ,電能轉化電能轉化為其他形式的能的本領為其他形式的能的本領, ,表征電場的性質表征電場的性質非靜電力做功非靜電力做功, ,其他形式其他形式的能轉化為電能的本領的能轉化為電能的本領, ,表征電源的性質表征電源的性質定義式定義式U= U= ,W,W為靜電力做的功為靜電力做的功 ,W,W為非靜電為非靜電力做的功力做的功單位單位伏特伏特(V)(V)伏特伏特(V)(V)聯系聯系電動勢等于電源未接入電路時兩極間的電壓值電動勢等于電源

21、未接入電路時兩極間的電壓值WqWEq狀元心得狀元心得1)E= 1)E= 是電動勢的定義式而不是決定式是電動勢的定義式而不是決定式,E,E的大小與的大小與W W和和q q無關無關, ,是由電是由電源自身的性質決定的源自身的性質決定的. .2)2)電動勢的大小等于在電源的內部從負極到正極移送單位正電荷非靜電電動勢的大小等于在電源的內部從負極到正極移送單位正電荷非靜電力做功的數值力做功的數值. .一定要注意必須是一定要注意必須是“單位正電荷單位正電荷, ,而不是而不是“任意電荷任意電荷. .Wq【例【例2 2】 (2021 (2021福建三明一中高二測試改編福建三明一中高二測試改編) )鉛蓄電池的電

22、動勢為鉛蓄電池的電動勢為2 V,2 V,一一節干電池的電動勢為節干電池的電動勢為1.5 V,1.5 V,將鉛蓄電池和干電池分別接入電路將鉛蓄電池和干電池分別接入電路, ,兩個電路兩個電路中的電流分別為中的電流分別為0.1 A0.1 A和和0.2 A.0.2 A.(1)(1)鉛蓄電池接入電路工作鉛蓄電池接入電路工作40 s,40 s,電源所消耗的化學能為多少電源所消耗的化學能為多少? ?(2)(2)干電池接入電路工作干電池接入電路工作20 s,20 s,電源所消耗的化學能為多少電源所消耗的化學能為多少? ?(3)(3)哪一個把化學能轉化為電能的本領更大哪一個把化學能轉化為電能的本領更大? ?思維

23、導圖思維導圖 解析解析: :(1)(1)對于鉛蓄電池所在電路對于鉛蓄電池所在電路,40 s,40 s時間內通過的電荷量時間內通過的電荷量q q1 1=I=I1 1t t1 1=4 C;=4 C;鉛蓄電池消耗的化學能鉛蓄電池消耗的化學能W W1 1=q=q1 1E E1 1=8 J.=8 J.(2)(2)對于干電池所在電路對于干電池所在電路,20 s,20 s時間內通過的電荷量時間內通過的電荷量q q2 2=I=I2 2t t2 2=4 C.=4 C.干電池消耗的化學能干電池消耗的化學能W W2 2=q=q2 2E E2 2=6 J.=6 J.(3)(3)因為因為E E1 1EE2 2, ,故鉛

24、蓄電池把化學能轉化為電能的本領大故鉛蓄電池把化學能轉化為電能的本領大. .電動勢表征電電動勢表征電源的轉化本領源的轉化本領. .答案答案: :(1)8 J(1)8 J(2)6 J(2)6 J(3)(3)鉛蓄電池鉛蓄電池方法總結方法總結電源消耗其他形式的能的計算電源消耗其他形式的能的計算電動勢只是表征電源的轉化本領電動勢只是表征電源的轉化本領, ,電源消耗其他形式的能的多少還與電電源消耗其他形式的能的多少還與電流、工作時間有關流、工作時間有關, ,計算時可用計算時可用W=qEW=qE或或W=EIt.W=EIt.【針對訓練【針對訓練2 2】 以下有關電動勢的說法正確的選項是以下有關電動勢的說法正確

25、的選項是( ( ) )A.A.電源的電動勢跟電源內非靜電力做的功成正比電源的電動勢跟電源內非靜電力做的功成正比, ,跟通過的電荷量成反比跟通過的電荷量成反比B.B.電動勢的單位跟電壓的單位一致電動勢的單位跟電壓的單位一致, ,所以電動勢就是電源兩極間的電壓所以電動勢就是電源兩極間的電壓C.C.非靜電力做功越多非靜電力做功越多, ,電動勢就越大電動勢就越大D.E= D.E= 只是電動勢的定義式而非決定式只是電動勢的定義式而非決定式, ,電動勢的大小由電源內非靜電力電動勢的大小由電源內非靜電力的特性決定的特性決定WqD D【針對訓練【針對訓練3 3】 (2021 (2021江西撫州東鄉縣一中高二測

26、試江西撫州東鄉縣一中高二測試) )將電動勢為將電動勢為3 V3 V的電源接入電路中的電源接入電路中, ,測得電源兩極間的電壓為測得電源兩極間的電壓為2.4 V,2.4 V,當電路中有當電路中有6 C6 C的電的電荷流過時荷流過時, ,求求: :(1)(1)有多少其他形式的能轉化為電能有多少其他形式的能轉化為電能; ;解析解析: :(1)W=Eq=3(1)W=Eq=36 J=18 J,6 J=18 J,電源中共有電源中共有18 J18 J其他形式的能轉化為電能其他形式的能轉化為電能. .答案答案: :(1)18 J(1)18 J(2)(2)外電路中有多少電能轉化為其他形式的能外電路中有多少電能轉

27、化為其他形式的能; ;(3)(3)內電路中有多少電能轉化為其他形式的能內電路中有多少電能轉化為其他形式的能. .解析解析: :(2)W(2)W1 1=U=U1 1q=2.4q=2.46 J=14.4 J,6 J=14.4 J,外電路中共有外電路中共有14.4 J14.4 J的電能轉化為的電能轉化為其他形式的能其他形式的能. .(3)W(3)W2 2=W-W=W-W1 1=3.6 J,=3.6 J,內電路中有內電路中有3.6 J3.6 J電能轉化為其他形式的能電能轉化為其他形式的能. .答案答案: :(2)14.4 J(2)14.4 J(3)3.6 J(3)3.6 J學習效果學習效果 檢測檢測1

28、.1.一節干電池的電動勢為一節干電池的電動勢為1.5 V,1.5 V,這表示這表示( ( ) )A.A.電池中每通過電池中每通過1 C1 C的電荷量的電荷量, ,該電池能將該電池能將1.5 J1.5 J的化學能轉變成電勢能的化學能轉變成電勢能B.B.該電池接入電路工作時該電池接入電路工作時, ,電池兩極間的電壓恒為電池兩極間的電壓恒為1.5 V1.5 VC.C.該電池存儲的電能一定比電動勢為該電池存儲的電能一定比電動勢為1.2 V1.2 V的電池存儲的電能多的電池存儲的電能多D.D.將將1 C1 C的電子由該電池負極移送到正極的過程中的電子由該電池負極移送到正極的過程中, ,非靜電力做了非靜電

29、力做了1.5 J1.5 J的功的功A A解析解析: :電動勢大小表示電池中每通過電動勢大小表示電池中每通過1 C1 C的電荷量的電荷量, ,電池將其他形式的能電池將其他形式的能量轉化為電勢能本領的大小量轉化為電勢能本領的大小, ,并非表示電池內部儲存的能量大小并非表示電池內部儲存的能量大小, ,選項選項A A正確正確,C,C錯誤錯誤; ;電動勢大小等于電池接入電路前兩極之間的電壓大小電動勢大小等于電池接入電路前兩極之間的電壓大小, ,選選項項B B錯誤錯誤; ;電動勢為電動勢為1.5 V,1.5 V,表示電池內部非靜電力將表示電池內部非靜電力將1 C1 C的電子由電源正的電子由電源正極移送到負

30、極過程中所做功的大小極移送到負極過程中所做功的大小, ,選項選項D D錯誤錯誤. .2.(2.(多項選擇多項選擇) )關于電源的作用關于電源的作用, ,以下說法中正確的選項是以下說法中正確的選項是( ( ) )A.A.在電源內部把電子從負極搬運到正極在電源內部把電子從負極搬運到正極B.B.在電源內部把電子從正極搬運到負極在電源內部把電子從正極搬運到負極C.C.把電能轉化為其他形式的能把電能轉化為其他形式的能D.D.把其他形式的能轉化為電能把其他形式的能轉化為電能BDBD解析解析: :在電源內部是非靜電力驅使電子從正極流向負極做正功在電源內部是非靜電力驅使電子從正極流向負極做正功, ,靜電力做靜

31、電力做負功負功, ,選項選項A A錯誤錯誤,B,B正確正確; ;從能量守恒的角度看從能量守恒的角度看, ,電源內部把其他形式的能電源內部把其他形式的能轉化為電能轉化為電能, ,選項選項C C錯誤錯誤,D,D正確正確. .3.(20213.(2021遼寧葫蘆島高級中學高二月考遼寧葫蘆島高級中學高二月考) )一臺發電機用一臺發電機用0.5 A0.5 A的電流向外的電流向外輸電輸電, ,在在1 min1 min內將內將180 J180 J的機械能轉化為電能的機械能轉化為電能, ,那么發電機的電動勢為那么發電機的電動勢為( ( ) )A.6 V A.6 V B.360 VB.360 V C.120 V C.120 V D.12 V D.12 VA A4.4.由六節干電池由六節干電池( (每節的電動勢為每節的電動勢為1.5 V)1.5 V)串聯組成的電池組串聯組成的電池組,