PAGE1第十章電路及其應(yīng)用第5節(jié)電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻（1）??目標(biāo)導(dǎo)航知識(shí)要點(diǎn)難易度1.電源和電路中靜電力和非靜電力做功與能量轉(zhuǎn)化2.電動(dòng)勢(shì)E=W/q比值定義法！3.電源內(nèi)阻r4.識(shí)別電池銘牌：mA·h是電量，可計(jì)算放電時(shí)間，電流做功★★★★★★★

★★★??知識(shí)精講一、電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻【類比思維】(1)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(xì)管連起來，則水在重力的作用下定向運(yùn)動(dòng)，A、B之間的高度差很快消失。在這個(gè)過程中，水管中只有一個(gè)短暫水流。怎樣才能保持A、B之間穩(wěn)定的高度差，在A、B之間形成持續(xù)的水流呢？(2)如圖乙所示，電源在電路中的作用相當(dāng)于抽水機(jī)的作用，它能不斷地將流到負(fù)極的正電荷搬運(yùn)到正極，從而保持正、負(fù)極間有穩(wěn)定的電勢(shì)差，維持電路中有持續(xù)的電流。電源是通過什么力做功實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的？甲乙1.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(shì)能的裝置。(2)能量轉(zhuǎn)化：在電源內(nèi)部，非靜電力克服靜電力做正功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，電勢(shì)能增加。在電源外部，靜電力做正功，電勢(shì)能減少，轉(zhuǎn)化為其他形式的能。（內(nèi)部也有靜電力同時(shí)做功）(3)化學(xué)電池：化學(xué)能→電能；水力發(fā)電：機(jī)械能→電能；太陽能電池：太陽能→電能

2.電動(dòng)勢(shì)(1)定義：非靜電力把單位電量的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極移送到正極所做的功。(2)公式：E＝eq\f(W非,q)比值定義法!(3)物理意義：反映電源非靜電力做功的本領(lǐng)的大小。(4)單位：伏特(V)。與電壓、電勢(shì)單位相同，但含義不同。電壓、電勢(shì)：反映靜電力做功，包含電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的含義電動(dòng)勢(shì)：反映非靜電力做功，包含其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的含義(5)標(biāo)量，且只有正值。(6)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)，跟外電路是否連接也無關(guān)。3.電源內(nèi)部非靜電力(1)作用：把正電荷從負(fù)極搬運(yùn)到正極（或把負(fù)電荷搬運(yùn)到負(fù)極），非靜電力對(duì)電荷做正功，使電荷的電勢(shì)能增加。(2)能量轉(zhuǎn)化：非靜電力做功，是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的過程。①在化學(xué)電池(干電池、蓄電池)中，非靜電力是化學(xué)作用，它使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能。②在發(fā)電機(jī)中，非靜電力是電磁作用，它使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能。【思考判斷】(1)在電源內(nèi)部，正電荷向正極移動(dòng)過程中，靜電力做負(fù)功，電荷電勢(shì)能增加。（）(2)電源的電動(dòng)勢(shì)跟電源內(nèi)非靜電力做的功成正比，跟通過的電荷量成反比。（）(3)E＝eq\f(W,q)只是電動(dòng)勢(shì)的定義式而非決定式，電動(dòng)勢(shì)的大小由電源中非靜電力的特性決定。（）(4)容量越大的電池，儲(chǔ)存的化學(xué)能越多。（）【答案】(1)√(2)×(3)√(4)×例1.如圖所示的干電池、手機(jī)電池，它們有的標(biāo)有“1.5V”字樣，有的標(biāo)有“3.7V”字樣。如果把1C的正電荷從1.5V干電池的負(fù)極移到正極，電荷的電勢(shì)能增加了多少？非靜電力做了多少功？如果把1C的正電荷從3.7V的手機(jī)電池的負(fù)極移到正極呢？哪個(gè)電池做功的本領(lǐng)大？【答案】把1C的正電荷從1.5V干電池的負(fù)極移到正極，電勢(shì)能增加了1.5J，非靜電力做功1.5J；從3.7V手機(jī)電池的負(fù)極移到正極，電勢(shì)能增加了3.7J，非靜電力做功3.7J。3.7V手機(jī)電池做功本領(lǐng)大。例2.一臺(tái)發(fā)電機(jī)用0.5A的電流向外輸電，在1min內(nèi)將180J的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，則發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為（）A.6V B.360V C.120V D.12V【答案】A【解析】1min內(nèi)流出的電荷量為q，由q＝It得q＝0.5×60C＝30C，E＝eq\f(W,q)所以：E＝eq\f(180,30)V＝6V二、電源的內(nèi)阻、容量1.內(nèi)阻：電源內(nèi)部導(dǎo)體的電阻，通常用r表示。(1)水果電池內(nèi)阻很大，幾乎不能提供持續(xù)電流。(2)干電池使用久了，內(nèi)阻變大2.電池容量：電池放電時(shí)能輸出的總電荷量，其單位是：A·h或mA·h。(1)通過額定電流可計(jì)算放電時(shí)間t=q/I(2)通過額定電壓可計(jì)算電池靜電力做功W=qU例3.對(duì)如圖所示的一塊手機(jī)電板的下列描述錯(cuò)誤的是（）（A）電板的容量為3800mAh （B）電板的輸出電壓為3.7V（C）電板的充電電壓不得大于4.2V （D）電板的額定功率為14.06Wh【答案】D【詳解】14.06Wh是電板正常工作時(shí)釋放的的總能量，單位不是功率單位，故D錯(cuò)誤。??考點(diǎn)題型考點(diǎn)01電源電動(dòng)勢(shì)和非靜電力做功【電動(dòng)勢(shì)和電壓的區(qū)別和聯(lián)系】：(1)電動(dòng)勢(shì)與電壓有本質(zhì)的區(qū)別，不能認(rèn)為電動(dòng)勢(shì)就是電壓，電動(dòng)勢(shì)E＝eq\f(W非,q)，電壓U＝eq\f(W電,q)。(2)電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)，電源兩極間的電壓。例4.如圖，關(guān)于閉合電路，下列說法正確的是（）（A）電荷在電源外部受靜電力作用而運(yùn)動(dòng)，在電源內(nèi)部受非靜電力作用而運(yùn)動(dòng)（B）圖中a薄層和b薄層兩區(qū)域是靜電力做功的區(qū)域（C）電壓和電動(dòng)勢(shì)這兩個(gè)概念包含的能量轉(zhuǎn)化方向相同（D）靜電力和非靜電力都使電荷做定向運(yùn)動(dòng)，對(duì)循環(huán)回路來說兩者使電荷沿電路運(yùn)動(dòng)的方向相同【答案】D【詳解】AB．電源在其內(nèi)部的a、b兩個(gè)區(qū)域依靠非靜電力做功，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；在中間區(qū)域仍然是靜電力做功；在外部只受靜電力對(duì)電荷做正功，在內(nèi)部受靜電力和非靜電力同時(shí)作用，故AB錯(cuò)誤。C．電動(dòng)勢(shì)表征電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的能力，而電壓表征電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的能力，故C錯(cuò)誤；（D）在閉合電路中，在電源的外電路中，靜電力使正電荷從電源正極移到負(fù)極，使電荷發(fā)生定向移動(dòng)；在電源內(nèi)部，非靜電力將電荷從電源負(fù)極搬到正極，使電荷發(fā)生定向移動(dòng)，從而移動(dòng)閉合電流，可見靜電力和非靜電力都使電荷做定向運(yùn)動(dòng)，對(duì)循環(huán)回路來說兩者使電荷沿電路運(yùn)動(dòng)的方向相同，故D正確。考點(diǎn)02識(shí)別電池銘牌【歸納總結(jié)】(1)一般會(huì)標(biāo)明電動(dòng)勢(shì)是多少V，也可以近似認(rèn)為該電池能提供給用電器的電壓。(2)mA·h是電量單位，表示電池儲(chǔ)藏電荷總量。(3)額定電壓、額定電流、額定功率指正常工作時(shí)的電壓、電流、功率。(4)待機(jī)時(shí)間是指待機(jī)狀態(tài)下電池供電時(shí)間。(5)用單位判斷物理量是什么。例5.圖示是一塊手機(jī)電池外殼上的文字說明。由此可知，此電池的電動(dòng)勢(shì)和待機(jī)狀態(tài)下的平均工作電流分別是（）（A）4.2V，14.6mA （B）4.2V，700mA（C）3.7V，14.6mA （D）3.7V，700mA【答案】C【詳解】由手機(jī)電池外殼上的文字說明可知，電池的電動(dòng)勢(shì)是3.7V，待機(jī)時(shí)間為48h，電池容量為700mA?h，則有待機(jī)狀態(tài)下的平均工作電流是I=q/t=700/48mA≈14.6mA故選C。??鞏固練習(xí)1.關(guān)于電動(dòng)勢(shì)，下列說法中正確的是（）（A）電動(dòng)勢(shì)越大，非靜電力做功越多（B）電動(dòng)勢(shì)越大，非靜電力做功越快（C）電動(dòng)勢(shì)越大，非靜電力做功本領(lǐng)越大（D）電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于把單位正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極移到正極過程中，靜電力所做的功【答案】C【解析】ABC、根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義式為E=W/q知，電源的電動(dòng)勢(shì)E取決于電源本身，與非靜電力做功多少和快慢無關(guān)，電動(dòng)勢(shì)的大小是非靜電力做功能力的反映，電動(dòng)勢(shì)越大，非靜電力做功本領(lǐng)越大，故AB錯(cuò)誤，C正確；D、根據(jù)E=W/q知，電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于把單位正電。荷在電源內(nèi)部從負(fù)極移到正極過程中，非靜電力所做的功，故D錯(cuò)誤。2.（多選）以下關(guān)于電源的說法中正確的是（）A.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B.在電源內(nèi)部正電荷能從負(fù)極到正極是因?yàn)殡娫磧?nèi)部只存在非靜電力而不存在靜電力C.靜電力與非靜電力都可以使電荷移動(dòng)，所以本質(zhì)上都是使電荷的電勢(shì)能減小D.靜電力移動(dòng)電荷做功電荷電勢(shì)能減少，非靜電力移動(dòng)電荷做功電荷電勢(shì)能增加【答案】AD【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)部既存在非靜電力，又存在靜電力，故B錯(cuò)誤；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(shì)能減少，非靜電力移動(dòng)電荷做功電荷電勢(shì)能增加，故C錯(cuò)誤，D正確。3.電子在閉合電路中定向移動(dòng)，下列說法正確的是（）（A）在外電路從電源正極向負(fù)極移動(dòng) （B）在外電路只受靜電力作用（C）在內(nèi)電路從電源負(fù)極向正極移動(dòng) （D）在內(nèi)電路只受非靜電力作用【答案】B【詳解】A．在外電路中，電子從電源負(fù)極向正極移動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．電子在外電路中，只受靜電力作用，故B正確；C．在內(nèi)電路中電子從電源正極向負(fù)極移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．在內(nèi)電路同時(shí)受非靜電力作用和靜電力作用，故D錯(cuò)誤。故選B。4.鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為2V，電池正常工作時(shí)，在電池內(nèi)部（）A.非靜電力將自由電子從電源正極移動(dòng)到負(fù)極，每移動(dòng)一個(gè)電子，非靜電力做功2JB.非靜電力將自由電子從電源正極移動(dòng)到負(fù)極，每移動(dòng)一個(gè)電子，非靜電力做功C.非靜電力將自由電子從電源正極移動(dòng)到負(fù)極，每移動(dòng)一個(gè)電子，非靜電力做功2eVD.非靜電力將自由電子從電源負(fù)極移動(dòng)到正極，每移動(dòng)一個(gè)電子，非靜電力做功【答案】C【解析】鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為2V，根據(jù)公式，可得非靜電力將自由電子從電源正極移動(dòng)到負(fù)極，每移動(dòng)一個(gè)電子所需要做的功故選C。5.（多選）如圖所示，為一塊手機(jī)電池背面印有的一些符號(hào)，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(shì)為3.6VC.該電池在工作1小時(shí)后達(dá)到的電流為500mAD.若電池充滿電后以10mA的電流工作，可用50小時(shí)【答案】ABD【解析】電池上的3.6V表示電動(dòng)勢(shì)，500mA·h表示電池容量，可以由電池容量計(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。6.鋰離子電池主要依靠鋰離子（）在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作，下圖為鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)。某過程中從負(fù)極通過隔膜返回正極。鋰電池的電動(dòng)勢(shì)為，則（）（A）電池正處于充電狀態(tài)（B）電池內(nèi)部電流方向從負(fù)極到正極（C）移動(dòng)一個(gè)鋰離子，需要消耗電能（D）電池容量的單位可表示為【答案】B【詳解】A．在電池內(nèi)部從負(fù)極通過隔膜返回正極，所以在電池外部是從正極流向負(fù)極的，電池正處于放電過程，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)電池內(nèi)部電流的特點(diǎn)可知，在電池內(nèi)部電流是由負(fù)極流向正極的，故B正確；C．電場(chǎng)力做功W=qU得，把一個(gè)鋰離子從負(fù)極移動(dòng)到正極需要消耗的電能應(yīng)該是3.7eV，故C錯(cuò)誤；D．電池容量的單位是C或A．h，而是電功的單位，是一種能量單位，故D錯(cuò)誤。7.國產(chǎn)手機(jī)采用VOOC閃充新技術(shù)，該技術(shù)采用低壓大電流的方案，相對(duì)其他方案溫度較低，充電功率更高，電能轉(zhuǎn)化率達(dá)到95%，最快充電速度比一般手機(jī)充電技術(shù)快4倍以上。如圖是普通單線充電數(shù)據(jù)線和雙線快充數(shù)據(jù)線示意圖。與普通充電數(shù)據(jù)線相比，閃充增加數(shù)據(jù)線的作用是（）（A）增大充電電壓 （B）增大電池的容量 （C）增大充電電流 （D）增大充電電阻【答案】C【解析】電池容量即電量一定，I越大，t越小。8.小明同學(xué)家里購買了一款掃地機(jī)器人，如圖所示，小明同學(xué)仔細(xì)檢查了這款掃地機(jī)器人，發(fā)現(xiàn)銘牌上標(biāo)有如下表所示數(shù)據(jù)，則該掃地機(jī)器人（）（A）額定工作電流為1.6A（B）電池充滿電后儲(chǔ)存的總電荷量為8000C（C）若當(dāng)剩余電量減少為電池容量的20%時(shí)，機(jī)器人會(huì)主動(dòng)尋找充電器充電，則充滿電后正常工作的時(shí)間為1.5h（D）以額定電流工作時(shí)每分鐘消耗電能為864J【答案】D【詳解】A由銘牌知，掃地機(jī)器人工作的額定電壓為8V，額定功率為14.4W，則額定電流故A錯(cuò)誤B．根據(jù)電池容量2250mA·h知，電量故B錯(cuò)誤；C．充滿電后正常工作的時(shí)間為故C錯(cuò)誤。D．以額定電流工作時(shí)每分鐘消耗電能為D正確。9.閉合電路中電源的電動(dòng)勢(shì)為12V，外電壓為10V，當(dāng)有0.2C電量通過電路時(shí)，該電路中的能量轉(zhuǎn)化情況是：非靜電力把_________J的其他形式能量轉(zhuǎn)化為電能，電源內(nèi)阻消耗了_________J的電能。【答案】

2.4

0.4【詳解】[1]在電源內(nèi)部，根據(jù)公式，非靜電力將2.4J的其它形式能轉(zhuǎn)化為電能。[2]靜電力做功故靜電力把2J的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，則電源消耗的電能10.將電動(dòng)勢(shì)為3V的電源接入電路中，測(cè)得電源兩極間的電壓為2.4V，當(dāng)電路中有6C的電荷流過時(shí)，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。【答案】(1)18J(2)14.4J(3)3.6J【解析】(1)W非＝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14.4