人教版高中物理选修3-1第2节电动_势
高中物理人教版选修3-1课件：2.2 电动势
3．电动势的大小：在电源的内部从负极到正极移送单位正 电荷非静电力做功的数值．一定要注意必须是“单位正电 荷”，而不是“任意电荷”．
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
电动势
例 1 关于电动势E的说法中
正确的是( BC )
A.电动势E的大小，与非静电 力所做的功W的大小成正比，与 移送电荷量q的大小成反比
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
二、电动势与电路中能量转化的有关计算
电动势
区别电动势与电势差，理解电路中能量的转化：
1．电动势和电势差虽然单位相同——都是伏特(V)；
定义式U＝ W
别．
q
、 EW＝
q
类似，但二者有本质的区
电势差反映电场力做功，将电势能转化为其他形式的能；
而电动势反映非静电力做功，将其他形式的能转化为电能． 能的转化方向不同． 2．电动势等于电源未接入电路时两极间的电势差
预习导学
电动势
一、电源
1. 其他形式的能 电势能 2. 正极 负极 非静电力 增加 静电力 正极 负极
3 . 化学 化学能 电磁 机械能
二、电源的参数——电动势、内阻
1.（1）本领 电动势
（2）非静电力 1C 电荷q
（3）非静电力 无关 无关 （4）相同 伏特
2 . （1）内阻
想一想：如图所示是不同型号的干电池，其电动势都是1.5 V，这说明什么问题？用久了的干电池，它的内阻会变吗？
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
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电动势
例 1 关于电动势E的说法中
正确的是( BC )
A.电动势E的大小，与非静电
人教版高中物理-有答案-人教版物理选修3-1第二章：实验：测定电池的电动势和内阻
人教版物理选修3-1第二章：实验：测定电池的电动势和内阻一、多选题1. 为了测出电源的电动势和内阻，待测电源和开关、导线配合下列仪器可达到实验目的的是（）A.一个电流表和一个电阻箱B.一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器C.一个电压表和一个电阻箱D.一个电流表和一个滑动变阻器2. 用如图甲所示的电路来测量电池电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的U−I图线，由图可知（）A.电池电动势的测量值是3VB.电池内阻的测量值是1.5ΩC.外电路发生短路时的电流为1.5AD.电压表的示数为1V时外电路中的电阻R=2Ω3. 用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，下列说法正确的是（）A.应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表读数变化明显B.应选用内阻较小的电压表和电流表C.移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载D.使滑动变阻器阻值尽量大一些，测量误差才小4. 在用如图所示的电路测量电池电动势和内阻的实验中，若有两只电压表V1和V2量程相同，内阻R V1>R V2；两只电流表A1、A2量程相同，内阻R A1>R A2，在该实验中，为了使E、r的测量精确些，选择的电表可以是（）A.V1和A2B.V2和A2C.V2和A1D.V1和A15. 某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验．图中电流表A的量程为0.6A，内阻约0.1Ω；电压表V的量程为3V，内阻约6kΩ；G为小量程电流表；电源电动势约3V，内阻较小，下列电路中正确的是（）A.测定一段电阻线（约5Ω）的电阻B.测定电源的电动势和内电阻（约3Ω）C.描绘小灯泡（额定电压为2.5V）的伏安特性曲线D.测定电流表的内阻6. 某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为0∼20Ω，连接电路的实物图如图所示．关于该学生接线的说法正确的是（）A.滑动变阻器不起变阻作用B.电流表接线有误C.电压表量程选用不当D.电压表接线不妥7. 如图所示，a、b是两个独立电源A、B的路端电压U与其总电流I的关系图线，则下列说法正确的是（）A.路端电压都为U0时，它们的外电阻相等B.电流都是I0时，两电源的内电压相等C.电源A的电动势大于电源B的电动势D.电源A的内阻小于电源B的内阻二选择题某同学做“测定电池的电动势和内阻”实验，电路如图所示．测得电流与路端电压的数据见表：其中存在测量错误的数据是（）A.第1组B.第2组C.第3组D.第4组在“测定电源电动势和内阻”的实验中，为使实验效果明显且不损坏仪器，应选择下列哪种电源较好（）A.内阻较大的普通干电池B.内阻较小的普通蓄电池C.小型交流发电机D.小型直流发电机在测量电源电动势和内阻的实验中，电源的电动势约为6V，内阻约为0.5Ω，电流表的内阻为0.5Ω，电压表的内阻为6kΩ．为了减小实验误差，应当采用的电路是（）A. B.C. D.如图所示是甲、乙、丙三位同学设计的测量电源电动势和内电阻的电路．电路中R1、R2为已知阻值的电阻．下列说法中正确的是（）A.只有甲同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻B.只有乙同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻C.只有丙同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻D.三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内电阻在“测定电池电动势和内阻”的实验中，某同学根据实验数据，作出了正确的U−I图像，如图所示，其中图线斜率绝对值的物理含义是（）A.短路电流B.电池内阻C.电池电动势D.全电路电阻用电压表、电流表测定a、b两节干电池的电动势E a、E b和内电阻r a、r b时，画出的图线如图所示，则由此图线可知（）A.E a>E b、r a>r bB.E a>E b、r a<r bC.E a<E b、r a>r bD.E a<E b、r a<r b某同学在测量电源电动势和内电阻的实验中，他根据自己测量的数据作了如图所示的U−I图线，从图线中可知该同学测量的电源电动势和内电阻为下列各组数据中的哪一组（）A.E=3.0V，r=1ΩB.E=3.0V，r=2.5ΩC.E=3.0V，r=6ΩD.E=3.0V，r=3Ω如图所示，用一只电流表和两个定值电阻测定电源电动势和内电阻的实验中，由于未考虑电流表的内阻，其测量值E和r与真实值E0和r0相比较，正确的是（）A.E=E0，r=r0B.E>E0，r<r0C.E=E0，r>r0D.E>E0，r>r0三、实验题在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中．（1）备有如下器材A．干电池1节B．滑动变阻器（0∼20Ω）C．滑动变阻器（0∼1kΩ）D．电压表（0∼3V）E．电流表（0∼0.6A）F．电流表（0∼3A）G．开关、导线若干其中滑动变阻器应选________，电流表应选________．（只选填器材前的序号）（2）为了最大限度地减小实验误差，请在虚线框中画出该实验最合理的电路图．（3）某同学根据实验数据画出的U−I图像如图所示，由图像可得电池的电动势为________V，内电阻为________Ω．在“测电池的电动势和内阻”的实验中，可用以下给定的器材和一些导线来完成实验．器材：待测干电池一节，电压表V，电流表A，滑动变阻器R1(0∼10Ω)，滑动变阻器R2(0∼200Ω)，开关S．（结果均保留2位小数）．（1）为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用________（选填“R1”或“R2”）．（2）实验所用电路如图甲所示，请用笔画线代替导线在图乙中完成实物连接图，要求保证开关在闭合前滑动变阻器的滑片处于正确的位置．（3）该同学根据实验数据得到图丙中的图像b，则他根据图像b求得电源电动势E=________V，内电阻r=________Ω．（4）丙图中a图线是某电阻R的伏安特性曲线，则两条图线a、b的交点的横、纵坐标分别表示________，该同学将该电阻R与本实验中的所用的电池连成一闭合电路，此时电阻R消耗的电功率是________W．（5）假如本实验中所使用的电压表的内阻很大（可视为理想电压表），而电流表具有一定的内阻（不可忽略），则根据本实验原理图所测得的电源电动势值将________，内电阻值将________．（选填“偏大”“偏小”或“不变”）四、填空题测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U−I图像如下：请回答下列问题：（1）在闭合开关之前为防止电表过载，滑动变阻器的滑动头P应放在________处（选填“a”或“b”)．（2）供选用的器材有:A．干电池1个B．滑动变阻器（0∼50Ω）C．滑动变阻器（0∼1750Ω）D．电压表（0∼3V）E．电压表（0∼15V）F．电流表（0∼0.6A）G．电流表（0∼3A）其中滑动变阻器应选________，电压表应选________，电流表应选________．（选填字母代号）（3）这个干电池的电动势E=________V，内电阻r=________Ω．某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r．根据实验数据绘出如图乙所示的R−1图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到IE=________V，r=________Ω．五、解答题用电流表和电压表测量电池的电动势E和内阻r，所用电路如图甲所示，一位同学测得的六组数据如表所示．（1）试根据这些数据在图乙中作出U−I图线．（2）根据图线求出电池的电动势E=________V，电池的内阻r=________Ω．参考答案与试题解析人教版物理选修3-1第二章：实验：测定电池的电动势和内阻一、多选题1.【答案】A,B,C【考点】测定电源的电动势和内阻【解析】此题暂无解析【解答】解：A．根据E=I(R+r)，由电流表测电流，用电阻箱读出外电阻的阻值，可以求出E、r，A正确；B．根据E=U+Ir，由电流表测出电流，由电压表测出电压，可以求出E、r，B正确；C．根据E=U+URr，由电压表测出电压，用电阻箱读出外电阻的阻值，可以求出E、r，C正确；D．因为滑动变阻器不能读出电阻的数值，所以只有一个电流表和一个滑动变阻器，测不出电源的电动势和内阻，D错误．故选ABC．2.【答案】A,C【考点】闭合电路的欧姆定律【解析】此题暂无解析【解答】解：A．由闭合电路欧姆定律U=E−Ir知，当I=0时，E=U=3V，选项A正确；C．短路时，U=0，I=1.5A，选项C正确；B．r=EI短=31.5Ω=2Ω，选项B错误；（或根据图线的斜率的绝对值表示电源的内阻，r=|ΔUΔI |=31.5Ω=2Ω）D．电压表的示数为1V时，可求出电流I=1A，外电阻R=UI=1Ω，故选项D错误．故选AC．3.【答案】A,C【考点】测定电源的电动势和内阻【解析】此题暂无解析【解答】解：A．由U=E−Ir可知，应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表读数变化明显，故A正确；B．应选用内阻较大的电压表和内阻较小的电流表进行实验，故B错误；C．移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载，故C正确；D．电源电动势较小，实验时滑动变阻器阻值不宜太大，滑动变阻器阻值太大，电路电流太小，电流表读数误差较大甚至不能读数，故D错误；故选AC．4.【答案】A,D【考点】测定电源的电动势和内阻【解析】此题暂无解析【解答】解：本题实验中电压表与电池并联，测量的结果应该是二者并联后的电动势和内阻，为减少电压表的影响，应选用内阻大的电压表．外电路中电流表与电阻串联，实验中不要求知道电阻的阻值，将电流表和电阻合二为一即可，电流表测量的是它们的真实电流，因此对电流表的内阻要求不太严格．AD正确．故选AD．5.【答案】A,B【考点】描绘小灯泡的伏安特性曲线测定电源的电动势和内阻伏安法测电阻【解析】此题暂无解析【解答】解：A．待测电阻丝的电阻与电流表内阻相当，远小于电压表内阻，该待测电阻属于小电阻，电流表应用外接法，故A正确；B．电压表测量的是电源两端的电压，电流表应测量通过电源的电流，测的数据偏小，误差形成的原因是电压表的分流作用，在该实验中，电压表内阻非常大，分流很不明显，误差较小，故B正确；C．描绘小灯泡（额定电压为2.5V）的伏安特性曲线，电流、电压要从0测起，滑动变阻器应该用分压式，不能用限流式，故C错误；D．半偏法测电流表的内阻，最终支路电阻即为电流表的内阻，所以支路的电阻不能用滑动变阻器，应该用电阻箱，故D错误．故选AB．6.【答案】A,B,D【考点】测定电源的电动势和内阻【解析】此题暂无解析【解答】解：A．在实物连线图中，滑动变阻器的两个固定端接入电路了，滑动头没有接，所以移动变阻器滑动端时，不会改变接入电路的电阻大小，变阻器不起变阻作用，A正确；B．电流表只允许电流从电表的正接线柱流入，从负接线柱流出，图中两线都接在了电流表的负接线柱上，电流没有流经电流表，所以B正确；C．图中电源由两节干电池充当，电动势是3V，所以电压表量程应选用0∼3V，图中量程选择是正确的，所以C错误；D．图中把电压表直接和电池并联，这样即使将开关断开，电压表仍有示数，即开关不能控制通过电压表的电流，且电流从负接线柱流入，从正接线柱流出，所以电压表的接线不妥，D正确．故选ABD．7.【答案】A,C【考点】路端电压与负载的关系【解析】此题暂无解析【解答】解：A．当路端电压都为U0时，电流都为I0，由U=IR得，此时外电阻相等，选项A正确；BC．a、b与U轴的交点不同，所以E不同，电源A的电动势大于电源B的电动势，所以在电流都是I0时，两电源的内电压不同，所以选项B错误，选项C正确；D．又由a、b与I轴的交点，b的大于a的，即B的短路电流较大，又B的电动势相对较小，所以B的内阻比A的内阻小，选项D错误．故选AC．二选择题【答案】C【考点】测定电源的电动势和内阻【解析】此题暂无解析【解答】解：由图示电路图可知，在闭合电路中路端电压：U=E−Ir，电源电动势E、电源内阻r都不变，随电流I减小，路端电压U应增大，由表中实验数据可知，第三组实验数据电压随电流减小而减小，这是错误的．故C错误．故选C．【答案】A【考点】测定电源的电动势和内阻【解析】此题暂无解析解：为了使电路中路端电压变化比较明显，应使用内阻较大的干电池．A正确．故选A．【答案】A【考点】测定电源的电动势和内阻【解析】此题暂无解析【解答】解：电流表的内阻与电源的内阻差不多，故电流表相对于电源内阻来说，采用电流表外接法．B图测的实际上是电源内阻和电流表内阻之和，误差较大，D图错误，C图无法测出．故A正确，BCD错误．故选A．【答案】D【考点】测定电源的电动势和内阻【解析】此题暂无解析【解答】解：图甲中可用E=I1(r+R1)、E=I2(r+R2)求得电源的电动势和内电阻，图乙中可用E=U1+U1R1r、E=U2+U2R2r求得电源的电动势和内电阻，而图丙中可用E=U1+I1r、E=U2+I2r求得电源的电动势和内电阻，故三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内电阻，故D正确．故选D．【答案】B【考点】测定电源的电动势和内阻闭合电路的欧姆定律【解析】此题暂无解析【解答】解：由闭合电路欧姆定律的公式E=I(R+r)=U+Ir得，U=E−Ir，所以在U−I图像中图线斜率的绝对值表示电池内阻．B正确．故选B．【答案】A【考点】测定电源的电动势和内阻【解析】此题暂无解析【解答】解：据E=U+Ir，可得U=E−Ir，可见U−I图线与纵轴的交点表示电源的电动势，所以有E a>E b，图线斜率的绝对值表示电源的内电阻，故r a>r b．A正确．【答案】A【考点】测定电源的电动势和内阻【解析】此题暂无解析【解答】解：由U=E−Ir知，当I=0时U=E，故在U−I图像中，纵轴截距表示电源电动势的大小，即E=3.0V；本题图中横轴截距对应的路端电压为2.4V，此时电路没有短路，计算内阻时只能使用公式r=|ΔUΔI |，不能用r=EI短，选项A正确．故选A．【答案】C【考点】测定电源的电动势和内阻闭合电路的欧姆定律【解析】此题暂无解析【解答】解：不考虑电流表的内阻R A时，由闭合电路欧姆定律分别得：{E=I1R1+I1rE=I2R2+I2r解得：r=I1R1−I2R2I2−I1，E=I1I2(R1−R2)I2−I1．考虑电流表内阻R A时，由闭合电路欧姆定律分别得：{E0=I1(R1+R A+r0)E0=I2(R2+R A+r0)解得：r0=I1R1−I1R2I2−I1−R A=r−R A<r，E0=I1I2(R1−R2)I2−I1=E．C正确．故选C．三、实验题【答案】（1）B,E（2）电路图如解答图所示；（3）1.5,1【考点】测定电源的电动势和内阻【解析】此题暂无解析【解答】解：（1）滑动变阻器的最大值一般为待测电阻的几倍时较好，在该实验中因电源内阻比较小，故滑动变阻器选择较小一点的即可，故滑动变阻器应选B（也可以从便于调节电流表的量程要大于电源允许通过的最大电流，对于干电池来讲允许通过的最大电流一般是0.5A，故需要选择0∼0.6A量程的电流表，所以电流表应选E．（2）电路图如图所示．（3）由题U−I图像可知：纵截距为1.5V，故电池的电动势为1.5V，内电阻r=|ΔUΔI |=|0.9−1.50.6−0|Ω=1Ω．【答案】（1）R1（2）实物图如解答图所示；（3）1.45,0.83（4）将该电阻R与电源连成闭合回路时通过电阻R的电流和它两端的电压,0.63（5）不变,不变【考点】测定电源的电动势和内阻【解析】此题暂无解析【解答】解：（1）为方便调节且能准确地进行测量，滑动变阻器应选用R1．（2）由原理图可知滑动变阻器为限流式接法，电压表正接线柱接滑动变阻器，负接线柱接电流表，开关要控制整个电路．（3）图线在纵轴上的截距表示电动势的大小，E=1.45V，图线在横轴上的截距表示短路电流，再由闭合电路的欧姆定律可求得电源内阻，r=1.2−0.21.5−0.3Ω=0.83Ω．（4）丙图中a图线是某电阻的伏安特性曲线，则两条图线的交点的横、纵坐标分别表示将该电阻R与电源连成闭合回路时通过电阻R的电流和它两端的电压．由图可知电压U=0.7V，电流I=0.9A，所以此时电阻R消耗的电功率是P=UI=0.63W．（5）该接法中由于电压表的分流而导致电流表示数偏小，所以电流表的内阻不会对实验结果带来影响．实验中所使用的电压表的内阻很大（可视为理想电压表），根据本实验原理图所测得的电源电动势值将不变，内阻阻值将不变．四、填空题【答案】（1）a（2）B,D,F（3）1.5,0.75【考点】测定电源的电动势和内阻【解析】【解答】解：（1）闭合开关之前滑动变阻器的滑动头P应放在最大值位置处，即a处．（2）滑动变阻器起控制电流的作用，而电源电动势大约1.5V，电路中电流较小，故为了便于调节，滑动变阻器选取B；电源电动势大约1.5V，因此电压表选择量程为3V的比较合适，故电压表选择D；电路中的电流较小，因此电流表选择F．（3）在U−I图像中，图像与纵坐标的交点等于电源的电动势，所以由图可以读出电源的电动势为1.5V，图像中的斜率的绝对值表示电源的内阻，所以电源的内阻为r=|Ω=0.75Ω．|1.2−1.50.4【答案】2.9,0.9【考点】测定电源的电动势和内阻【解析】此题暂无解析【解答】−r．解：由欧姆定律有，E=I(R+r)，R=EI由此知图线的斜率为电动势E，纵轴截距大小为内阻r．V=2.9V，r=0.9Ω．E=2−(−0.9)1.0五、解答题【答案】（1）作图如解答图所示；（2）1.45,0.69【考点】测定电源的电动势和内阻【解析】此题暂无解析【解答】解：（1）作图线时应使尽可能多的点落在直线上，个别偏离太远的点应舍去，图线如图所示．（2）由图线与纵轴的交点可得电动势E=1.45V，再读出图线与横轴交点的坐标≈0.69Ω．(0.65，1.00)，由E=U+Ir得r=E−UI。
高中物理物理 选修3-1(人教版)--《电势能和电势》教案--优化方案
1.4 电势能和电势三维目标1．理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系；2．理解电势的概念，知道电势是描述电场能的性质的物理量；3．明确电势能、电势、静电力做功、电势能的关系；4．了解电势与电场线的关系；5．了解等势面的意义及与电场线的关系。
教学重点理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。
教学难点掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。
教学方法类比法、讲练法、推理归纳法。
教具准备投影仪、多媒体课件。
课时安排2课时教学过程［新课导入］问题：电场的两个基本性质是什么？电场的两个基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用（电场的力的性质），并使之具有能（电场的能的性质）。
我们已经建立了电场强度的概念，知道它是描述电场性质的物理量。
倘若把一个静止的试探电荷放入电场中，它将在静电力的作用下做加速运动，经过一段时间后获得一定的速度，试探电荷的动能增加了。
我们知道，这是静电力做功的结果，而功又是能量变化的量度，那么，在这一过程中，是什么能转化成试探电荷的动能呢？为此，我们首先要研究静电力做功的特点和电场力做功与能量变化之间的关系。
前面已经学习了电场的力的性质──用场强来描述，今天我们从电场力做功和能量的角度来研究电场的能的性质。
［新课教学］一、静电力做功的特点要考虑电场的能的性质，必涉及到电场力的做功。
对它的讨论可类比于重力场中的重力做功。
问题：重力做功有什么特点？结论：重力做功与路径无关，仅跟物体的重力，物体移动的两位置的高度差有关。
对同一物体，两位置的高度差越大，重力做功就越多。
只要两位置确定，即高度差确定，移动同一物体重力做功就相同。
问题：同样为场力做功，电场力做功是否也具有同样的特点呢？试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点移动到B点，我们计算这几种情况下静电力所做的功。
A M推导：q在沿直线从A移往B的过程中，受到的静电力F＝qE，静电力与位移AB的夹角为θ，静电力对q所的功为W＝F cosθ·|AB|＝qE·|AM|q在沿折线AMB从A移往B的过程中，在线段AM上静电力对q所的功W1＝qE·|AM|。
人教版高中物理选修3-1 第二章恒定电流知识点总结概括
选修3-1知识点第二章 恒定电流2.1电源和电流一、电源1、电流：电荷的定向移动形成电流。
条件：①存在自由电荷，如金属内的自由电子液体中的正负离子。
②导体两端始终存在电压，导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流。
2、电源：能把自由电子从正极搬到负极的装置。
作用：保持导体两端的电势差(电压)，使导体中有持续的电流。
3、类型：①发电机：通过电磁作用把电子从正极搬运到负极。
②干电池/蓄电池：通过化学作用把电子从正极搬运到负极。
二、恒定电流（恒定电场：电场强度和大小都不变。
）1、定义：大小、方向都不随时间变化的电流。
用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱。
2、电流公式：qt I tI q =⇒=3、单位:国际单位安培(A)，常用单位：毫安（mA ）、微安（μA ）4、方向：正电荷定向移动的方向。
金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。
注意：电流是标量。
2.2电动势一、电动势1、常见的两种非静电力：化学作用，电磁作用。
在外电路，正电荷由电源正极流向负极。
电源之所以能维持外电路中稳定的电流，是因为它有能力把来到负极的正电荷经过电源内部不断地送往正极。
非静电力使正电荷在电源内部由负极移至正极。
在非静电力做功下，电源把正电荷从负极搬运到正极，使电荷的电势能增加。
电源是一种能把电子从一个地方搬运到另一个地方的装置。
2、电动势：描述电源非静电力做功能力的强弱。
3、定义：电源内部非静电力移送电荷 q 所做的功W 与 q 的比值，qw E 定义式，不成比例关系。
4、电动势由非静电力的特性决定，跟电源体积无关，也跟外电路无关。
5、内阻r ：电源也是由导体组成的，所以也有电阻。
6、电源重要参数：电源电动势E ，电源容量，电源内阻r 。
2.3欧姆定律一、电阻1、定义：导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值。
2、物理意义：反映了导体对电流的阻碍作用。
人教版高中物理选修3-1课件电势能和电势2
Νν：拗Nu Ξξ：克西Xi Οο：欧麦克轮Omicron ∏π：派Pi Ρρ：柔Rho ∑σ：西格玛Sigma Ττ：套Tau Υυ：宇普西龙Upsilon Φφ：faiPhi Χχ：器Chi Ψψ：普赛Psi Ωω：欧米伽Omega
系为() AD
A.EA=EBB.EA<EB C.EPA=EPBD.EPA>EPB
9.如图所示,三条平行等距直虚线表示电场中三 个等势面,电势值分别为10V、20V、30V,实线 是一带负电的粒子(不计重力)在该区域内的运
动轨迹,对于轨迹上的a、b、c三点来说() B
A.粒子必先过a，再到b，然后到c B.粒子在三点受到的合力Fa=Fb=Fc C.粒子在三点动能大小为Eka<Ekb<Ekc D.粒子在三点的电势能大小为Epa>Epb>Epc
A
C B
三、电势
根据电场线方向来判断：
沿着电场线方向电势逐渐降低 注：电场线的方向就是电势降低最快的 方向
电势与场强没有直接关系
四、等势面
(1)定义
电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面
(2)等势面是为了形象描述电场中各点电势面人 为画出的曲面
虚构的面
(3)等势面的特点
1.等势面一定与电场线垂直，即跟场强方向垂直 2.沿着同一等势面移动电荷时静电力不做功 3.两个电势不同的等势面不能相交
10V.在静电场中，把一个电荷量q=2.0X10-5C的 负电荷由M点移到N点，电场力做6.0X10-4J， 由N点移到P点，电场力做负功1.0X10-3J，则
M、N、P三点电势高低关系是.N M P
若以N点为零电势点，则M、N、P三点电势为.
N 0、 M 30V、 P 50V
江苏省无锡市大桥实验学校高中物理选修3-1课件：2.2电动势
5.物理意义：反映电源把其他形式的能 转化为电能本领的大小，数值上等于非 静电力把1C的正电荷在电源内部从负极 移送到正极所做的功。
说一说：一个电源的电动势是6V的物
理意义是什么？
思考：
1.能否计算出电动势为6V的电源，在10s内有多少化学 能转化为电能？还需要知道什么量？
送到正极时，非静电力所做的功 C．电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，
电动势就越大 D．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能
的本领越大
问题与练习
2.铅蓄电池的电动势为2 V，一节干电池的电动势为 1.5V，将铅蓄电池和干电池分别接入电路，两个电 路中的电流分别为0.1A和0.2A。试求两个电路都工 作20 s时间，电源所消耗的化学能分别为多少？哪 一个电源把化学能转化为电能的本领更大？
2.电源产生的电能等于灯泡消耗的电能吗？
三．电源（池）的几个重要参数
①电动势 ②内阻（r）:电源内部的电阻。 ③容量：
三．电源（池）的几个重要参数
①电动势
②内阻（r）:电源内部的电阻。
③容量：电池放电时能输出的总电荷量。 其单位是：A·h ，mA·h.
课后拓展
❖ 你了解生活中有哪些新型电池吗？ ❖ 调查废旧电池对环境的影响，如何减少电池
问题与练习
3.某个电动势为E的电源工作时，电流为I，乘积EI 的单位是什么？从电动势的意义来考虑，EI表示什 么？如果E=3V，I=2A，请具体说明EI的含义。
干电池
搬运电 荷量(C)
非静电 力做功
(J)
1
1.5
2
3.0
物理选修3-1第二章电学实验三：测电源电动势和内阻
成功总是属于那些坚持不懈的人
UR
直线(如图乙)．由图丙可知该电池的电动势E为 3.3 V、内阻r 为 0.25Ω.(结果均保留两位有效数字)
第2章 恒定电流
成功总是属于那些坚持不懈的人内阻．
(1)如图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)
时的实验电路．请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之
①图线与纵轴交点为 电源电动势E ； ②图线斜率的绝对值为 内阻r . 即：r U
I
第2章 恒定电流
成功总是属于那些坚持不懈的人
【误差分析】
高中2021级选修3-1
1.偶然误差 (1)读数不准引起误差。 (2)用图象法求E和r时，由于作图不准确造成误差。
第2章 恒定电流
成功总是属于那些坚持不懈的人
A－1
6.7
5.9
5.3
4.5
3.8
根据表中数据，在上图方格纸上作出 R 1 的关系图像．
I
第2章 恒定电流
成功总是属于那些坚持不懈的人
高中2021级选修3-1
由图像可计算出该干电池的电动势为 1.33(1.V30(结～果1.3保6均留可三)位 有效数字)；内阻为 1.2(1Ω.0(～结1果.4均保可留)两位有效数字)．
(2)把滑动变阻器的滑片移到接入电路阻值最大的一端. (3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一 组数据(I1，U1).用同样的方法再测量几组I、U值，填入表格中. (4)断开开关，拆除电路，整理好器材.
第2章 恒定电流
成功总是属于那些坚持不懈的人
高中2021级选修3-1
【数据处理】 (1)列方程组EE＝ ＝UU21＋ ＋II21rr ，解出 E、r，并多次测量求平均值. (2)用作图法处理数据，如图所示.
高中物理(选修3-1)2.2电动势(新课标人教版)
迁移与应用 2 下列说法中正确的是( )
A.电源的电动势实质上就是电源两极间的电压 B.电源的电动势在数值上等于两极间的电压 C.电源的电动势与电压的单位相同,但与电压有本质的区别 D.电动势越大,电源两极间的电压一定越高 答案:C 解析:电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的 物理量,而电压是电场中两点间的电势差。电动势与电压有着本质的区 别,所以 A 项错,C 项对;当电源开路时,两极间的电压在数值上等于电源 的电动势,但在闭合电路中,电源两极间的电压(路端电压)随外电阻的增 大而增大,随外电阻的减小而减小。当电源短路时,R 外=0,这时路端电压 为零,所以 B、D 两项错。
问题导学
一、电源电动势的理解
活动与探究 1 电源的种类比较多,干电池、蓄电池、充电锂电池、发电机等都是 电源,目前南京大学材料系的“概念电池”已正式进入南京高科技转化市 场,它只需要接受阳光,便可以像植物的光合作用一样捕捉其中的能量, 进而产生电能。那么,电池都是怎样工作的呢?
1.在内、外电路中,正电荷的移动方向各是怎样的?“搬运”电荷的作 用力各是什么力? 答案:在电源内部,正电荷由负极流向正极,“搬运”电荷的作用力是 非静电力;在外电路,正电荷由电源正极流向负极,“搬运”电荷的作用力 是静电力。 2.(1)试探究电源是如何把其他形式的能转化为电能的?(2)干电池 和手摇发电机都可以当作电源,那么不同的电源中的非静电力相同吗? 所起的作用相同吗?(3)是不是非静电力做功越多非静电力做功的本领 就越大?如何描述非静电力做功的本领? 答案:(1)在电源内部也存在电场,电场方向也是从正极指向负极。 根 据电荷守恒定律,电源必须把自由电子不断地从正极搬运到负极,自由 电子必须克服静电力做功,也就是要有“非静电力”作用于电子。 这个“非 静电力”是由电源提供的,也就是说,电源通过非静电力做功,使电荷的电 势能增加。
人教版高中物理选修3-1第2节电动_势
高中物理学习材料金戈铁骑整理制作第2节 电_动_势1.电动势与电压的单位都是伏特，但二者意义不同，电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，电动势的大小仅取决于电源本身。
2．电动势的定义式为E ＝W q，电动势和内阻是电源的两个重要参数。
电源在电路中的作用[自学教材] 1．非静电力 (1)定义：非静电力是指电源把正电荷(负电荷)从负极(正极)搬运到正极(负极)的过程中做功的力，这种非静电力做的功，使电荷的电势能增加。
(2)在电池中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能；在发电机中，非静电力的作用是电磁作用，它使机械能转化为电势能。
2．电源(1)定义：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
(2)不同的电源，非静电力做功的本领不同，这是由电源本身性质决定的。
[重点诠释]正确理解非静电力(1)如图2－2－1所示，在电源外部的电路里，自由电荷在电场力作用下移动，电场力做正功，电势能转化为其他形式的能；在电源内部自由电荷移动的方向与受到的电场力方向相反，移送电荷的不再是电场力，叫做“非静电力”。
非静电力做功将电荷“移送”到电势能高的电极，增加电势能(消耗其他形式的能)。
所以可以说：电源是通过非静电力做功，将其他形式的能转化为电能的装置。
图2－2－1(2)从能量转化的角度看，电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
(3)作用：保持两极间有一定电压，供给电路电能。
[特别提醒] 在外电路中，静电力做功将电能转化为其他形式的能，而在内电路中，非静电力做功将其他形式的能转化为电能。
电源被形象地比喻为“抽水机”。
1．关于电源的说法正确的是( )A ．电源外部存在着由正极指向负极的电场，内部存在着由负极指向正极的电场B ．在电源外部电路中，负电荷靠电场力由电源的负极流向正极C ．在电源内部电路中，正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极D ．在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能解析：无论电源内部还是外部，电场都是由正极指向负极，故A 错；在外部电路中，负电荷靠电场力由负极流向正极，而内部电路中，正电荷由负极流向正极，因电场力与移动方向相反，故必有非静电力作用在电荷上才能使其由负极流向正极，在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能，故B 、C 、D 正确。
高中物理选修3-1-电动势
电动势知识集结知识元电动势知识讲解电源和电动势1．电源（1）电源能维持电路中稳定的电流，是因为它有能力把来到负极的正电荷经过电源内部不断地搬运到正极。
（2）电源内部和外部都存在着由正极指向负极的电场。
在电源内部的电场中正电荷所受的静电力阻碍它向正极的移动，要使正电荷向正极移动，就一定要有非静电力作用于电荷才行，这种非静电力会使在电源内部的正电荷由负极向正极移动，此时非静电力做正功，静电力做负功，电荷的电势能增大。
（3）从能量转化的角度看，电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
2．电源的作用（1）维持电源的正、负极间有一定的电势差。
（2）在闭合电路中，使导线中的自由电子发生定向移动，保持恒定的电流。
3．对电源作用的理解（1）电源在电路中的作用可与生活中抽水机的作用类比便于理解。
如图所示，水池A、B 的水面有一定的高度差，若在A、B之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向运动，从水池A运动到水池B。
A、B之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流。
但若在水池A、B间连一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，保持A、B之间的高度差，从而在水管中就有源源不断的水流了。
电源在电路中的作用就是不断地将流到负极的正电荷搬运到正极，从而保持正负极间有一定的电势差，电路中便有持续的电流。
（2）从能量转化的角度来看，当水由A池流入B池时，由于重力做功，水的重力势能减少转化为其他形式的能。
如图当抽水机将B中的水抽到A中的过程中，要克服水的重力做功，将其他形式的能转化为水的势能。
同理在电源内部如图，由于存在由正极指向负极的电场，当把正电荷由负极搬运到正极的过程中，就要有非静电力作用于电荷来克服电场力做功，使电荷的电势能增加，即从能量转化来看，电源是把其他形式的能转化为电能的装置。
4．电动势（1）物理意义：表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。
（2）定义：电动势指在电源内部，非静电力把正电荷由负极移送到正极，非静电力所做的功W与q的比值，用E表示。
最新人教版高中物理选修3-1第二章《电动势》课件
2．有关电压与电动势的说法中正确的是( D )
A．电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势 与电压是同一物理量的不同叫法 B．电动势就是电源两极间的电压
C．电动势公式E＝W/Q中W与电压U＝W/Q中的W是
一样的，都是电场力做的功 D．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电 能本领强弱的物理量
3、铅蓄电池的电动势为2V，这表示（ AD ）
+ + +
+
电
+源
外 部
+
+
+ F非
F电
+
正极
电源
负极
电源内部
电源内部正电荷从负极搬运到正极的过 程中，非静电力在做正功，使电荷的电 势能增加。
从能量转化的角度看，电源 是通过非静电力做功把其他 形式的能转化为电势能的装 置
（7）不同类型的电源中,非静电力的来源不同
在电池中，非静电力是化学作用， 它使化学能转化为电势能
V为自由电荷定向移动速率
自主学习 合作探究：
根据此图,回答以下问题（ΦA＞ΦB）
两个金属小球，A带正电，B带负电
(1)接通A、B时，电子怎样移动？正电荷向哪个方向移动? （2）电流的方向是什么？导体A、B的电势差怎样变化？电流恒定么？ （3）欲保持导体A、B间的电流恒定，应该怎么办？ （4）在电源外部正电荷怎样移动，受到什么力？能量如何变化？ （5）在电源内部正电荷怎样移动，受到那些力？能量如何变化？ （6）根据以上分析,结合课本预习，能否从能量转化的角度,总结 出电源的定义？ （7）不同类型的电源中,非静电力的来源是否相同？
电源在电路中的作用就是通过非静电力做功不断地 将流到负极的正电荷搬运到正极，从而保持正负极 间有一定的电势差，电路中便有持续的电流．
人教版高中物理选修3-1第二章 第二节《电动势》
（精心整理，诚意制作）选修3-1第二章第二节《电动势》课后巩固提升（40分钟）1．描述电源能量转化本领大小的物理量是()A．电源的总功率 B．电源的电动势C．路端电压 D．电源的输出功率2.对于不同型号的干电池，下列说法中正确的是()A．1号干电池的电动势大于5号干电池的电动势B．1号干电池的容量比5号干电池的容量大C．1号干电池的内阻比5号干电池的内阻大D．把1号和5号干电池分别连入电路中，若电流I相同，它们做功的快慢相同3．下列说法中正确的是()A．电源的电动势实质上就是电源两极间的电压B．电源的电动势在数值上等于两极间的电压C．电源的电动势与电压的单位相同，但与电压有本质的区别D．电动势越大，电源两极间的电压一定越高4．关于电源的电动势，下列说法中不正确的是()A．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大B．电源的电动势就是电源电压，也就是路端电压C．电源的电动势在数值上等于电源在搬运单位电荷时非静电力所做的功D．电源的电动势由电源自身决定，与外电路的组成无关5.手电筒的两节干电池,已经用了较长时间,小灯泡只能发出微弱的光,把它们取出来,用电压表测电压,电压表示数很接近3 V,再把它们作为一个电子钟的电源,电子钟能正常工作。
下列说法正确的是()A.这两节干电池的电动势减小了很多B.这两节干电池的内电阻增加较大C.这台电子钟的额定电压一定比手电筒里的小灯泡额定电压小D.这台电子钟正常工作时的电流一定比手电筒里的小灯泡正常工作时电流小6.如图为一块手机电池的背面印有一些符号，下列说法正确的是( )A. 该电池的容量为620mAhB. 该电池的电动势为4.2VC. 该电池在工作1小时后达到的电流为620mAD. 若电池以10mA的电流工作，可用62小时7．太阳能电池已经越来越多地应用于我们生活中，有些太阳帽前安装的小风扇就是靠太阳能电池供电的．可以测得某太阳能电池可产生0.6 V的电动势，这表示() A．电路中每通过1 C电荷量，太阳能电池把0.6 J的太阳能转变为电能B．无论接不接入外电路，太阳能电池两极间的电压都为0.6 VC．太阳能电池在1 s内将0.6 J的太阳能转变为电能D．太阳能电池将太阳能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)将化学能转化为电能的本领小8．如图所示是常用在电子手表和小型仪表中的锌汞电池，它的电动势约为1.2V，这表示()A．电路通过1C的电荷量，电源把1.2J其他形式能转化为电能B．电源在每秒内把1.2J其他形式能转化为电能C．该电源比电动势为1.5V的干电池做功少D．该电源与电动势为1.5V的干电池相比，通过1C电荷量时转化为电能少9．随着中国电信业的发展，国产手机在手机市场上已经有相当大的市场份额．如图所示是中国科健股份有限公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明，由此可知该电池的电动势、待机状态下的平均工作电流分别是()A．4.2 V7.29 mA B．4.2 V700 mAC．3.7 V7.29 mA D．3.7 V700 mA10．下列说法中正确的是()A．同一型号干电池，旧电池比新电池的电动势小，内阻大，容量小B．电源电动势E与通过电源的电流I的乘积EI表示电源内静电力的功率C．1号干电池比5号干电池的电动势小，容量大D．当通过同样的电荷量时，电动势为2V的蓄电池比1.5V的干电池提供的电能多11．硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等，高速公路上安装的“电子眼”通常也采用硅光电池供电．硅光电池的原理如图所示，a、b是硅光电池的两个电极，P、N是两块硅半导体，E区是两块半导体自发形成的匀强电场区，P的上表面镀有一层增透膜．光照射到半导体P上，使P内受原子束缚的电子成为自由电子，自由电子经E区电场加速到达半导体N，从而产生电动势，形成电流．以下说法中正确的是()A．E区匀强电场的方向由P指向NB．电源内部的电流方向由P指向NC．a电极为电池的正极D．硅光电池是一种把化学能转化为电能的装置。
人教版高中物理选修3-1第二章电动势
第2节电动势1．知道电源是将其他形式的能转化为电能的装置。
2．了解电路中(电源外部和内部)自由电荷定向移动的过程中，静电力和非静电力做功与能量转化的关系。
3．了解电源电动势的基本含义，知道它的定义式。
4．了解电源内电阻。
一、电源1．非静电力的作用：把正电荷由□01负极搬运到□02正极，同时在该过程中非静电力做功，将其他形式的能转化为□03电势能。
2．非静电力的实质：在电池中是指□04化学作用，在发电机中是指□05电磁作用。
3．电源：通过非静电力做功将其他形式的能转化为□06电势能的装置。
二、电源的电动势和内阻1．电动势(1)物理意义：反映电源□01非静电力做功本领的大小。
(2)大小：在数值上等于非静电力把1 C的□02正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功，即E＝□03W非q。
(3)单位：□04伏特(V)。
(4)大小的决定因素：由电源中□05非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟□06外电路也无关。
(5)常用电池的电动势干电池铅蓄电池锂电池锌汞电池1.5 V 2 V 3 V或3.6 V 1.2 V2．内阻：电源内部导体的电阻。
3．容量：电池放电时能输出的□07总电荷量，其单位是：A·h或mA·h。
对于不同型号的干电池，其电动势一般都为1.5 V，这说明了什么？提示：说明对于不同型号的干电池，在电池内把1 C的正电荷从干电池的负极移到正极所做的功都是1.5 J。
(1)电源的电动势就是电源两端的电压。
()(2)所有电池的电动势都是1.5 V。
()(3)电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
()(4)电动势公式E＝Wq中的W与电压U＝Wq中的W是一样的，都是电场力做的功。
()(5)电源的电动势大说明其把其他形式的能转化为电能的本领大。
()提示：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√课堂任务对非静电力的理解仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
高中物理选修3-1学案：2.2 电动势
第2节电动势一、电源1.非静电力(1)非静电力的作用：把正电荷由负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，将其他形式的能量转化为电能。
(2)非静电力的实质：在电池中是指化学作用，在发电机中是指电磁作用。
2.电源(1)概念：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
(2)作用：①外电路：正电荷从电源正极流向负极，形成持续电流，电源的作用是维持外电路中这种持续电流。
②内电路：电源提供“非静电力”，通过这种力做功，把正电荷从负极搬运到正极，使电荷的电势能增加。
二、电源的参数——电动势、内阻、容量1.电动势(1)物理意义：反映电源非静电力做功的本领的大小。
(2)大小：在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功，即E＝W q。
(3)单位：伏特(V)。
(4)大小的决定因素：由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路也无关。
(5)常用电池的电动势2.内阻：电源内部导体的电阻。
3.容量：电池放电时能输出的总电荷量，其单位是A·h或mA·h。
思考判断1.在电源内部非静电力对移动的电荷做正功。
(√)2.所有电池的电动势都是1.5 V。
(×)3.电动势与电势差实质上是一样的。
(×)4.电源的电动势由电源自身决定。
(√)5.电源电动势越大，非静电力做功的本领越强。
(√)对静电力和非静电力的理解[要点归纳]1.静电力即电场力，是静止带电体之间的作用力，如每一对静止的点电荷之间的静电力均可以用库仑定律去求解。
2.非静电力：(1)在化学电池(干电池、蓄电池)中，非静电力是一种与离子的溶解和沉积过程相联系的化学作用。
(2)在一般发电机中，非静电力起源于磁场对运动电荷的作用。
3.功能关系：非静电力总是克服静电力做功，非静电力做功的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程，做多少功，就有多少能转化为电能。
[精典示例][例1] 以下说法正确的是()A.在外电路和电源内部，正电荷都受静电力作用，所以能不断地定向移动形成电流B.静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少C.在电源内部，正电荷能从负极到达正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力D.静电力移动电荷做功，电势能减小；非静电力移动电荷做功，电势能增加[解析]在电源内部和外部都存在着由正极指向负极的电场，在电源外部，正电荷受静电力作用，能不断地定向移动形成电流，此过程静电力做正功使电荷的电势能减少，在电源内部，正电荷受静电力方向与移动方向相反，静电力不能使正电荷定向移动，而非静电力使正电荷由负极移动到正极，克服静电力做功，使电荷的电势能增加，故D正确。
人教版高中物理选修3-1课后习题参考答案
第一章第一节1．答：在天气干躁的季节，脱掉外衣时，由于摩擦，外衣和身体各自带了等量、异号的电荷。
接着用手去摸金属门把手时，身体放电，于是产生电击的感觉。
2．答：由于A、B都是金属导体，可移动的电荷是自由电子，所以，A带上的是负电荷，这是电子由B移动到A的结果。
其中，A得到的电子数为，与B失去的电子数相等。
3．答：图1－4是此问题的示意图。
导体B中的一部分自由受A的正电荷吸引积聚在B的左端，右端会因失去电子而带正电。
A对B左端的吸引力大于对右端的排斥力，A、B之间产生吸引力。
4．答：此现象并不是说明制造出了永动机，也没有违背能量守恒定律。
因为，在把A、B分开的过程中要克服A、B之间的静电力做功。
这是把机械转化为电能的过程。
第二节1．答：根据库仑的发现，两个相同的带电金属球接触后所带的电荷量相等。
所以，先把A球与B球接触，此时，B球带电；再把B球与C球接触，则B、C球分别带电；最后，B球再次与A球接触，B球带电。
2．答：（注意，原子核中的质子间的静电力可以使质子产生的加速度！）3．答：设A、B两球的电荷量分别为、，距离为，则。
当用C接触A时，A的电荷量变为，C的电荷量也是；C再与接触后，B的电荷量变为；此时，A、B间的静电力变为：。
在此情况下，若再使A、B间距增大为原来的2倍，则它们之间的静电力变为。
4．答：第四个点电荷受到其余三个点电荷的排斥力如图1－6所示。
共受三个力的作用，，由于，相互间距离分别为、、，所以，。
根据平行四边形定则，合力沿对角线的连线向外，且大小是。
由于对称性，每个电荷受到其他三个电荷的静电力的合力的大小都相等，且都沿对角线的连线向外。
5．答：带电小球受重力、静电斥力和线的拉力作用而平衡，它的受力示意图见图1－7。
静电斥力，又，，所以，第三节1．答：A、B两处电场强度之比为。
A、C两处电场强度之比为。
2．答：电子所在处的电场强度为，方向沿着半径指向外。
电子受到的电场力为，方向沿着半径指向质子。
2020-2021学年高中人教版物理选修3-1课件：2.2 电动势
试分析回答:
(1)小球沿滑梯滚下的过程,可以类比电源在闭合电路 中的哪一个过程? 提示:可以类比为在外电路电场力做正功将电能转化为 其他形式的能的过程。
(2)小朋友不断将小球从地面搬到滑梯上的过程,可以 类比为电源在闭合电路中的哪一过程? 提示:可以类比为在电源内部非静电力做功将其他形式 的能转化为电能的过程。
主题二 对电动势的理解 【问题探究】日常生活中我们经常接触到各种各样的 电源,如图所示的干电池、手机电池,它们有的标有 “1.5 V”字样,有的标有“3.7 V”字样。
(1)如果把1 C的正电荷分别从1.5 V和3.7 V的干电池
的负极移到正极,非静电力分别做了多少功? 提示:根据电动势表达式E= W 可知W=qE,所以非静电力
(1)定义:电动势在数值上等于_非__静__电__力__把_1__C_的正电
荷在电源内从负极移送到正极所做的功,即非静电力所 做的功W与移送_电__荷__q_的比值,用E表示,E= W 。
q
(2)物理意义:反映电源_非__静__电__力__做__功__本领大小的物理
量。
(3)单位:与电势、电势差的单位_相__同__,为_伏__特__。
q
分别做了1.5 J和3.7 J的功。
(2)两次电势能增加多少? 提示:根据功能关系知两次电势能分别增加了1.5 J和 3.7 J。 (3)哪个电池做功本领大? 提示:根据电动势的物理意义知3.7 V的干电池做功本 领大。
【探究总结】 1.E= W 是电动势的定义式而不是决定式,E的大小与W
q
和q无关,是由电源自身的性质决定的,电动势不同,表
【探究总结】 1.从力的角度看:在外电路中,电荷在电场力的作用下 定向移动形成电流;在电源内部,电荷通过非静电力的 作用实现定向移动形成电流。 2.从能量的角度看:电源通过非静电力做功把其他形式 的能转化为电能,实现能量转化。电源既不创造能量, 也不创造电荷。
【高中物理】高中物理新课标版人教版选修3-1：2.2-电动势
2 电动势整体设计教学分析电动势是本章的一个难点。
教科书明确提出了“非静电力”的概念，让学生从功和能的角度理解非静电力，知道非静电力在电路中所起的作用，并能从“非静电力”做功的角度去理解电动势的概念。
同时为了降低难度，教科书直接给出了电动势的定义式，但只是说“电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功”，没有用比值的方法严格定义。
电源的内阻在后面的闭合电路欧姆定律学习中很重要，本节作了一些铺垫。
我们常说要让学生经历科学过程，其形式是多种多样的。
学生可以通过讨论或实验认识新的规律，通过阅读来了解前人的工作过程，跟着教师的思路一环套一环地接受新的概念等，这都是经历科学过程的不同形式。
教学目标1．知道电源是将其他形式的能转化成为电能的装置。
2．了解电路中(电源外部和内部)自由电荷定向移动过程中，静电力和非静电力做功与能量转化的关系。
3．了解电源电动势的基本含义，知道它的定义式。
4．理解电源内电阻。
教学重点难点电动势概念的建立是重点也是难点。
此套书多处对“通过做功研究能量”的思想都有阐述和铺垫，此处再次运用这种功能关系的观点来学习电动势。
可以使学生对电源电动势有深刻的理解，同时也很好地培养了学生的理性思维习惯。
本节课从静电力做功和非静电力做功进行比较建立电动势的概念。
也为后面第7节闭合电路的欧姆定律学习作了铺垫。
教学方法与手段实验演示、逻辑推理。
在电压和电动势这两个容易混淆的概念中通过静电力做功和非静电力做功进行比较教学，建立新的概念。
课前准备教学媒体金属板、酸溶液、灵敏电流计、多种型号的干电池、学生电源、导线、电键、小灯泡、投影仪。
知识准备1．课前复习：电势差的定义式：U ＝W q。
2．课前说明：在金属导体中，能够自由移动的电荷是自由电子，由于它们带负电荷，电子向某一方向的定向移动相当于正电荷向相反方向的定向移动。
为了方便本节按照正电荷移动的说法进行讨论。
教学过程导入新课[事件1]教学任务：承接上一节课的知识，导入新课。
高中物理选修3-1 测定电池的电动势和内阻 课件(共35张PPT)
1、闭合电路欧姆定律
E I Rr
U/V
2、电源电动势与内、外电压关系
E U 外 U内 U Ir
由U =E -Ir 可知，U 是I 的一次函数。
E
0
I短 I/A
（1）图象在纵轴上的截距为电源的电动势E （I=0） （2）图象在横轴上的截距为短路电流I短 （U=0） E U （3）图象斜率的绝对值为电源内阻 r
I/A
1.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
I/A
乙
丙
课堂小结
A
U-I法: V 甲 A 乙 E测 = E真
V
E U 1 I 1r E U 2 I 2r
E测 <E真 U-R法：
r 测 < r真
V
r 测 > r真
E测 <E真
R s I-R法： R s
U2 E U2 r R2
1、基本原理
闭合电路的欧姆定律：Ｅ＝Ｕ＋Ｉr Ｕ：路端电压 Ｉ：通过电源的电流
只要测出几组（至少两组）U、I值就可求出E、r
2、实验基本电路
A V
用电流表、电压表与滑动变阻器
V A
甲
乙
伏安法
E U Ir
E U1 I1r
E U 2 I 2r
E ?
r ?
测量值
测量值和真实值是什么关系？
3、误差分析：
E真 E测
真实值
0
测量值
E测 <E真
r 测 < r真
E测
真实值
0
E = U + Ir r 测 > r真 E测 = E真
高中物理选修3-1第二章知识点归纳
高中物理选修3-1第二章知识点第1节电源和电流一、电源电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。
(从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置)二、电流1. 电流：电荷的定向移动形成电流。
2. 产生电流的条件(1)导体中存在着能够自由移动的电荷金属导体——自由电子电解液——正、负离子(2)导体两端存在着电势差三、恒定电场和恒定电流1. 恒定电场：由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场。
2. 恒定电流: 大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
四、电流(强度)1. 电流：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫做电流，即：单位：安培(A) 常用单位：毫安(mA)、微安(μA)2、电流是标量，但有方向?规定正电荷定向移动方向为电流方向注意：(1)在金属导体中，电流方向与自由电荷(电子)的定向移动方向相反;(2)在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子走向移动方向相反,导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。
第2节电动势一、电动势(1)定义：在电源内部，非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。
(2)定义式：E=W/q(3)单位：伏(V)(4)物理意义：表示电源把其它形式的能(非静电力做功)转化为电能的本领大小。
电动势越大，电路中每通过1C电量时，电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。
二、电源(池)的几个重要参数(1)电动势：它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关。
(2)内阻(r):电源内部的电阻。
(3)容量：电池放电时能输出的总电荷量。
其单位是：A·h，mA·h.第3节欧姆定律一、导体的电阻(1)定义：导体两端电压与通过导体电流的比值，叫做这段导体的电阻。
(2)公式：R=U/I(定义式)说明：A、对于给定导体，R一定，不存在R与U成正比，与I成反比的关系，R 只跟导体本身的性质有关。
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高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）第2节 电_动_势1.电动势与电压的单位都是伏特，但二者意义不同，电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领 大小的物理量，电动势的大小仅取决于电源本身。
2．电动势的定义式为E ＝Wq，电动势和内阻是电源的两个重要参数。
电源在电路中的作用 [自学教材]1．非静电力(1)定义：非静电力是指电源把正电荷(负电荷)从负极(正极)搬运到正极(负极)的过程中做功的力，这种非静电力做的功，使电荷的电势能增加。
(2)在电池中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能；在发电机中，非静电力的作用是电磁作用，它使机械能转化为电势能。
2．电源(1)定义：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
(2)不同的电源，非静电力做功的本领不同，这是由电源本身性质决定的。
[重点诠释]正确理解非静电力(1)如图2－2－1所示，在电源外部的电路里，自由电荷在电场力作用下移动，电场力做正功，电势能转化为其他形式的能；在电源内部自由电荷移动的方向与受到的电场力方向相反，移送电荷的不再是电场力，叫做“非静电力”。
非静电力做功将电荷“移送”到电势能高的电极，增加电势能(消耗其他形式的能)。
所以可以说：电源是通过非静电力做功，将其他形式的能转化为电能的装置。
图2－2－1(2)从能量转化的角度看，电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
(3)作用：保持两极间有一定电压，供给电路电能。
[特别提醒] 在外电路中，静电力做功将电能转化为其他形式的能，而在内电路中，非静电力做功将其他形式的能转化为电能。
电源被形象地比喻为“抽水机”。
1．关于电源的说法正确的是( )A ．电源外部存在着由正极指向负极的电场，内部存在着由负极指向正极的电场B ．在电源外部电路中，负电荷靠电场力由电源的负极流向正极C ．在电源内部电路中，正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极D ．在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能解析：无论电源内部还是外部，电场都是由正极指向负极，故A 错；在外部电路中，负电荷靠电场力由负极流向正极，而内部电路中，正电荷由负极流向正极，因电场力与移动方向相反，故必有非静电力作用在电荷上才能使其由负极流向正极，在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能，故B 、C 、D 正确。
答案：BCD电动势和内阻[自学教材]1．电动势(1)定义：非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功跟被搬运的电荷量的比值叫电源的电动势。
(2)公式：E ＝Wq(3)单位：伏特，用“V”表示。
(4)物理意义：电动势的大小反映了电源将其他形式的能转化为电能的本领，电动势大，表示电源的转化本领大。
(5)大小：从做功角度，其数值等于非静电力把1_C 的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功。
(6)方向：电动势是标量，为研究问题方便，规定其方向为电源内部电流的方向，即由电源负极指向正极。
(7)电动势的决定因素：电动势是电源的属性，大小完全由电源本身决定，与电源的体积和外电路的组成及变化情况无关。
2．电源的内阻及电池的容量(1)电源的内阻：电源的内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫做电源的内阻，内阻与电动势为电源的两个重要参数。
(2)电池的容量：①定义：电池放电时能输出的总电荷量，通常以安培时(A·h)或毫安时(mA·h)作单位。
②特点：电池的容量与放电状态有关，同样的电池，小电流、间断性放电要比大电流、连续放电的容量大。
(3)对同一种电池，体积越大，电池的容量越大，电池的内阻越小。
[重点诠释]1．电动势E 与电压U 间的比较物理量比较内容电势差U电动势E物理意义 电场力做功，电能转化为其他形式的能非静电力做功，其他形式能转化为电能定义式 U ＝Wq ，W 为电场力做的功E ＝Wq ，W 为非静电力做的功单位 伏特(V)伏特(V)联系电动势等于电源未接入电路时两极间的电势差2．电源的连接(1)n 个完全相同的电源串联：电源的总电动势E 总＝nE ，电源的总内阻r 总＝nr 。
(2)n 个完全相同的电源并联：电源的总电动势E 总＝E ，电源的总内阻r 总＝rn 。
[特别提醒](1)电动势E ＝W 非q 与U ＝W 电q 及电场强度E ＝Fq 等均采用比值定义法。
(2)电压U 计算时有正有负，而电动势E 只能取正值。
2．下面是对电源电动势概念的认识，你认为正确的是( ) A ．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化 B ．1号干电池比7号干电池大，但电动势相同C ．电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势就越大D ．电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同解析：电动势的大小由非静电力性质决定，与电池体积与容量无关，故A 错，B 对；在数值上等于搬运1 C 电荷量把其他形式的能转化为电能的数值，C 选项由于没确定多少电荷量，所以不对；电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，而电压是电势差的大小，D 错。
答案：B对电动势概念的理解[例1] 关于电动势下列说法中正确的是( )A．在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加B．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大C．电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正极移送单位电荷量做的功越多D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多[思路点拨]在电源内部，通过非静电力做功，把正电荷从负极移到正极，电荷的电势能增加，电动势代表了非静电力做功的本领，它等于非静电力将单位正电荷从负极移到正极所做的功。
[解析]电源是将其他形式的能量转化为电能的装置，是通过电源内部的非静电力做功来完成的，所以非静电力做功，电能就增加，因此A正确；电源电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。
电动势在数值上等于移送单位电荷量的电荷所做的功，不能说电动势越大，非静电力做功越多，也不能说电动势越大，移送的电荷量越多，所以C正确，B、D错误。
[答案]AC电路中的能量转化问题[例2]将电动势为3.0 V的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为2.4 V，当电路中有6 C的电荷流过时，求：(1)有多少其他形式的能转化为电能。
(2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能。
(3)内电路中有多少电能转化为其他形式的能。
[思路点拨]电源通过非静电力做功，将其他形式的能转化为电能，故W＝Eq，E为电动势；外电路中电流做的功W1＝U1q，电能转化为其他形式的能；内电路中电流做的功W2＝U2q，电能转化为其他形式的能，U1＋U2＝E。
[解析]由电动势的定义可知，在电源内部非静电力每移送1 C电荷，有3 J其他形式的能转化为电能。
也可认为在电源中，非静电力移送电荷做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能；在电路中，静电力移送电荷做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。
(1)W＝Eq＝3×6 J＝18 J，电源中共有18 J其他形式的能转化为电能。
(2)W1＝U1q＝2.4×6 J＝14.4 J，外电路中共有14.4 J电能转化为其他形式的能。
(3)内电压U2＝E－U1＝3 V－2.4 V＝0.6 V，所以W2＝U2q＝0.6×6 J＝3.6 J，内电路中共有3.6 J电能转化为其他形式的能。
也可由能量守恒求出：W2＝W－W1＝3.6 J。
[答案](1)18 J(2)14.4 J(3)3.6 J借题发挥非静电力只在电源内部对电荷做功，将其他形式的能转化为电能，但静电力在整个闭合电路上都要做功，将电能转化为其他形式的能，不能只认为静电力只在外电路做功，因电源有内阻，在内电路上部分电能转化为内能，这要通过静电力做功来实现转化。
电动势为1.2 V的计算器电池，若在电路中用1.2 s时间移送2 C的电荷量，则：(1)电源把多少焦耳的其他形式的能转化为电能？(2)非静电力做功的功率多大？ 解析：(1)W ＝Eq ＝1.2×2 J ＝2.4 J 。
(2)P ＝W t ＝2.41.2 W ＝2 W 。
答案：(1)2.4 J (2)2 W[随堂基础巩固]1．关于电源的说法，正确的是( )A ．电源向外提供的电能越多，表明电动势越大B ．电动势表示电源将单位正电荷从负极移到正极时，非静电力做的功C ．在电源内部，从正极到负极电势逐渐提高D ．在电源外部，从正极到负极电势逐渐提高解析：电源是把其他形式的能转化为电能的装置。
在电源内部，非静电力做功，使电源正极电势低于负极电势；在电源外部电场力做功，正极电势高于负极电势。
电源提供的电能E 电＝qE ，既与电动势E 有关，又与电荷量q 有关，B 选项正确。
答案：B2．铅蓄电池的电动势为2 V ，这表示( )A ．电路中每通过1 C 的电荷量，电源把2 J 的化学能转变为电能B ．没有接入电路时蓄电池两极间的电压为2 VC ．蓄电池在1 s 内将2 J 的化学能转变为电能D ．蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的大解析：蓄电池电动势2 V 表示每通过1 C 的电荷量，电源把2 J 的化学能转变为电能，故A 对C 错；电源没有接入电路时，两极间的电压等于电源电动势，B 正确；由于蓄电池的电动势大于1节干电池的电动势，故其将化学能转化为电能的本领比干电池大，所以D 正确。
答案：ABD3．关于电池的容量，下列说法中正确的是( ) A ．电池的容量就是电池放电时能输出的总电荷量 B ．对同一种电池，体积越大容量越小 C ．电池的容量表示电池放电时能输出的电能 D ．以上说法都不对解析：电池的容量表示电池放电时输出的总电荷量，A 对，C 错；同一种电池，体积大容量大，B 错。
答案：A4．下面是两个电池外壳上的说明文字某型号进口电池 某型号国产电池 RECHARGEABLEGNY 0.6(KR －AA)1.2 V500 mA·h STANDARDCHARGE 15 h ac50 mA1.2 V600 mA·h RECHARGEABLE ABLESTANDARD CHARGE15 h ac60 mA上述进口电池的电动势是__________V，上述国产电池最多可放出__________mA·h的电荷量，若该电池平均工作电流为0.03 A，则最多可使用________h。
解析：电池的电动势是1.2 V，容量是600 mA·h，按0.03 A的电流工作，最多可使用t＝qI＝60 mA·h0.03 A＝0.6 A·h0.03 A＝20 h。