高中物理 第2节 电动势教学过程二 新人教版选修3-1
新人教版高中物理选修3-1电动势教案1
电动势
学习目标
1.在物理知识方面的要求:
(1)巩固产生恒定电流的条件;
(2)理解、掌握电动势的概念。
2.在物理方法上的要求:
初步培养从能量和能量转化的观点分析物理问题的方法。
重、难点分析
重点和难点都是电动势的概念。
教具
各种型号的干电池8个,电压表,电流表(计),手摇发电机等
巩固练习
1、对于电动势的定义式
q W
E
,理解正确的是( )
A、E 与W 成正比 B 、E 与q 成反比 C 、E 的大小与W 、q 无关 D 、W 表示非静电力。
2、对于电动势E=2V 的电源给外电路供电时,当输出电流为2A 时,在1分钟的时
间内电源消耗的化学能为()
A、240J
B、4J
C、216J
D、3.6J
3、单位电量的电荷在电场力的作用下沿闭和电路移动一周所释放的能量大小决定于()
A、电源电动势 B、电流强度大小
C、电源的内阻
D、电路的总电阻
学生活动
用电压表粗测常见电池的电动势
课后作业
1、调查各种不同电源的性能特点。
(从电动势,内阻、能量转化情况、工作原理、可否充电几方面考虑)
2、考察目前对废旧电池的回收情况。
人教版高中物理选修3-1第2章第2节电动势教案
1
1
1
已经知道电荷的定向移动形成电流,能利用部分电路欧姆定律及串、并联电路规律对电路进行分析。
高中基础:通过第一章静电场的学习,已经建立起了电场、电场力、电势差及电势能的概念;具有了一定的理论分析和抽象思维能力,并能利用“通过做功来研究能量”的思想方法分析电场力做功与电势能变化的关系。
需求:在初、高中已有的知识基础之上,进一步加深对电源的理解。
包括电源工作过程,电源内部、外部能量转化的关系以及电源性质和重要参数。
5.教与学的过程设计(课堂教与学的每个步骤的情境任务及其意图分析)
步骤1:引入新课教学:
演示实验1:
(1)观察一个灯泡接入电路和多个灯泡接入电路的现象;
(2)用数字万用表测量开路时电源两端电压和灯泡逐渐连入电路后
电源两端电压。
问题:1.闭合S2猜想灯泡是否会变化?
2.猜想电压表示数是否发生变化?
设计意图:用学生初中熟悉的实验来创设问题情境,使学生的视觉、思维与初中的记忆发生碰撞,产生认知冲突。
激发学生的学习兴趣和求知欲望。
1
1
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
2、铅蓄电池的电动势为2V,这表示()
A.电路中每通过1C的电量,电源把2J的化学能转变为电能
B.蓄电池与外电路断开时,两极间的电压为2V
C.蓄电池在1s内将2J的化学能转变成电能
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1.5V)强
课堂作业:完成学案
1。
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
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
人教版高中物理选修3-1第二章2-2-电动势(教案)
第一章静电场1.3电场强度【教学目标】1.理解电动势的的概念及定义式。
知道电动势是表征电源特性的物理量。
2.从能量转化的角度理解电动势的物理意义。
重点:电动势的的概念难点:对电源内部非静电力做功的理解【自主预习】1.电源是通过力做功把其他形式的能转化为电能的装置。
2.电电动势在数值上等于把1C的正电荷在电源内部从极移送到极所做的功;电动势E表示为E=;单位是,符号是;电动势由电源中决定,跟电源的体积无关,也跟外电阻无关。
3.电源内部也是由组成的,所以也有电阻,这个电阻叫做电源的。
4. 电压与电源电动势如何区别?内【典型例题】一、电动势的理解【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把正电荷从负极向正极移送单位电荷量做功越多D.电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多【例2】关于电源电动势,下列说法正确的是( )A.电源电动势就是接在电源两极间的电压表的示数B.同一电源接入不同的电路,电动势就会发生改变C.电源的电动势是表示电源把其他形式的能量转化为电能的本领大小的物理量D.电源电动势与外电路有关二、电源的作用【例3】关于电源,下列说法正确的是( )A.当电池用旧之后,电源的电动势减小,内阻增大B.当电池用旧之后,电源电动势和内阻都不变C.当电池用旧之后,电动势基本不变,内阻增大D.以上说法都不对【例4】下列关于电源的说法中正确的是( )A.干电池是化学能转化为电能的装置B.发电机是机械能转化为电能的装置C.太阳电池是光能转化为电能的装置D.锂电池是光能转化为电能的装置【例5】移动电话中的锂电池电动势为3.6 V,某次通话时,电流为10 mA,时间为100 s,那么此次通话过程有多少化学能转化为电能?【课后练习】1.铅蓄电池的电动势为2 V,这表示( )A.电路中每通过1 C电荷量,电源把2 J的化学能转变为电能B.蓄电池两极间的电压为2 VC.蓄电池能在1 s内将2 J的化学能转变成电能D.蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的大2.下列关于电源与电路的一些说法正确的是( )A.电源外部存在着由正极指向负极的电场,同时存在着由负极指向正极的电场B.在电源外部的电路中,负电荷靠静电力由电源的负极流向正极C.在电源内部的电路中,正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极D.在干电池中,靠化学作用使化学能转化为电势能3.下列几种常见电池有关能量转化的说法正确的是( )A.太阳能电池是将热能转化为电能的装置[:B.铅蓄电池能将化学能转化为电能C.光电池是将光能转化为电能的装置D.手摇发电机将机械能转化为电能4.手电筒里的两节干电池,已经用过较长时间,灯泡只发出很微弱的光.把它们取出来,用电压表测电压,电压表示数很接近3 V,再把它们作为一台式电子钟的电源,电子钟能正常工作.下列说法①这两节干电池的电动势减小了很多②这两节干电池的内电阻增加了很多③这台电子钟的额定电压一定比手电筒的小灯泡的额定电压小④这台电子钟的正常工作电流一定比小灯泡正常工作电流小其中正确的是( )A.①② B.①③ C.②④ D.③④5.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2 V的蓄电池比1.5 V的干电池提供的电能多6.有关电源电动势的说法正确的是( )A.在某电池的电路中每通过2 C的电荷量,电池提供的电能是4 J,那么这个电池的电动势是0.5 VB.电动势跟电源的体积有关,体积越大,电动势就越大C.电动势跟外电路有关,外电路的电阻越大,电动势就越大D.电动势取决于电池正、负极材料及电解液的化学性质7.以下说法中正确的是( )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少,非静电力移动电荷做功电势能增加8.关于电源的作用,下列说法中正确的是( )A.在电源内部把电子从负极搬运到正极B.在电源内部把电子从正极搬运到负极C.把电能转化为其他形式的能D.把其他形式的能转化为电能9.有一蓄电池,当移动1 C电荷时非静电力做功是2 J,该蓄电池的电动势是多少?给一小灯泡供电,供电电流是0.2 A,供电10 min,非静电力做功多少?10.下图是两个电池外壳上的说明文字:RECHARGEABLE 1.2 V 500 mAhSTANDARD CHARGE15 h ac 50 mA(2)上述国产电池最多可放出多少电荷量?若该电池工作电流为0.03 A,则最多可工作几个小时?答案例1.答案AC解析电源是将其他能量转化为电能的装置,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,因此选项A正确.电源电动势是反映电源内部其他形式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,被移送的电荷量越多,所以选项C正确.例2.答案 C解析电源电动势是表征电源把其他形式的能量转化为电能本领大小的物理量,所以C答案是正确的.电源电动势的大小只与电源的本身的组成材料有关,与外电路接不接电阻,以及电阻的变化没有关系,所以B、D两个答案不对.当电压表接在电源两端时,由于电压表本身就是一个大电阻,所以把它接在电路中路端电压不等于电动势,A错.例3. 答案 C解析电池用旧之后,电动势不变,但是内电阻变得很大.例4. 答案ABC解析太阳电池是光能转化为电能的装置而锂电池不是.例5.答案 3.6 J解析W=qE,q=It所以W=EIt=3.6×10×10-3×100=3.6J[:课后练习1.答案AD2.答案BCD3.答案BCD解析太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置.4. 答案 C5. 答案AD解析同种型号的旧电池比新电池电动势略小,内阻略大,但不同型号的干电池相比较,电动势相同而容量不同,故A正确,C错误;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,它等于非静电力移送单位电荷量所做的功,功率的表达式为EI,故B错误,D正确.6. 答案 D7. 答案 D解析在电源内部非静电力做功使电荷的电势能增加,引出了电动势的概念,来描述非静电力做功的本领,而静电力移动电荷做正功的过程使电势能减少,故D正确.8. 答案BD9. 答案 2 V 240 J解析根据电动势的定义:E=W非q=2 V根据电流和时间可得电荷量:q=It=120 C非静电力做功等于:W非=qE=240 J10. 答案(1)1.2 V (2)2 160 C 20 h解析(1)由电池铭牌上看出进口电池的电动势为1.2 V.(2)国产电池可放出的电荷量为600 mAh则q=600×10-3A×3 600 s=2 160 C由q=It得t=qI=2 1600.03s=72 000 s=20 h。
高中物理第2章第2节电动势教案新人教版选修3-1
2.电动势三维目标知识与技能1理解电动势的的概念及定义式,知道电动势是表征电源特性的物理量;2 •从能量转化的角度理解电动势的物理意义。
过程与方法1通过类比的方法使学生加深对电源及电动势概念的理解;2•了解电池内部能量的转化过程,加强对学生科学素质的培养。
情感态度与价值观了解生活中使用的电池,感受现代科技的不断进步。
教学重点对电动势概念的理解,对电动势的定义式的应用。
教学难点电池内部能量的转化和对电源内部非静电力做功的理解。
教学方法探究、讲授、讨论、练习教具各种型号的电池,手摇发电机,多媒体辅助教学设备。
[新课导入][新课教学]引导学生回顾上节课学习的“电源”的概念。
并回答电源的作用是什么?学生思考,选出代表回答:电源能够不断地将电子从A搬运到B,从而使A、B之间保持一定的电势差;电源能够使电路中保持持续电流。
电源P在把电子从A搬运到B的过程中,电子的电势能如何变化?从另一个角度看,电源又发挥了怎样的作用?学生思考,选出代表回答:电子的电势能增加了。
电源为电路提供了电能。
自然界中的能量是守恒的,电源为电路提供了电能,必然会有其他形式的能量减少,从能量转化和守恒的角度,你认为电源是个怎样的装置呢?学生思考,选出代表回答:电源是把其他形式能转化为电能的装置。
电源又是如何把其他形式能转化为电能的呢?不同的电源把其他形式的能转化为电能的本领一样吗?这个本领用什么来描述呢?[新课教学]一、电路中的能量转化在金属导体中,能够自由移动的电荷是自由电子。
由于它们带负电,电子向某一方向的定向移动相当于正电荷向相反方向的移动。
为了方便,下面我们按正电荷移动的说法进行讨论。
如图所示,用导线将电源连成最简单的电路,电路由哪几部分组成?导线中的电场是什么电场?电流是怎样形成的?特点如何?为什么?学生思考,选出代表回答。
1内电路与外电路电路由两部分组成,电源外部能看得见的部分,称为外电路;电源内部看不见的部分,称为内电路。
人教版高中物理选修3—1第2章第2节电动势教案
电动势教案教学目标(一)知识与技能理解电动势的概念,掌握电动势的定义式。
(二)过程与方法通过本节课教学,使学生了解电池内部能量的转化过程,加强对学生科学素质的培养,。
(三)情感、态度与价值观了解生活中的电池,感受现代科技的不断进步。
教学重点、难点电动势的概念,对电动势的定义式的应用。
电池内部能量的转化;电动势概念的理解。
教学方法探究、讲授、讨论、练习教学手段各种型号的电池,手摇发电机,多媒体辅助教学设备教学活动(一)引入新课教师:引导学生回顾上节课学习的“电源”的概念。
在教材图2.1-2中电源的作用是什么?教师:(投影)(如图所示)学生观察思考,逐次闭合开关灯的亮度如何变化,为什么?(二)进行新课1、电源教师:(投影)教材图(如图所示)教师:这个问题有点复杂,让我们通过下面几个问题的分析,逐步寻找答案。
(1)电源的内部电场方向如何?学生:从正极到负极。
教师:电子定向移动的方向和电流方向相反,为我们研究问题带来不变。
我们接下来按照正电荷定性移动的说法研究问题。
(2)电源外部,正电荷将怎样移动?学生:从正极到负极。
教师:正电荷从负极移动到正极,负极聚集大量正电荷。
(3)电源内部,正电荷将怎样移动?学生:电源两端为了保持电势差,不断的把堆积在负极的正电荷移送到正极。
教师:回到我们刚才的问题,电源内部是不是电场力把正电荷由负极搬运到正极的呢?(4)电源内部的正电荷受到电场力方向?电场力做正功还是负功?学生:正极指向负极;负功。
教师:现在我们知道电场力阻碍正电荷从负极移动到正极,那么同学们对电源内部正电荷的受力情况有什么推断呢?学生:除电场力外,电源内部一定还有力把正电荷从负极搬运到正极,对正电荷做正功。
教师:电源内部除电场力这外的力,我们称为非静电力。
(5)什么力来克服电场力做功?做正功还是负功?学生:非静电力;正功。
教师:电源内部的非静电力是哪来的呢?(6)电源内部的非静电力是由什么提供的?我们来一起不同的电源。
人教版高中物理选修3-1第2章第2节电动势教案
《电动势》教学设计
教学目标:
知识与技能:
1.知道电源是将其他形式的能转化为电能的装置.
2.知道什么是非静电力以及电源中非静电力的作用。
3.理解电动势的本质,能区分电动势和电压。
4.从能量转化角度理解电动势的物理意义。
过程与方法:
1.体会实验探究辨别真伪的科学过程。
2.感受实例类比突破电动势定义理解的思维方法。
情感态度与价值观:
1.体验由具体到抽象的探究思维模式,培养学生严谨的科学态度,体会正确地获取知
识的方法.
2.了解生活中电池,使用过程中一定要环保的意识。
教学重点、难点:
电源内部非静电力做功以及电动势概念的理解
教学仪器:
干电池、数字电压表、导线若干、小灯泡、水果电池、手摇发电机等。
教学过程:
教师活动学生活动教学意图
师:讲述旅行过程中用水果给手生:假的,电压太小提出问题,激发猜想,
【设计反思】本节课的设计体现“类比”思想,把握实验探索这条主线。
整堂课采取“情景——问题——猜测——探究——结论”的教学流程。
本着发现问题,探究解决问题,举例应用问题的教学理念。
问题的建立、实验方案的形成、器材的选取、操作与实验数据的采集和分析、结论的形成全部力求由学生自主完成。
真正体现学生的主体性。
【板书设计】
一:电源
1.提供非静电力的装置
非静电力(电源)
2.其他形式的能量电能
二:电动势
1.定义:E=W非/q,
2.单位:伏特(V)。
高中物理新课标版人教版选修3-1优秀教案: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)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。
人教版高中物理选修31第二章第2节《电动势》教学设计
人教版高中物理选修31第二章第2节《电动势》教学设计«电动势»教学设计浙江省三门中学 叶美莲【设计思想】建构主义看来,教员不再是传统教学意义上的知识的出现者和传递者,而应一直充领先生学习的促进者、指点者和协助者的角色,因此在〝电动势〞教学中不能急于求成,要让先生阅历概念的构成进程,对概念的结构不时开展和完善。
物理概念是物理定律、原理、公式等基本规律的基础。
〝电动势〞这个概念是贯串恒定电流、电磁感应和交流电的桥梁,其掌握到位与直接影响着整个电学的学习,所以独自成为一节是有一定意义的。
经过电容器和干电池为挂钟供电时间的区别,承上启下,回想电源是把电子从正极不时地搬到为负极的装置,提出本节课从能量角度继续来研讨电源的功用。
本节课从电源外部与外部的四个角度的区别,提出本节课的重点内容——在电源外部必需要有力充任动力,来克制静电力做功,把正电荷从电源的负极搬到正极,满足构成继续电流的需求,从而失掉电源是把其它方式的能转化为电势能的装置。
由于非静电力是新学习的力,较为笼统,所以让先生体验生活中的〝非重力〞,停止相应的类比,来看法和了解〝非静电力〞。
罗列不同电源的〝非静电力〞,了解不同的电源的能量转化,可以是化学能、机械能和太阳能转化为电能。
非静电力的做功身手的描画是本节课的重点,也是难点,经过生疏效果熟习化的战略,经过类比失掉用q W 非来表示电源把其它方式的能转化为电势能的身手,用电动势来表征,使先生轻松自若地掌握这个难点。
让先生看法不同的电源,并且会测量不同电源电动势,并学会制造水果电池,从实验中失掉电动势与体积有关,与电源的外部结构有关,与一个干电池1.5V 能扑灭小灯泡相比拟,三个约为0.8V 的水果电池却不能扑灭小灯泡,先生剖析其中的缘由是电源有内阻,且很大,提出水果电池价值不高的缘由。
完成教学义务主要是经过观察演示实验、先生自己实验,交流讨论等手腕发生认知抵触,处置抵触,构成概念,掌握概念以及运用概念。
新人教版高中物理选修3-1同步教案 第2章 2-2电动势
第二节、电动势一、教学目标(一)知识与技能1.理解电动势的的概念及定义式。
知道电动势是表征电源特性的物理量。
2.从能量转化的角度理解电动势的物理意义。
(二)过程与方法通过类比的方法使学生加深对电源及电动势概念的理解。
(三)情感态度与价值观了解生活中电池,感受现代科技的不断进步二、重点与难点:重点:电动势的的概念难点:对电源内部非静电力做功的理解三、教学过程:(一)复习上课时内容要点:电源、恒定电流的概念(二)新课讲解-----第二节、电动势〖问题〗1。
在金属导体中电流的形成是什么?(自由电子)2.在外电路中电流的方向?(从电源的正极流向负极)3.电源是靠什么能力把负极的正电荷不断的搬运到正极以维持外电路中恒定的电流?结合课本图2。
2-1,讲述“非静电力”,利用右图来类比,以帮助学生理解电路中的能量问题。
当水由A池流入B池时,由于重力做功,水的重力势能减少,转化为其他式的能。
而又由于A、B之间存在高度差,故欲使水能流回到A池,应克服重力做功,即需要提供一个外力来实现该过程。
抽水机就是提供该外力的装置,使水克服重力做功,将其他形式的能转化为水的重力势能。
重力做功、克服重力做功以及重力势能与其他形式的能之间的相互转化,学生易于理解和接受,在做此铺垫后,电源中的非静电力的存在及其作用也就易于理解了。
两者相比,重力相当于电场力,重力做功相当于电场力做功,重力势能相当于电势能,抽水机相当于电源。
从而引出—1.电源(更深层的含义)(1)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)非静电力在电源中所起的作用:是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,将其他形式的能转化为电势能。
【注意】在不同的电源中,是不同形式的能量转化为电能。
再与抽水机类比说明:在不同的电源中非静电力做功的本领不同---引出2.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。
高中物理选修新课标人教版选修3-1第二章2 2电动势 教案
第一章静电场1.3电场强度【教学目标】1.理解电动势的的概念及定义式。
知道电动势是表征电源特性的物理量。
2.从能量转化的角度理解电动势的物理意义。
重点:电动势的的概念难点:对电源内部非静电力做功的理解【自主预习】1.电源是通过力做功把其他形式的能转化为电能的装置。
2.电电动势在数值上等于把1C的正电荷在电源内部从极移送到极所做的功;电动势E表示为E=;单位是,符号是;电动势由电源中决定,跟电源的体积无关,也跟外电阻无关。
3.电源内部也是由组成的,所以也有电阻,这个电阻叫做电源的。
4.电压与电源电动势如何区别?电压电源电动势意义表示静电力做功将电能转化成其他形式的能的本领表示非静电力做功将其他形式的能转化成电能的本领定义 U AB=WABq,将单位电荷量的正电荷从导体一端移到另一端时,静电力做的功E=Wq,将单位电荷量的正电荷从电源负极移到正极时,非静电力做的功决定因素由电源及导体电阻、导体连接方法而决定由电源本身决定,与其他因素无关测量方法将电压表并联在被测电路两端①将内阻很大的电压表并联在电源两端,且外电路断开②用伏安法联系电路闭合时,E=U内+U外电路断开时,E=U开路【典型例题】一、电动势的理解【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把正电荷从负极向正极移送单位电荷量做功越多D.电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多【例2】关于电源电动势,下列说法正确的是( )A.电源电动势就是接在电源两极间的电压表的示数B.同一电源接入不同的电路,电动势就会发生改变C.电源的电动势是表示电源把其他形式的能量转化为电能的本领大小的物理量D.电源电动势与外电路有关二、电源的作用【例3】关于电源,下列说法正确的是( )A.当电池用旧之后,电源的电动势减小,内阻增大B.当电池用旧之后,电源电动势和内阻都不变C.当电池用旧之后,电动势基本不变,内阻增大D.以上说法都不对【例4】下列关于电源的说法中正确的是( )A.干电池是化学能转化为电能的装置B.发电机是机械能转化为电能的装置C.太阳电池是光能转化为电能的装置D.锂电池是光能转化为电能的装置【例5】移动电话中的锂电池电动势为3.6 V,某次通话时,电流为10 mA,时间为100 s,那么此次通话过程有多少化学能转化为电能?【课后练习】1.铅蓄电池的电动势为2 V,这表示( )A.电路中每通过1 C电荷量,电源把2 J的化学能转变为电能B.蓄电池两极间的电压为2 VC.蓄电池能在1 s内将2 J的化学能转变成电能D.蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的大2.下列关于电源与电路的一些说法正确的是( )A.电源外部存在着由正极指向负极的电场,同时存在着由负极指向正极的电场B.在电源外部的电路中,负电荷靠静电力由电源的负极流向正极C.在电源内部的电路中,正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极D.在干电池中,靠化学作用使化学能转化为电势能3.下列几种常见电池有关能量转化的说法正确的是( )A.太阳能电池是将热能转化为电能的装置[来源:]B.铅蓄电池能将化学能转化为电能C.光电池是将光能转化为电能的装置D.手摇发电机将机械能转化为电能4.手电筒里的两节干电池,已经用过较长时间,灯泡只发出很微弱的光.把它们取出来,用电压表测电压,电压表示数很接近3 V,再把它们作为一台式电子钟的电源,电子钟能正常工作.下列说法①这两节干电池的电动势减小了很多②这两节干电池的内电阻增加了很多③这台电子钟的额定电压一定比手电筒的小灯泡的额定电压小④这台电子钟的正常工作电流一定比小灯泡正常工作电流小其中正确的是( )A.①② B.①③ C.②④ D.③④5.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2 V的蓄电池比1.5 V的干电池提供的电能多6.有关电源电动势的说法正确的是( )A.在某电池的电路中每通过2 C的电荷量,电池提供的电能是4 J,那么这个电池的电动势是0.5 VB.电动势跟电源的体积有关,体积越大,电动势就越大C.电动势跟外电路有关,外电路的电阻越大,电动势就越大D.电动势取决于电池正、负极材料及电解液的化学性质7.以下说法中正确的是( )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少,非静电力移动电荷做功电势能增加8.关于电源的作用,下列说法中正确的是( )A.在电源内部把电子从负极搬运到正极B.在电源内部把电子从正极搬运到负极C.把电能转化为其他形式的能D.把其他形式的能转化为电能9.有一蓄电池,当移动1 C电荷时非静电力做功是2 J,该蓄电池的电动势是多少?给一小灯泡供电,供电电流是0.2 A,供电10 min,非静电力做功多少?10.下图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RECHARGEAB LE 1.2 V 500 mAh STANDARD CHARGE15 h ac 50 mA GNY 0.6(KR—AA) 1.2 V 600 mAh RECHARGEABLE STANDARD CHARGE 15 h ac 60 mA(1)由说明文字看出进口电池的电动势是多少伏?(2)上述国产电池最多可放出多少电荷量?若该电池工作电流为0.03 A,则最多可工作几个小时?答案例1.答案AC解析电源是将其他能量转化为电能的装置,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,因此选项A正确.电源电动势是反映电源内部其他形式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,被移送的电荷量越多,所以选项C正确.例2.答案 C解析电源电动势是表征电源把其他形式的能量转化为电能本领大小的物理量,所以C 答案是正确的.电源电动势的大小只与电源的本身的组成材料有关,与外电路接不接电阻,以及电阻的变化没有关系,所以B、D两个答案不对.当电压表接在电源两端时,由于电压表本身就是一个大电阻,所以把它接在电路中路端电压不等于电动势,A错.例3. 答案 C解析电池用旧之后,电动势不变,但是内电阻变得很大.例4. 答案ABC解析太阳电池是光能转化为电能的装置而锂电池不是.例5.答案 3.6 J解析W=qE,q=It所以W=EIt=3.6×10×10-3×100=3.6J[来源:]课后练习1.答案AD2.答案BCD3.答案BCD解析太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置.4. 答案C5. 答案AD解析同种型号的旧电池比新电池电动势略小,内阻略大,但不同型号的干电池相比较,电动势相同而容量不同,故A正确,C错误;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,它等于非静电力移送单位电荷量所做的功,功率的表达式为EI,故B错误,D正确.6. 答案D7. 答案D解析在电源内部非静电力做功使电荷的电势能增加,引出了电动势的概念,来描述非静电力做功的本领,而静电力移动电荷做正功的过程使电势能减少,故D 正确.8. 答案 BD9. 答案 2 V 240 J2 V=W 非q =E 根据电动势的定义: 解析 根据电流和时间可得电荷量:q =It =120 C240 J =qE =非W 非静电力做功等于: 10. 答案 (1)1.2 V (2)2 160 C 20 h解析 (1)由电池铭牌上看出进口电池的电动势为1.2 V.(2)国产电池可放出的电荷量为600 mAh 2 160 C=3 600 s ×A 3-10×600=q 则 由q =It 得20 h=72 000 s =s 2 1600.03=q I =t。
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”。
[精品]新人教版选修3-1高中物理2.2 电动势优质课教案
2 电动势错误!未定义书签。
教分析电动势是本章的一个难点。
教书明确提出了“非静电力”的概念,让生从功和能的角度解非静电力,知道非静电力在电路中所起的作用,并能从“非静电力”做功的角度去解电动势的概念。
同时为了降低难度,教书直接给出了电动势的定义式,但只是说“电动势在值上等于非静电力把 1 的正电荷在电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。
电的内阻在后面的闭合电路欧姆定律习中很重要,本节作了一些铺垫。
我们常说要让生经历过程,其形式是多种多样的。
生可以通过讨论或实验认识新的规律,通过阅读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,这都是经历过程的不同形式。
教目标1.知道电是将其他形式的能转成为电能的装置。
2.了解电路中(电外部和内部)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的关系。
3.了解电电动势的基本含义,知道它的定义式。
4.解电内电阻。
教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习电动势。
可以使生对电电动势有深刻的解,同时也很好地培养了生的性思维习惯。
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习作了铺垫。
教方法与手段实验演示、逻辑推。
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,建立新的概念。
错误!未定义书签。
教媒体金属板、酸溶液、灵敏电流计、多种型号的干电池、生电、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=错误!未定义书签。
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。
错误!未定义书签。
导入新课[事件1]教任务:承接上一节课的知识,导入新课。
物理:2.2《电动势》基础知识讲解课件(新人教版选修3-1)
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. 电路中便有持续的电流.
图2-2-1 - -
2.从能量转化的角度来看, 当水由 池流入 池时 , 从能量转化的角度来看,当水由A池流入 池时, 池流入B池时 从能量转化的角度来看 由于重力做功, 水的重力势能减少转化为其他形式的 由于重力做功 , 如图2- - 当抽水机将 中的水抽到A中的过程中 当抽水机将B中的水抽到 中的过程中, 能.如图 -2-1当抽水机将 中的水抽到 中的过程中, 要克服水的重力做功, 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 - 2-2,由于存在由正极指 同理在电源内部如图2- - , 向负极的电场,当把正电荷由负极搬运到正极的过程中, 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, 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. 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. 的能转化为电能的装置.
(3)电动势是标量, 电源内部电流的方向 , 由电源 电动势是标量,电源内部电流的方向, 电动势是标量 负极指向正极. 负极指向正极. (4)公式 公式 是电动势的定义式而不是决定式, 是电动势的定义式而不是决定式,
E的大小与 和q无关,是由电源自身的性质决定.电动 的大小与W和 无关 是由电源自身的性质决定. 无关, 的大小与 势不同,表示将其他形式的能转化为电能的本领不同, 势不同,表示将其他形式的能转化为电能的本领不同, 例如:蓄电池的电动势为 例如:蓄电池的电动势为2 V,表明在蓄电池内移送 C ,表明在蓄电池内移送1 的电荷量时,可以将 的化学能转化为电能 的化学能转化为电能. 的电荷量时,可以将2 J的化学能转化为电能.
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第2节电动势新课教学过程二进行新课:1.电源教师:教师继续要求学生根据画出的电场线情况判断电源的正极和负极,标出极板上的带电情况,并画出电源内的电场线。
教师:(1)用导线将电源连成最简单的电路,电路由哪几部分组成?(2)导线中的电场是什么电场?电流是怎样形成的?特点如何?为什么?学生思考,选出代表回答:(1)电路由两部分组成,电源外部能看得见的部分,称为外电路;电源内部看不见的部分,称为内电路。
(2)导线中的电场是恒定电场。
导线中的自由电子在电场力的作用下从电源正极向负极定向运动,形成电流。
导线中的电流是恒定电流,因为导线中的电场是恒定电场,所以电子定向运动的速率是不变的,电流大小恒定。
教师:自由电子在导线中定向运动,电场力做什么功?电子的电势能如何变化?学生:正功;减少。
教师:自由电子定向运动的速率是不变的,能量还守恒吗?该怎样理解?学生:守恒。
自由电子与带正电的离子相互碰撞,在定向运动过程中受到阻力作用,电子要不断克服阻力做功,其动能向热能转化。
教师总结:大家说的对,概括地说,在电源外部,电场力对自由电子做正功,是电能转化为其他形式能,这个过程中消耗了电能。
这些电能又是哪里来的呢?学生:电源把其他形式能转化为电能。
教师:根据前面的分析,大家讨论一下,电源是如何把其他形式能转化为电能的呢?学生思考,分组讨论,选出代表回答。
学生代表回答: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,自由电子必须克服电场力做功,这就需要有“非静电力”作用于电子。
这个“非静电力”是电源提供的。
也就是说,电源通过非静电力做功,使电荷的电势能增加了。
教师点评、总结,引导学生建立起电源的概念:电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。
教师:出示干电池、手摇发电机,提出问题:干电池、手摇发电机都可以做电源,这些电源中的非静电力相同吗?所起的作用相同吗?谈谈你的看法。
学生思考,分组讨论,选出代表回答。
干电池中的非静电力是化学作用,手摇发电机的非静电力是电磁作用,前者把化学能转化为电能,后者把机械能转化为电能。
非静电力虽然不同,但从能量转化的角度看,他们所起的作用是相同的,都是把其他形式能转化为电能。
点评:再次加深学生对概念的理解。
教师:电源有好多种,他们在把其他形式能转化为电能的本领相同吗?举例说明。
学生举例:手电筒、家用照明电灯、汽车上的照明电灯等,亮度不同。
教师:在物理学上,该如何描述电源的这种本领呢?(承上启下,过渡到下一问题)2.电动势 教师:引导学生从静电力对电荷做功,电荷电势能增加的角度建立起电动势的概念。
思考问题:是不是静电力对电荷做的功越多,静电力做功的本领越大?该如何描述静电力做功的本领?学生思考,分组讨论,选出代表回答。
静电力对电荷做功的多少与电荷的数量有关,不能用做功多少来反映做功的本领。
静电力把相同数量的电荷从电源的一个极搬运到另一极,做功越多,电荷获得的电势能就越多,可以用静电力做功与电荷量的比值来反映静电力做功的本领。
教师:电动势也是用比值定义的物理量,请把电动势的定义完整地说出来。
并写出电动势的定义式。
说明给物理量符号的意义和单位。
学生思考,得出电动势的定义,并写出电动势的定义式。
如果电源移送电荷q 时非静电力所做的功为W ,那么W 与q 的比值qW ,叫做电源的电动势。
用E 表示电动势,则:qW E =,式中W ,q 的单位分别是焦耳(J )、库仑(C );电动势E 的单位与电势、电势差的单位相同,是伏特(V )。
电动势由电源中非静电力的特性决定,跟电源的体积无关,也跟外电路无关。
教师:电动势E 的单位与电势、电势差的单位相同,电动势和电势差的物理意义有何不同呢?学生思考,分组讨论,选出代表回答。
电动势:qW E =。
W 表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能(或其它形式能), E表示移动单位正电荷消耗化学能(或其它形式能),反映电源把其它形式能转化为电能的本领。
电压:qW U =。
W 表示正电荷在电场力作用下从一点移到另一点所消耗的电势能,电压表示移动单位正电荷消耗的电势能。
反映把电势能转化为其它形式能的本领。
电动势表征电源的性质,电势差表征电场的性质。
教师指出:电源内部也是由导体组成的,也存在电阻。
这个电阻叫做电源的内阻,大小由电源自身特点决定。
内阻和电动势都是反映电源特性的物理量。
【重点、难点剖析】1.正确理解非静电力做功是电源产生电动势的本质所谓非静电力,主要是指化学力和电磁力,在电池中,非静电力是化学作用,它使化学能转化为电势能,从而实现向外电路供电的目的,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,进而具备向外供电的本领。
在一定的电路中,要维持电路中电流恒定不变,必须设法维持电路两端有恒定的电势差,这就必须在电源内部由非静电力将正电荷送到正极上,非静电力把正电荷从负极板移到正极板时要对电荷做功,这个做功的物理过程就是产生电源电动势的本质。
非静电力所做的功,反映了其它形式的能量有多少变成了电能。
因此在电源的内部,非静电力做功的过程是能量相互转化的过程,电源就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。
而电动势则是反映电源把其他形式的能转化成电能的本领。
电动势的定义式qW E =可以理解为①电动势在数值上等于非静电力把1C 的正电荷(或单位正电荷)在电源内从负极移送到正极所做的功。
②非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功与该电荷量的比值。
2.正确区分“移送单位正电荷所做的功”与“移送电荷所做的功”“移送单位正电荷所做的功”即意味着表征的是电源的转化“本领”,“移送电荷所做的功”意味着电源的“贡献”。
从这里可以看出“本领’与“贡献”的区别。
我们说电动势表征的是电源把其他形式的能转化为电能的“本领”,而并未说电动势表征电源对外提供电能的“贡献”。
对于相同电动势的不同电源,移送单位正电荷所做的功一样即电源把其他形式的能转化为电势能本领一样,当移送的电量不一样时,电源对外提供电能的“贡献”是不一样的。
3.电动势和电势差的比较(1)电动势:qW E =,W 表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能(或其它形式的能),E 表示移动单位正电荷消耗的化学能(或其他形式的能),反应电源把其他形式的能转化为电能的本领。
(2)电势差:qW U =,W 表示正电荷在电场力作用下从一点移到另一点所消耗的电能,电势差U 表示移动单位正电荷消耗的电能,反应把电能转化为其它形式的能的本领。
说明:①q W E =中的W 表示非静电力做功,而qW U =中的W 表示静电力做功。
②电动势和电势差(电压)尽管单位相同,但它们是两个截然不同的物理量,注意从定义和能量转化的角度来理解。
【典例剖析】类型一 电源产生电动势的理解例1.以下说法正确的是( )A .在外电路中和电源内部,正电荷都受静电力作用,所以能不断定向移动形成电流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少,非静电力移动电荷做功电势能增加解析:在电源外部正电荷受到静电力作用定向移动形成电流,而在电源内部移动的正电荷既受静电力作用又受非静电力作用,而静电力对正电荷的移动是阻力,故选项A 、C 错误;电源内部的非静电力做功使电荷的电势能增加,静电力移动电荷做正功的过程使电势能减少,B 选项错误,D 项正确。
答案:D 。
变式题1.有关电压与电动势的说法中正确的是( )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q W E =中W 与电压qW U =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解析:电压与电动势的单位虽然相同,但它们表征的物理意义不同,不是同一个物理量,故A 、B 均错;电动势公式qW E =中W 是非静电力做的功,故C 错;由电动势的物理意义可知D 正确。
答案:D 。
类型二 电动势的有关计算例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?解析:对于铅蓄电池的电路,20 s 时间内通过的电荷量为q 1=I 1t =2 C ,对于干电池的电路,20 s 时间内通过的电荷量为q 2=I 2t =4C , 由电动势的定义式qW E =得电源消耗的化学能分别为 4111==E q W J6222==E q W J电动势反映电源把其他能转化为电能本领的大小,电动势越大,电源本领越大。
故铅蓄电池把化学能转化为电能的本领更大。
变式题2.将电动势为3.0V 的电源接入电路中测得电源两极间的电压为2.4V,当电路中有6C 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?解析:(1)电动势是表征电源把其他形式的能转化为电势能本领的物理量,非静电力做多少功就有多少其他形式的能转化为电能。
由qW E =得:W=qE=6×3.0J=18J 所以有18J 的其他形式的能转化为电能。
(2)外电路的电压为 2.4V,外电路中电场力做多少功就有多少电能转化为其他形式的能。
由qW U =得:W=qU=6×2.4J=14.4J 所以共有14.4J 的电能转化为其它形式的能。
变式题3.一台发电机用0.5A 电流向外输电,在1min 内将180J 的机械能转化为电能,则发电机的电动势为( )A .6VB .360VC .120VD .12V解析:1min 内流出的电量为q ,由q=It 得:q=0.5×60C=30C 根据qW E =得:V V E 630180==,所以答案A 正确。
答案A 。
板书设计:1.电源电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。
2.电动势qW E 电动势表征电源的性质,电势差表征电场的性质。
3.电动势和电势差的比较。