河北省邢台市第二中学人教版高二物理选修3-1导学案(无答案)2.2 电动势

第二章恒定电流
第2节电动势
【学习目标】
1.知道电源是将其他形式能转化为电势能的装置.
2.了解电路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．
【使用说明与学法指导】
1．依据课标要求及学习目标，15分钟认真研读课本并完成预习案，20分钟完成探究案。

2．将你预习中的疑问填在“我的疑问”，准备在课堂上组内讨论.
【预习案】
一、电源与非静电力做功
[导学探究](1)如图1，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，A、B之间的高度差很快消失．在这种情况下，水管中只有一个短暂水流．怎样才能保持A、B之间的高度差，在A、B之间形成持续的水流呢？
(2)如图2所示，电源在电路中的作用相当于抽水机的作用，它能不断地将流到负极的正电荷搬运到正极，从而保持正负极有稳定的电势差，维持电路中有持续的电流．电源是通过什么力做功实现这个功能的？
图1图2
(3)对比上述抽水过程和电荷在电路中的运动，分析它们的能量转化情况．
[知识梳理]电源和非静电力做功的理解
(1)非静电力的作用：把正电荷由从________搬运到________，同时在该过程中非静电力做功，使电荷的__________增加．
(2)特例：在电池中，非静电力是化学作用，它使__________转化为电势能；在发电机中，非静电力是电磁作用，它使__________转化为电势能．
(3)电源
①定义：通过非静电力做功把________________转化为__________的装置．
②能量转化：在电源内部，非静电力做正功，其他形式的能转化为________，在电源外部，__________做功，电能转化为其他形式能．
[即学即用]以下说法中正确的是()
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，所以本质上都使电荷的电势能减少
C．在电源内部正电荷能从负极流到正极，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
二、电源的参数——电动势和内阻
[导学探究]日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图3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．
图3
如果把1 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？如果把1 C的正电荷从3.7 V的手机电池的负极移到正极呢？哪个电池做功本领大？
[知识梳理]电源的电动势及意义
(1)电动势：在电源内部，非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功W与________________的比值．
(2)定义式：E＝________.
(3)物理意义：反映电源______________本领大小的物理量．
(4)决定因素：由电源中____________的特性决定，跟电源的体积________，跟外电路________．
(5)电源的内阻：电源内部导体的电阻，反映电源内部导体对电源的________作用．
[即学即用]下列有关电动势的说法正确的是()
A ．电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比
B ．电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是电源两极间的电压
C ．非静电力做功越多，电动势就越大
D ．
E ＝q W 只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源内非静电力的特性决定
我的疑问
【探究案】
探究一、对电动势的理解
例1 关于电动势E 的说法中正确的是( )
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
B ．电动势E 是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关
C ．电动势E 是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量
D ．电源的电动势越大，非静电力将正电荷从负极移送到正极的电荷量一定越多
探究二、公式E ＝q W
的理解和应用
例2 由六节干电池(每节的电动势为1.5 V)串联组成的电池组，对一电阻供电．电路中的电流为2 A ，在10 s 内电源做功为180 J ，则电池组的电动势为多少？从计算结果中你能得到什么启示？
例3 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．
【训练案】
一、选择题(1～3题为单选题，4～8题为多选题)
1．对于电动势的定义式E ＝q W 的理解，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．关于电源的电动势，下列说法中正确的是( )
A ．同一电源接入不同的电路，电动势会发生变化
B ．1号干电池比7号干电池的体积大，但电动势相同
C ．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
D ．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
3．对于电动势E ＝2 V 的电源给外电路供电时，当输出电流为2 A 时，在1 min 内电源消耗的化学能为( )
A ．240 J
B ．4 J
C ．216 J
D ．3.6 J
4．电池给灯泡供电与人将球抛出在能量转化方面有相似之处，我们可以将电势能类比于重力势能，如图1所示，下列说法正确的是( )
图1
A ．可以将电流通过灯泡时电流做功与抛球时人对球做功相类比
B ．可以将电池的非静电力做功与抛球时人对球做的功类比
C ．可以将电流通过灯泡时做的功与重力对球做的功类比
D ．可以将电池的非静电力做功与重力对球做功类比
5．铅蓄电池的电动势为2 V ，这表示( )
A ．电路通过1 C 电量，电源把2 J 的化学能转化为电能
B ．电池内电压是2 V
C ．电源没有接入电路时，其两极间的电压是2 V
D ．把化学能转化为电能的本领比一节干电池大
6．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 的蓄电池比电动势为1.5 V 的干电池提供的电能多
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 V
C．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2为一块手机电池的背面印有的一些符号，下列说法正确的是()
图2
A．该电池的容量为500 mA·h
B．该电池的电动势为3.6 V，内阻为0
C．该电池在工作时的电流为500 mA
D．若电池以10 mA的电流工作，可用50小时
二、非选择题
9．一块数码相机中用的锂电池的电动势为3.6 V，容量为1 000 mA·h(相当于用1 000 mA的电流释放可放电1 h，用500 mA的电流释放可放电2 h，以此类推)．当关闭液晶屏时可拍摄照片400张左右，则每拍一张照片所消耗的电能约为____________ J；当打开液晶屏时可拍摄照片150张左右，则每拍一张照片液晶屏消耗的电能约为____________ J.
10．有一铅蓄电池，当移动1 C电荷时非静电力做功是2 J，该铅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，非静电力做功是多少？
11．国家大力推广节能环保汽车，电动汽车是许多家庭的首选．已知电动汽车的电源是由30组蓄电池串联组成的，当正常行驶时，电路中的电流为5 A，在10 min内电源做功1.8×105J，则这组蓄电池的总电动势是多少？每组的电动势为多少？
12．铅蓄电池的电动势为2 V，一节干电池的电动势为1.5 V，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0.1 A和0.2 A．试求：两个电路都工作20 s，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？
【自主区】
【使用说明】教师书写二次备课，学生书写收获与总结。