2018-2019学年高二物理人教版选修3-1课件：第二章 2 电动势

2. (多选)关于电源的作用, 下列说法正确的是( ) 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 解析:在电源内部是非静电力驱使电子从正极流向负极做正功, 静电力做负功,选项 A 错误,选项 B 正确;从能量守恒的角度看,电源 内部是把其他形式的能转化为电能,选项 C 错误,选项 D 正确。 答案:BD
预习导引
1.电源 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.电动势 (1)定义:在电源内部从负极到正极移送正电荷非静电力所做的 功 W 与被移送的电荷量 q 的比值叫作电源的电动势。 (2)公式:E= ,电动势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。 (3)单位:在国际单位制中为伏特,简称伏,符号为 V。 (4)标量:电动势只有大小,没有方向。但电源有正、负极。 (5)物理意义:描述电源把其他形式的能转化为电势能本领的物 理量。 预习交流 1 电源的电动势会因为外接电路的改变而改变吗? 答案:不会。
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? 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。 (2)干电池中的非静电力是化学作用。 手摇发电机中的非静电力 是电磁作用。非静电力虽然不同,但作用相同,都是把其他形式的能 转化为电能。
������ ������
思考探究 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。
������ ������
3.电源的内阻 电源内部的导体所具有的电阻叫作电源的内阻。
预习交流 2 电源工作时,当 1 C 正电荷在电源内从负极移送到正极,电源消 耗(释放)能量的多少取决于什么? 答案:取决于电源电动势的大小,电动势大则电源消耗的能量就 多,反之则少。
一、
对电动势概念的理解
知识精要 1.电源内部电流的方向即为电动势的方向:由电源负极指向正 极。 2.公式 E= 是电动势的定义式而不是决定式,E 的大小与 W 和 q 无关,是由电源自身的性质决定的。电动势不同,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 2 V,表明在蓄电 池内移送 1 C 的电荷量时,可以将 2 J 的化学能转化为电能。
重点 难点
激趣诱思
一个原先蒙着黑布的“苹果花”,掀开它的 “盖头”,叶片和花朵静 静不动。然后用较强的电筒光照射到“苹果花”上,叶片、花朵又欢快 地摆动起来。再熄灭电筒,叶子仍然摆动,但渐渐减缓,最终停止。那 么,这种“苹果花”的奥秘究竟在哪里呢? 简答:此“苹果花”为硅太阳能电池,它设有阳光 IC 接收口,采光 度强,利用弱光型太阳能电池的供电原理,只要一点点光,花儿就能开 放。以太阳能为动力的设计让它实用、可爱之外,更显环保,且没有 动力不足的后顾之忧。
典题例解 【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, 电势能减少;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,故选项 D 正确。 答案:D
迁移应用 1.(多选)关于电源的电动势,下面说法正确的是( ) A.电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理 量 B.电动势在数值上等于电路中通过 1 C 电荷量时电源提供的能 量 C.电源的电动势跟电源的体积有关,跟外电路有关 D.电动势有方向,因此电动势是矢量 解析:由电动势的物理意义可知,电动势是表征电源把其他形式 的能转化为电能本领的物理量,它在数值上等于电路中通过 1 C 电 荷量时所提供的能量;电动势由电源中非静电力的特性决定,跟电源 的大小无关,跟外电路也无关;电动势虽然有方向,但电动势是标量。 答案:AB
二、
电动势与电压
知识精要 电动势与电压的区别和联系 电动势 E 能量转化 的方向 定义式 单位 联系 电动势是指非静电力做 功将其他形式的能转化 为电势能的本领 E= ,W 为非静电力做的
q W
电压 U 电压表示静电力移送 1 C 电荷量时电势能转化为其 他形式能的多少 U= ,W 为静电力做的功
2
Hale Waihona Puke 电动势目标导航学习 目标 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.了解电源内阻。 重点:1.电动势的概念,电动势的定义式的应用。 2.电动势物理意义的理解。 难点:1.电动势的基本含义。 2.非静电力做功与能量转化关系的理解。