2.2电动势导学案

高二物理选修3-1导学案NO.10 时间2010/09/22 编制：陆秀娟审核：宋秀丽包科领导签字：班级学习小组组内编号姓名教师评价

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第二章恒定电流

第二节电动势

【使用说明】

1、依据学习目标自学课本，查阅相关资料，完成“自主学习”部分，用红笔标注重点、疑点

2、课堂上通过小组合作、互动、展示、点评加深对本节知识的理解达成目标

3、五分钟完成测评题目

【学习目标】

（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，了解电池内部能量的转化过程，加强科学素质的培养，。

（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。

【重点、难点】

1、电动势的概念，对电动势的定义式的应用。

2、电池内部能量的转化；电动势概念的理解。

【自主学习】

在外电路中，正电荷由电源_____的极流向______极，在电源的内部靠“非静电力”把静电

荷从______极搬运到_______极。

电源是通过非静电力做功把______能转化为______的装置。

电动势是用来表示______把其他形式的能转化为_____本领的物理量。用E来表示，定义式

为__________，其单位是______。

电动势由电源中_______决定，跟电源的体积______，跟外电路_______。

电源的重要参数有______、_______、等。

【合作探究】

〖问题〗教材图2.2-1（如图所示）

1． 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？

3．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？

4．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？

分析：利用右图来类比，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。电源中的非静电力的存在及其作用可类比于此。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。

一、电源（更深层的含义）

（1）电源：

（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。

二、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：

（3）单位：

（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。

〖注意〗：

①电动势的大小由电源中非静电力的特性（电源本身）决定，跟电源的体积、外电路无关。

②电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压。

③电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。

说明：电动势E的单位与电势、电势差的单位相同，电动势和电势差不同之处

电动势：

q

W

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）。

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电压：q

W

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。 三、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. 〖注意〗：对同一种电池来说，体积越大，容量越大，内阻越小。 【自学检测】

1．关于电动势，下列说法正确的是（ ）

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 2．下列说法正确的是 （ ）

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 ．在电源的外部负电荷靠电场力由电源的正极流向负极.

C ．在电源的内部正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极.

D ．在电池中是化学能转化为电势能. 3．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 4．电源电动势的大小反映的是 ( )

A ．电源把电能转化成其他形式的能的本领的大小

B ．电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小

C ．电源单位时间内传送电荷量的多少

D ．电流做功的快慢

5．单位正电荷沿闭合电路移动一周，电源释放的总能量决定于（ ）

A ．电源的电动势

B ．通过电源的电流

C ．内外电路电阻之和

D ．电荷运动一周所需要的时间

【拓展提高】

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上述进口电池的电动势是______V 。上述国产电池最多可放出______mAh 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. 7．现在的笔记本电脑都使用了锂电池作为备用电源，有一款笔记本电脑备用电池的电动势为9V ，容量是4800mA∙h ，正常使用时的电流是1.2A ，问： （1）该电池能支持电脑使用多少时间？ （2）在1h 内，非静电力做了多少功？

（3）如果电池的内阻可忽略，那么电池输出的电能是多少？

8．一定值电阻，在10s 内通过2C 的电荷量时，消耗的电能是16J ，问：

（1）电阻两端的电压为多少？

（2）若该电路电源的电动势为12V ，则在这段时间内，电源的内电路消耗的电能为多少？ （3）该电源的功率是多少？

【当堂测评】

9．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 10．手电筒中装有一节干电池，给小灯泡供电时电流为0.3A ，在某次连续工作30s 的时间内，通过小灯泡的电荷量是 C ，电池中有 J 的化学能转化为电能。 【小结与反思】