2.2电 动 势

【核心归纳】 1.非静电力:如图甲所示,在外电路中正电荷在电场力 作用下从正极流向负极,但在电源内部正电荷要从负极 流向正极必须要克服电场力做功。因此在电源内部必 须有一个“非静电力”对电荷做正功,将正电荷从电源 的负极搬到正极。
2.非静电力作用:在外电路中,电场力做功将电势能转 化为其他形式的能;在电源内部,非静电力做功,将其他 形式的能转化为电势能,如图乙所示。 3.电源:电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化 为电势能的装置。例如: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,非静电力是 电磁作用,它使机械能转化为电势能。
【解析】选D。4.35 V为充电电压,不是该电池的电动
势,故A项错误;11.4 Wh为电池的充电电能,不是该电池
的电量,故B项错误;mAh为电量的单位,所以3000 mAh表
示该电池能提供的电量,故C项错误;该电池充满电后以 100 mA的电流工作时,可连续工作t= 3 000 mAh =30 h,
二 对电动势的理解 【典例】(多选)(2019·济南高二检测)关于电动势的 概念,下列说法中正确的是 ( ) A.电动势就是路端电压 B.电动势在数值上等于外电路断路时的路端电压
C.电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能本领 大小的物理量 D.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
【解析】选B。电源能把内部的电子从正极搬运到负极, 从而保持两极间的稳定的电势差,故A项错误,B项正确; 只有有电源和闭合回路才能形成电流,故C项错误;电源 是提供电能的装置,不再需要外界提供能量,故D项错误。
2.(多选)硅光电池已广泛应用于人造 卫星和灯塔、高速公路“电子眼”等 设施;其原理如图所示,a、b是硅光电 池的两个电极,P、N是两块硅半导体, P、N可在E区形成匀强电场,P的上表 面镀有一层膜,当光照射时,P内产生
【解析】选B、C、D。电动势在数值上等于电源没有接 入外电路时两极间的电压,当接入外电路时,路端电压 小于电动势,故A项错误,B项正确;电源是把其他形式的 能转化为电能的装置,电动势表示电源将其他形式的能 转化为电能的本领大小,故C项正确;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,故D项正确。
2.电源:通过_非__静__电__力__做功把_其__他__形__式__的__能__转化为电 能的装置。
二、电源的三个参量 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
W非
源内部从负极移送到正极所做的功,即E=___q__。
2.(多选)关于电源,下列说法正确的是 ( ) A.电源的作用是使电源的正负极保持一定的电势差 B.电源是将其他形式的能转化为电能的装置 C.电源内部的电流方向是由正极流向负极 D.形成电流时电源内部非静电力对电荷做功
【解析】选A、B、D。静电场是由电荷产生的,电源的 作用是维持导线两端一定的电势差,故A项正确;在电源 内部其他形式的能转化为电能,在电源接入电路后外部 电能转化为其他形式的能,即电源是将其他形式的能转 化为电能的装置,故B项正确;电源内部的电流方向是由 负极流向正极,是由电源内部非静电力对电荷做功,故C 项错误,D项正确。
三 电源的内阻和电池的容量 【典例】(2019·嘉兴高二检测)如图是某智能手机电 池上的信息,支持低压大电流充电,则 世纪金榜导学 号( )
A.4.35 V表示该电池的电动势 B.11.4 Wh表示该电池能提供的电量 C.3000 mAh表示该电池能提供的电能 D.该电池充满电后以100 mA的电流工作时,可连续工作 30小时
【补偿训练】 下列对于电动势的定义式E= W 的理解,正确的是( )
q
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
【解析】选C。本公式采用的是比值定义法,电动势为 电源本身的性质,与W及q无关,故A、B项错误,C项正 确;W应为非静电力所做的功,不是非静电力,故D项错误。
2 电动势
一、非静电力和电源
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__。
【解析】选D。电动势是表示电源把其他形式的能转
化为电能的本领大小的物理量,根据电动势的定义式 E= W 可知:电动势为3.6 V,表示电路中通过1 C的电荷
q
量,电源把3.6 J其他形式的能转化为电能,故A、B项错
误;电动势越大,将其他形式的能转化为电能的本领越
大,并不表示电源做功越多,故C项错误,D项正确。
中的W是非静电力做功,电压公式U=
W
q
中的W是静电力
q
做功,故D项错误。
2.(2019·衡阳高二检测)某电源的电动势为3.6 V,这 表示( ) A.电路通过1 C的电荷量,电源把3.6 J电能转化为其他 形式的能 B.电源在每秒内把3.6 J其他形式的能转化为电能 C.该电源比电动势为1.5 V的电源做功多 D.该电源与电动势为1.5 V的电源相比,通过1 C电荷量 时转化的电能多
联系 电路断开时E=U端;电路闭合时E=U内+U外
【易错提醒】 关于电动势的三个注意点
(1)电动势是用比值定义法定义的物理量。在公式 E= W 中,E的大小与W、q无关。
q
(2)电动势的大小由电源中非静电力的特性(电源本身) 决定,跟电源的体积无关,跟是否连入电路及外电路的 情况无关。 (3)电动势在数值上等于电源没有接入电路时,电源两 极间的电势差。
q
q
样的,都是电场力做的功
【解析】选B。电压与电动势的单位相同,但物理意义 不同,是两个不同的物理量,故A项错误;电源是把其他 形式的能转化为电能的装置,电动势反映电源把其他形 式的能转化为电能的本领大小,故B项正确;电动势的大小
反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小,与电
源储存的电能的多少无关,故C项错误;电动势公式E= W
【过关训练】 1.(2019·重庆高二检测)关于电压和电动势,下列说法 正确的是 ( ) A.电压和电动势的单位都是伏特,所以电动势和电压是 同一物理量的不同说法 B.电动势就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
C.电动势E越大,表明电源储存的电能越多
D.电动势公式E= W 中的W与电压公式U= W 中的W是一
的自由电子经E区电场加速后到达半导体N,从而产生电 动势。以下说法中正确的是 ( )
世纪金榜导学号
A.a电极为电池的正极 B.电源内部的电流方向由P指向N C.E区匀强电场的方向由N指向P D.硅光电池是一种把化学能转化为电能的装置
【解析】选A、C。根据题意,E区电场能使P逸出的自由 电子向N运动,因为负电荷受到的电场力与电场方向相 反,所以电场方向由N指向P,C正确;由于电流的方向与 负电荷的运动方向相反,所以电源内部的电流方向由N 指向P,B错误;根据以上对电流方向的分析可知,a为电 源正极,A正确;该电池是将光能转化为电能的装置,故D 错误。
【补偿训练】 1.(多选)(2019·林芝高二检测)对电源的认识,下列说 法正确的是 ( ) A.电源是为电路提供自由电荷的装置 B.电源的作用是保持导体两端有持续的电势差 C.电源的作用是使绝缘材料变成导体 D.电源使导体中的自由电子发生定向移动
【解析】选B、D。凡是能提供电能的装置都可以作为 电源,并不是只有干电池和发电机才叫做电源,其作用 是保持导体两端的电、C项 错误,B、D项正确。
4.电源内部、外部电路能量的转化: (1)在电源外部的电路中,自由电荷在静电力的作用下 移动,静电力做正功,正电荷从正极流向负极,电势能转 化为其他形式的能。 (2)在电源内部的电路中,自由电荷在非静电力的作用 下移动,非静电力做正功,把正电荷从负极搬运到正极, 将其他形式的能转化为电势能。
【易错提醒】 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,就有多少其他形式的能转化为电能。
【过关训练】 1.(2019·西安高二检测)以下关于电源的说法正确的 是( ) A.电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运 到正极,从而保持两极之间有稳定的电势差
B.电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运 到负极,从而保持两极之间有稳定的电势差 C.只要电路中有电源,电路中就一定有电流 D.电源实质上也是一个用电器,也需要外界提供能量
源负极移到正极 另一端静电力所做的
非静电力所做的 功
功
正负 含义
决定 因素
电动势E
电势差U
一般地,在中学阶 沿电流方向为正,逆电 段E取正值,不讨 流方向为负 论反电动势问题
仅由电源本身决 由电源及导体的电阻
定
和连接方式决定
测量 方法
电动势E 将电压表并联在 电源两端
电势差U 将电压表并联在被测 电路两端
100 mA
故D项正确。
【核心归纳】 1.电源的内阻:电源内部也是由导体组成的,所以也有 电阻,这个电阻叫作电源的内阻。内阻和电动势同为电 源的重要参数。
2.电池的容量:电池的容量就是电池放电时输出的总电 荷量,通常以安培小时(A·h)或毫安小时(mA·h)为单 位。1 A·h=1 A×3 600 s=3 600 C。电池的容量与放 电状态有关,同样的电池,小电流、间断放电要比大电 流、连续放电时容量大。
(4)电源电动势越大,非静电力做功的本领越强。 () (5)电源内部由非静电力做功,对电流没有阻碍作用。 ()
提示:(1)×。电源可以通过非静电力做功将其他形式 的能转化为电能。 (2)×。电势差指电场中两点电势之差,反映了两点的 电势变化;电动势是电源的一个重要参量,反映了电源 将其他形式的能转化为电能的本领。两者只是单位相 同,但有本质的区别。
【解析】选A。电源能将其他形式的能转化为电能,故A 项正确;电源内部依靠非静电力搬移电荷而做功,把其 他形式的能转化为电能,故B项错误;电源内部依靠非静 电力搬移电荷而做功,把其他形式的能转化为电能,同 时也有电能转化为其他形式的能——内能,故C项错误; 电源的作用不是为了产生电荷,导体本身就有自由电荷, 故D项错误。
【核心归纳】 电动势与电势差的对比
意义
电动势E 表示非静电力做 功将其他形式的 能转化为电势能 的本领大小
电势差U
表示静电力做功将电 势能转化为其他形式 能的本领大小
定义
电动势E
电势差U
E W非 ， 数值上
q
等于将单位电荷
UAB

WAB q
，数值上等
量的正电荷从电 于将单位电荷量的正
电荷从导体一端移到
(3)√。电源的电动势是由电源中非静电力的特性决定 的,与电源的体积和外电路均无关。 (4)√。电动势是反映非静电力做功本领大小的物理量, 非静电力做功本领越强,电源电动势越大。 (5)×。电源内部也是由导体组成的,对电流也有阻碍 作用。
一 对非静电力和电源的理解 【典例】(2019·白银高二检测)关于电源,下列说法正 确的是 ( ) A.电源可将其他形式的能量转化为电能 B.在电源内部,电源依靠库仑力搬移电荷 C.在电源内部,电荷只在非静电力作用下定向移动 D.电源就是产生电荷的装置
(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。
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。
【思考辨析】 (1)电源只能把电能转化为其他形式的能。 ( ) (2)电动势与电势差实质上是一样的。 ( ) (3)电源的电动势由电源自身决定。 ( )