谈谈电源的非静电力和电动势
电动势
4.物理ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ义：由上式可知，在电源内部，非静电力把单位正电荷从负极移送到正极时所做的功。
5.区别：电动势与电势差（电压）是容易混淆的两个概念。前面已讲过，电动势是表示非静电力把单位正电荷从负极经电源内部移到正极所做的功；而电势差则表示静电力把单位正电荷从电场中的某一点移到另一点所做的功。它们是完全不同的两个概念。
6.闭合电路欧姆定律：电源的路端电压是指电源加在外电路两端的电压，是静电力把单位正电荷从正极经外电路移到负极所做的功。电源的电动势对一个固定电源来说是不变的，而电源的路端电压却是随外电路的负载而变化的。它的变化规律服从含源电路的欧姆定律，其数学表达式为：
U＝E－Ir
式中U为路端电压，Ir为电源的内电压，也叫内压降。对于确定的电源来说，电动势E和内电阻r都是一定的，从上式可以看出，路端电压U跟电路中的电流有关系。电流I增大时，内压降Ir增大，路端电压U就减小；反之，电流I减小时，路端电压U就增大。
但是不能认为路端电压一定小于电动势。在电源被充电时，电源内部的电流是从电源正极流向负极，内压降的方向与电动势的方向相反，电源的电动势是反电动势，这时路端电压等于电动势与内压降之和，即U＝E＋Ir，路端电压大于电动势。
8.《教学参考资料》初中物理第二册
电动势是反映电源把其他形式的能转换成电能的本领的物理量。电动势使电源两端产生电压。在电路中，电动势常用δ表示。电动势的单位和电压的单位相同，也是伏。
7.可变电路：在电源放电的情况下，当外电路中没有反电动势时，路端电压U＝IR（R是外电路的总电阻）。根据含源电路的欧姆定律可得I＝E／（R＋r），即电流I的大小随外电阻R而变化。因此，路端电压U也随外电阻R而变化。R增大时，I减小，U增大；R减小时，I增大，U减小。当外电路断开时，R变为无限大，I变为零，内压降Ir也变为零，这时路端电压等于电源的电动势。
电路中的电压电源和电动势
电路中的电压电源和电动势在我们日常生活和现代科技的各个领域，电路都扮演着至关重要的角色。
从为我们的手机充电，到驱动大型工业设备的运转，电路的作用无处不在。
而在电路中，电压、电源和电动势这三个概念是理解电路工作原理的基础。
接下来，让我们一起深入探讨一下它们。
首先，我们来聊聊电压。
电压，简单来说，就是推动电荷在电路中流动的“压力”。
就好比水在水管中流动需要水压一样，电荷在电路中移动也需要电压的驱动。
如果把电路中的导线想象成一条河流，那么电压就像是河流的落差，落差越大，水流的动力就越强。
在电路中，电压的单位是伏特（V）。
例如，我们常见的干电池，通常标注的 15V 就是它所能提供的电压。
电压的存在使得电流能够在电路中流动。
电流，就是电荷的定向移动，它的单位是安培（A）。
想象一下，电压就像是一个无形的“推手”，给电荷施加力量，让它们沿着电路中的导线有规律地移动，从而形成了电流。
那么，是什么提供了电路中的电压呢？这就引出了我们要讲的电源。
电源是电路中提供电压的装置。
常见的电源有电池、发电机等。
电池是我们日常生活中最常见的电源之一。
它通过内部的化学反应将化学能转化为电能，从而提供稳定的电压。
不同类型的电池，其提供的电压和持续供电的能力也有所不同。
比如，一次性的干电池在电量耗尽后就无法再使用，而可充电电池则可以通过充电重复使用。
发电机则是在更大规模的电力供应中发挥着关键作用。
无论是火力发电、水力发电还是风力发电，其原理都是通过某种方式将其他形式的能量转化为电能，并以稳定的电压输出。
接下来，我们要说的是电动势。
电动势这个概念可能相对较难理解一些，但它却是电源的一个重要属性。
电动势指的是电源将其他形式的能量转化为电能的能力。
它反映了电源内部非静电力做功的本领。
简单来说，电动势就是电源把其他能量转化为电能的“本事”。
以电池为例，电池内部的化学物质发生反应，使得正电荷从电池的负极移动到正极，这个过程中化学能转化为电能，而推动这种转化的力量就是电动势。
最新电动势知识点
电动势一、电动势1、定义：非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值。
公式：E=W/q （E为电动势）E=U+Ir=IR+Ir（U为外电路电压，r电源内阻，R为外电路电阻集总参数）方向：电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的正极，即与电源两端电压的方向相反。
是标量2、物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，数值上等于非静电力把1C 的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。
它是能够克服导体电阻对电流的阻力，使电荷在闭合的导体回路中流动的一种作用。
3、单位：伏特V 1V=1J/C4、特点：电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积、形状无关，与是否联入电路及外电路的情况无关。
5、电动势是标量6、内阻：电源内部也是由导体组成的，也有电阻r，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数7、电动势与电压的区别①电动势：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。
②电压：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。
电动势是表示非静电力把单位正电荷从负极经电源内部移到正极所做的功与电荷量的比值；电势差是表示静电力把单位正电荷从电场中的某一点移到另一点所做的功与电荷量的比值。
它们是完全不同的两个概念。
电动势表征电源的性质，电势差表征电场的性质。
8、电动势的测量及大小：电源的电动势可以用电压表测量。
测量的时候，电源不要接到电路中去，用电压表测量电源两端的电压，所得的电压值就可以看作等于电源的电动势。
干电池用旧了，用电压表测量电池两端的电压，有时候依然比较高，但是接入电路后却不能使负载（收音机、录音机等）正常工作。
这种情况是因为电池的内电阻变大了，甚至比负载的电阻还大，但是依然比电压表的内电阻小。
2.2 电动势
实质 在电池中，非静电力是化学作用，使化学 能转化成电势能，在发电机中，非静电力 是电磁作用，使机械能转化成电势能。 能量转化图
外电路（电源外部）：静电力做功 能 其他形式能 内电路（电源内部）：非静电力做功
(1)静电力做功与非静电力做功不同，静电 力做功是将电能转化为其他形式的能，而 非静电力做功是在电源内部对电荷做功， 将其他形式的能转化为电能． (2)从力的角度来看，非静电力将正电荷由 负极搬运到正极，使正、负极之间保持稳 定的电势差． (3)从能量转化的观点来看，电源通过非静 电力做功，把其他形式的能转化为电能．
【方法总结】 (1)电动势描述电源将其他形式的能转化为电能的本 领，电动势越大，电源把其他形式的能转化为电势能的本 领越强． W (2)电动势的表达式为E＝ q ，电动势是用比值法定义 的物理量，只由电源本身的性质决定，与移送的电荷量 q、所做的功W及外电路等均无关．
例2 一节干电池的电动势为1.5 V，表示 该电池( ) A．一定有1.5 J的化学能转变成电能 B．在工作状态下两极间的电压恒定为 1.5 V C．比电动势为1.2 V的电池存储的电能 多 D．将1 C电量由负极输送到正极过程中， 非静电力做了1.5 J的功
2．电动势和电压的区别与联系
电压U 电动势E 电场力做功，电能转 非静电力做功，其他 化为其他形式的能的 形式的能转化为电能 本领，表征电场的性 的本领，表征电源的 质 性质 W W U＝ q ，W为电场力 E＝ q ，W为非静电 做的功 力做的功 伏特(V) 伏特(V) 电动势等于电源未接入电路时两极间的电 压值
2．某同学从电子市场购买一款手
机电池板如图所示，他根据电池板 上的标识，所做判断正确的是( ) A．该电池的电动势为4.2 V B．该电池的电动势为3.7 V C．该电池一次可以提供的最大电能 为8.4×103 J D．该电池一次可以提供的最大电能 为2.664×104 J
电动势 课件
4.常用电池的电动势
干电池 1.5 V
铅蓄电池 2V
锂电池 3～4.2 V
锌汞或mA·h.
例3 (多选)(上饶市高二期末)一组铅蓄电池的电动势为4.8 V，内阻不为零，以
下说法中正确的是
√A.电路中每通过1 C电荷量，铅蓄电池能把4.8 J的化学能转变为电能
电动势
一、电源与非静电力做功
1.非静电力的作用：把正电荷从 负极 搬运到 正极 ，同时在该过程中非静电力 做功，使电荷的 电势能 增加. 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)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 电势能 ， 在电源外部， 电场力 做正功， 电势能 转化为其他形式的能.
例1 (多选)(启东中学高一下期末考试)以下关于电源的说法中正确的是
√A.电源的作用是维持导体两端的电压，使电路中有持续的电流
B.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
C.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小
√D.静电力移动电荷做功电荷电势能减少，非静电力移动电荷做功电荷电势能增加
4.(公式E＝Wq 的理解和应用)有一铅蓄电池，在其内部将2×10－5 C的电子从正极 移到负极需要3×10－2 s的时间，此过程中非静电力做功为4×10－5 J，则该铅蓄 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？
答案 2 V 240 J 解析 电动势 E＝Wq ＝42××1100－－55 V＝2 V
1.(对电源与非静电力做功的理解)(多选)下列说法中正确的是
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
电源和电动势
εx =
∴ε
ε o R Ax
R AB + R + r
x
r εo
I
R A
K
X D B
a
R Ax = εs R AD
εs
G
K2
K1
εx
x
AB电阻丝是均匀的， 电阻丝是均匀的， 电阻丝是均匀的 它的一段电阻和长度 成正比，所以： 成正比，所以：
ε
l Ax = ε l AD
s
16
电容器的充放电过程(RC电路的暂态过程 电路的暂态过程) §7 电容器的充放电过程 电路的暂态过程
• 充电
•
C
R
I
放电
ε = UC + U R
q ε = + iR C
q dq ε = + R C dt
一阶线性常系数 非齐次微分方程
0 = UC + U R
q 0 = + iR C
ε
K
q dq 0= + R C dt
一阶线性常系数 齐次微分方程
17
用分离变量解方程
q dq R ε = + C dt
I r
2
为电池消耗于内电阻上的功率。 为电池消耗于内电阻上的功率。 为电池的输出功率。 I 2 R 为电池的输出功率。
ε ⋅I
为电池的化学能功率。 为电池的化学能功率。
6
5.3 电路中任意两点之间的电势差 当不能忽略电源内阻时， 当不能忽略电源内阻时，可把电源等效成一个电动 的串联。 势为 ，内电阻为零和一个电阻为 的串联。
Cε − q dq = dt RC
dq q ε + = dt RC R
电动势及其应用
电动势及其应用1. 电动势的定义与性质电动势（Electromotive Force，简称EMF）是指单位正电荷沿闭合回路移动时，从电源内部获得的能量。
电动势的大小等于非静电力做的功与电荷量的比值，其单位为伏特（V）。
电动势具有以下性质：（1）电动势是电源本身的属性，与电源的体积、形状、位置等无关。
（2）电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向正极。
（3）电动势与外电路无关，但实际电压（路端电压）会因外电路的存在而小于电动势。
（4）电动势与电源内部的非静电力做功有关，非静电力越强，电动势越大。
2. 电动势的计算公式电动势的计算公式为：[ = ]其中，( W ) 为非静电力做的功，( q ) 为通过电路的电荷量。
另一种常见的电动势计算公式为：[ = -_{S_1}^{S_2} d ]其中，( ) 为电场强度，( S_1 ) 和 ( S_2 ) 为电路的两个端点。
3. 电动势的种类电动势可分为以下几种：（1）直流电动势：电动势大小和方向不随时间变化的电动势。
（2）交流电动势：电动势大小和方向随时间变化的电动势。
（3）脉冲电动势：短时间内电动势迅速变化的电动势。
（4）交直流混合电动势：同时含有直流和交流成分的电动势。
4. 电动势的应用电动势在生活和科学研究中有着广泛的应用，以下列举几个典型实例：4.1 电源电源是电动势最直接的应用，如干电池、铅酸电池、锂离子电池等，它们的电动势分别为1.5V、2V、3.7V左右。
电动势为电子设备提供了稳定的电能，使得各种电子仪器得以正常工作。
4.2 电动机电动机是利用电动势将电能转化为机械能的装置。
根据电动势的性质，电动机的转子会沿着电动势的方向旋转。
电动机在工业生产、交通运输、家庭电器等领域有着广泛的应用。
4.3 电解电解是利用电动势在溶液中分解物质的过程。
例如，电解水可以得到氢气和氧气，电解食盐水可以得到氢氧化钠、氢气和氯气。
电解技术在化工、冶金、电镀等行业中具有重要意义。
2.2 电动势
W E= q
W：非静电力做的功 q ：电荷量
一、电动势
与电势差的区别：
W 电动势E q
W:非静电力的功；q:电源内部移动的电荷量
W 电势差U q
W:静电力做的功；q:由于静电力作用移动的电荷
二、电源的重要参数
1、电源的电动势 2、电源的内阻:电源内部导体的电阻. 3、电池的容量:电池放电时能输出的总电荷量 单位：安· 时(A· 毫安· h) 时(mA· h)
非静电力是化学作用 非静电力是电磁作用 电源内部的能量是怎样转化的？ 电源内部非静电力克服电场力做功， 把其他形式的能转化为电势能
一、电动势
定义：电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷
在电源内从负极移送到正极所做的功.
单位：
伏特（V） 1V=1J/C 物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本 领的大小。 特点:由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体 积无关, 跟电源外部电路无关.
二、电源的重要参数
1、电源的电动势 2、电源的内阻:电源内部导体的电阻. 3、电池的容量:电池放电时能输出的总电荷量 单位：安· 时(A· 毫安· h) 时(mA· h) 4、电源的分类：
交流稳压电源：水电、热电、核电等 化学电源：干电池、铅酸蓄电池、镍镉、镍氢、锂
离子电池等
2.2 电动势
2.2 电动势
电动势
静电力的功 非静电力的功 能量转换
电源内部是什么力把电子从A搬运到B呢? + + + A + + + + + _ _ _ B _ _ _ _
_
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。
第二章 第2节 电 动 势
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。
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1．自主思考——判一判 (1)在电源内部，电荷移动过程中，电场力做负功，电荷电势能 增加。 (√ )
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2．电动势和电压(即电势差)的区别与联系
物理 意义
电压 U 电场力做功， 电能转 化 为其 他形 式的能 的本领， 表征电场的 性质
电动势 E
非静电力做功， 其他形式的 能转化为电能的本领， 表征 电源的性质
W U＝ q ，W 为电场力 定义式 做的功
单位 联系
W E＝ q ，W 为非静电力做 的功
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一、电源在电路中的作用 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，非静电力是电磁作用，它使 机械 能转 化为电势能。
图 221 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。 (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。
求电动势的三个公式
求电动势的三个公式在我们学习物理的过程中，求电动势可是一个重要的知识点。
这就好比我们在探索一个神秘的宝藏，而求电动势的三个公式就是打开宝藏大门的三把钥匙。
咱们先来说说第一个公式，那就是 E = W / q 。
这个公式就像是一个勤劳的小蜜蜂，它告诉我们电动势等于非静电力把单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功与电荷量的比值。
比如说，想象一下有一个小小的电子，就像一个调皮的小精灵，在电源的世界里跑来跑去。
非静电力呢，就像是一个大力士，使劲儿地把这个小精灵从电源的负极拽到正极。
而做的这个功除以小精灵的数量（电荷量），就是电动势啦。
再来看第二个公式，E = IR + Ir 。
这个公式就有点像一个平衡大师，要让电路中的电流、电阻都和谐共处。
我记得有一次我在实验室做实验，连接好电路后，灯泡就是不亮。
我左思右想，拿着笔在纸上不停地写着这个公式，分析着各个参数。
最后发现原来是电阻出了问题，调整之后，灯泡瞬间亮了起来，那一刻的喜悦简直无法形容。
第三个公式是E = ΔΦ / Δt 。
这个公式就像是一个时光的魔法师，它揭示了电动势与磁通量变化率之间的奇妙关系。
记得有一次在课堂上，老师拿着一个大的磁铁，在一个线圈旁边快速移动，然后问我们：“同学们，你们猜猜电动势会怎么变化？”大家都七嘴八舌地讨论起来，通过这个公式，我们最终得出了正确的答案。
在实际应用中，这三个公式可不是孤立存在的哦。
就像一场精彩的交响乐，每个乐器都有自己独特的声音，但合在一起才能演奏出美妙的乐章。
比如在解决复杂的电路问题时，我们可能需要综合运用这三个公式，分析各个部分的情况，才能找到最终的答案。
总之，求电动势的这三个公式就像是我们物理世界中的三把利剑，帮助我们在知识的海洋中披荆斩棘。
只要我们熟练掌握，灵活运用，就能在物理的世界里畅游无阻，探索更多的奥秘！所以，小伙伴们，加油吧，让我们一起把这三把钥匙用得得心应手！。
非静电力和电动势的分析
非静电力和电动势的分析作者：郎玲玲来源：《理科考试研究·高中》2014年第11期电源都有两个电极，电势高的叫做正极，电势低的叫做负极，非静电力由负极指向正极.图1是电源的一般原理图.当电源的两电极被导体从外面连通后，在静电力的推动下形成由正极到负极的电流.在电源内部，非静电力的作用使电流从内部由负极回到正极，使电荷的流动形成闭合的循环.电源的类型很多，不同类型的电源中，形成非静电力的过程不同：化学电池如干电池、蓄电池中，非静电力与离子的溶解和沉积过程相联系；普通的发电机中，非静电力是电磁感应作用；光电池中非静电力的来源是光电效应或者光化学效应.下面分别介绍这几类电源的非静电力的来源及其电动势.一、化学电池典型的化学电池结构如图2所示，铜极和锌极分别浸在硫酸铜溶液和硫酸锌溶液中，两种溶液盛在同一个容器里，中间用多孔的素瓷板隔开，这样，两种溶液不容易掺混，而带电的离子Cu2+、Zn2+和SO2-4却能自由通过.Zn极浸在ZnSO4溶液中时，发生了比较复杂的物理化学过程，Zn极上的正离子Zn2+溶解到溶液里，把负电子留在Zn极上，使Zn极带负电，成为电源的负极.结果在溶液和Zn极之间形成电偶极层，电偶极层内形成电场，电场的方向由溶液指向Zn极，它阻止Zn2+移入ZnSO4溶液，即阻止溶解过程的继续进行.开始时，随着溶解的进行.电偶极层上的正、负电荷逐渐增多，电场逐渐加强，对溶解的阻止作用也就逐渐加强.当电场加强到一定程度，两者达到动态平衡.这时，电偶极层内的电场不再变化，溶液和Zn极之间有恒定电势差，溶液的电势高，Zn极的电势低.此电势的变化发生在很短的距离上，叫做电势跃变，记为UCB.在Cu极附近，相反的物理化学过程是溶液中的正离子Cu2+沉积到Cu极上，使Cu极带正电，成为电源的正极.CuSO4溶液中的一部分带负电的硫酸根离子SO2-4聚集到Cu极的周围，与Cu极上的正电荷形成电偶极层，建立起静电场.这个电场的方向由Cu极指向溶液，阻止Cu2+沉积到Cu极上.当电偶极层上正、负电荷积累得足够多，就达到动态平衡.这时Cu极和CuSO4溶液之间也有一个恒定的电势差，Cu极的电势高，溶液的电势低，也是一个电势跃变，记作UAD.电池中Zn极处的溶解和Cu极处的沉积这两种物理化学作用是非静电力的来源.将单位正电荷从负极移到正极时，非静电力需克服电场力做功，这就是电动势，它等于两电偶极层处电势跃变的和，即E=UAD+UCB.当外电路未接通时，没有电流通过电池，由△U=Ir=0，（r为溶液的内阻），溶液内各处的电势都相等，只有在溶液和两个电极相接触的地方才存在电势跃变，因此，电池内部各处电位的变化情况如图3所示.电池的端电压为UAB=UAD+UCB=E.当把电池的两极用导体连接起来时，如图4所示，Zn极上的电子在电场力的作用下通过导体流到Cu极上去与正电荷中和.这时，由于Zn极的负电子减少，Zn极周围的正离子Zn2+必有一部分会脱离电偶极层.结果，Zn极附近电偶极层内的电场减弱，原来的动态平衡被破坏，这时非静电力的作用超过电场力的作用，使Zn2+继续溶解，因而，Zn极上的负电子和周围溶液中的Zn2+及时得到补充，达到新的动态平衡，使Zn极附近的电势跃变仍然保持原来的数值.同样，Cu极所带的正电荷因与Zn极流来的负电子中和而不时地减少，原来的平衡状态遭到破坏.但非静电力不断使CuSO4溶液中的Cu2+沉积到Cu极上去，使电偶极层上的正、负电荷随时得到补充，达到新的平衡状态，因而Cu极附近的电势跃变也保持原来的数值.在溶液中由于Zn2+和Cu2+不断地溶解和沉积，使得溶液中的正离子在Zn极附近较多，在Cu极附近较少，它们在溶液内产生电场，从而在C、D间形成一定的电势差，与这个电势差相应的电场推动正、负电荷流动形成电流.若电流强度为I，电流在溶液中的内阻为r，则在r两端，也就是溶液两边C、D之间的电势差为UCD=Ir.所以在做“研究电动势、外电压、内电压三者之间的关系”的实验中，如图5所示要求测量内电压的电压表V2的探针必须靠近电源的两个极板.电池内部各处电势的变化情况如图6所示.这时的路端电压为UAB=UAD+UCB-UCD=E-Ir，即UAB+Ir=E.这就是说，以化学电池作电源的电路中，电源的电动势等于内、外电路电势降落之和.电池的正极和负极附近分别存在着化学反应层，反应层中的化学作用是非静电力的来源，它把正电荷从电势低处移至电势高处，在这两个地方，沿电流方向电势分别有一个“跃升”.随着反应的进行，Zn极板上的Zn2+继续向溶液溶解的速率会随Zn极板附近的Zn2+浓度的升高而减小，同时Cu2+向Cu极板沉积的速率也减小，所以用过一段时间后的旧电池的电动势会减小.由于溶液中各处离子的浓度发生了变化，使旧电池的内阻增大.二、发电机在发电机中，由于导体切割磁感线而产生电动势.如图7所示，当垂直于磁场的平面内有一段长为的导体CD以速度v运动时，导体中的自由电子由于和导体一起运动，具有相同的运动速度v，因而受到洛伦兹力f=Bev的作用，其方向可根据右手定则判断为由c指向D.由于这个力的作用，导体中的自由电子将移向D，从而在D端将有负电荷聚集，C端将因缺失电子而带正电.这个正、负电荷在导体两端分别聚集的过程将继续进行下去，直至由此在导体内产生的电场力与洛伦兹力平衡时为止.此时，导体的两端C、D之间具有了一定的电势差，如同电源的两极.可见，洛伦兹力在这里起着电源内部非静电力的作用.电源电动势的大小等于非静电力把单位正电荷从负极（D端）移到正极（C端）所做的功，所以电动势为E=W非e=BevΔle=B（Δl）v动生电动势的方向应是洛伦兹力移动正电荷运动的方向，即从D指向C的方向.运动中的导体中的电子不但具有导体的速度v，还有沿导体向D端运动的速度v′，它的实际速度应为V=v+v′，设V与v的夹角为θ，则v=Vcosθ，v′=Vsinθ.由于v和v′的存在，电子受到的洛伦兹力分别为f=eVBcos和f ′=eVBsinθ，方向如图8所示，它们的合力为F，F⊥V.设在△t时间内导体运动到图中另一位置，电子从a点移动到b点经过的位移为ΔL，则f和f′所做的功分别为Wf=fΔLsinθ=eVBΔLsinθcosθ和Wf ′=-f ′ΔLcosθ=-eVBΔLsinθcosθ，可见f和f ′所做的总功Wf=Wf ′=0，即洛伦兹力所做的总功为零.那么电能又是从哪里来的呢？在使导体向右匀速运动时，外界必须以大小等于f ′、方向与f ′相反的力作用于导体，这个力所做的功恰为W非=eVBΔLsinθcosθ=eB（Vcosθ）（ΔLsinθ）=eBvΔl，因而E=W非e=BevΔle=BΔlv，这就是外力克服洛伦兹力的一个分量f ′所做的功通过它的另一分量f所作的功转化为电能，即洛伦兹力的作用并不是提供能量，而只是传递能量.当导体不动，因磁场的变化产生感生电动势时，非静电力又是什么呢？英国物理学家麦克斯韦明确指出：变化的磁场能够在它的周围产生一种电场，叫做感应电场，感应电场的电场线是闭合曲线，涡旋电场的电场力移动电荷所做的功，就是非静电力所做的功，也就是感生电动势的来源.。
【高中物理】高中物理新课标版人教版选修3-1：2.2-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。
探索电动势和电池的工作原理
电池的种类和特 性
干电池
原理：利用锌和二氧化锰之间的化 学反应产生电流
优点：体积小、携带方便、使用简 单
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
结构：由锌筒、石墨棒、二氧化锰、 电解液和纸板组成
缺点：能量密度低、不能充电、废 弃物对环境造成污染
铅酸电池
组成：主要由铅、硫酸和电解液组成 工作原理：通过化学反应产生电流 优点：稳定性好，价格低廉 缺点：能量密度低，循环寿命短，维护成本高
电池的化学反应
电池的正极和负极之间存在 电势差，形成电动势
电池内部发生化学反应，产 生电流
电池内部化学反应产生的电子 通过电路传递到外部负载，形
成电流
电池的化学反应过程中，化 学能转化为电能
电池的充电和放电
充电过程：电池通过外部电源充电， 使电池内部的正负极板之间产生电 势差，从而储存能量。
充电效率：电池的充电效率是指电池 实际充电量与理论充电量之间的比值， 影响充电效率的因素包括电池的材质、 结构、充电方式等。
电动汽车：使用电池作为动力来源，减少环境污染 混合动力汽车：电池与燃油发动机交替使用，提高燃油效率 汽车启动电池：提供启动电力，启动发动机 汽车电子设备：使用电池供电，如导航、音响等设备
能源存储
电池在可再生能源领域的应用： 如太阳能、风能等
电池在电动汽车领域的应用： 如特斯拉、比亚迪等
电池在便携式电子设备领域的 应用：如手机、笔记本电脑等
电动势和电池的工作原 理
汇报人：XX
目录
电动势的原理
01
电池的工作原理
02
电池的种类和特性
03
电池的应用领域
04
电池的发展趋势和挑战
电源电动势教学过程
电源电动势教学过程嘿，朋友！咱今天来聊聊电源电动势这回事儿。
你想想啊，电源就像一个神奇的能量宝库。
咱们平时用的各种电器，都得靠电源来提供能量。
那电源电动势是啥呢？简单说，它就是电源这个宝库往外输送能量的能力。
比如说，一个强壮的大力士能扛起很重的东西，这就相当于电源电动势大，能提供的能量多。
而一个力气小的人，能扛起的东西就少，这就像电源电动势小，提供的能量有限。
那怎么理解这个电源电动势呢？咱可以把电源想象成一个抽水机。
抽水机把水从低处抽到高处，这就好比电源把电子从低电位“抽”到高电位，形成了电势差，这就是电动势。
在教学过程中，咱们得让学生搞清楚几个关键的点。
首先，电源内部的非静电力做功，这可是电动势产生的根源。
就好像是有人在电源内部使劲儿推电子，让它们有了能量。
再说说闭合电路，这就像一个环形的跑道。
电流在这个跑道上跑，电源电动势就决定了电流能跑多快，能跑多远。
还有啊，学生们经常会搞混电动势和电压。
这俩可不一样！电动势是电源本身的特性，就像人的性格一样，天生的。
而电压呢，是电路中两点之间的电势差，是外在表现。
咱给学生讲的时候，可以多举些例子。
比如说，手机电池的电动势决定了它能给手机供多长时间的电。
汽车的蓄电池电动势大小影响着车子的启动和运行。
总之，电源电动势这东西，看似抽象，其实只要咱们讲得生动有趣，学生们肯定能明白。
让他们把电源想象成一个有能量的魔法盒子，电动势就是这个盒子的魔力大小。
这样一来，复杂的知识也能变得简单易懂啦！电源电动势的教学，就是要让学生打破对抽象概念的恐惧，真正理解这个看不见摸不着但又无处不在的能量之源。
只要方法得当，学生们都能掌握这个知识的精髓！。
电动势
AＣ
变式１关于电源与电路，下列说法正确的是
• Ａ．外电路中电流由电源正极流向负极， 内电路中电源也是由电源正极流向负极 • Ｂ．外电路中电流由电源正极流向负极， 内电路中电流电流由电源负极流向正极 • Ｃ．外电路中电场力对电荷做正功，内电 路中电场力对电荷也做正功 • Ｄ．外电路中电场力对电荷做正功，内电 路中非静电力对电荷做正功 ＢＤ
（2）电动势 1.定义：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跟被移送的电荷量 的比值叫做电源的电动势。
W 2.公式： E q
3.单位：伏特，符号为
V
4.物理意义：反映电源把其他形式的能转化为 电能本领的大小，在数值上等于非静电力把 1C的正电荷在电源内部从负极移送到正极 所做的功。 5.方向规定：电动势E是标量，为研究问题方 便，规定其方向为电源内部电流方向，即由 电源负极指向正极方向。 6.电源的内阻：电源的内部也是有导体组成的， 所以也有电阻，这个电阻叫做电源的内阻。 内阻和电动势同为电源的两个重要参数。
• 1.某电子点火器用的是1号干电池，某袖珍 收音机用的是7号电池。同一品种的新的1 号干电池和7号干电池的电动势是否相同？ 内阻是否相同？ 解析：电源电动势相同，内阻不同。原因是解 决本题需要理解电池电动势大小与电池正负极 的材料和电解液的化学性质，也就是说，它与 非静电力的性质有关。两种电池尽管体积大小 不同，但电池内的燃料相同，非静电力的性质 相同，所以，电动势相同。而内阻就是电源内 部物质对电流的阻碍，和其他导体的电阻一样 与导体的形状，体积都有关系。
1.电源 （1）定义：电源是把其他形式的能转化 为电能的装置。 例如：干电池和蓄电池能够把化学能转 化为电能；水轮发电机能够把机械能转 化为电能 （2）电源有正,负两个极，两极间有一 定的电压。
电源中的非静电力
电源中的非静电力
电源中的非静电力是指在电路中存在的非静电能量转化和传递
过程。
这些非静电力包括磁场力、电动势力和电磁感应力等。
例如，在变压器中，输入绕组通入交流电源，产生的变化磁场会在输出绕组中产生电动势力，从而实现电能的传输和转化。
在电机中，电流通过线圈产生磁场力，使得转子转动，从而将电能转化为机械能。
此外，电路中存在的电感、电容等元件也会产生电磁感应力和电动势力，影响电路中的电流和电压分布。
了解电源中的非静电力对于电路设计、电能转化和能量管理具有重要意义。
因此，在电力领域的研究和应用中，非静电力的研究和应用越来越受到关注。
- 1 -。
3.2 电源电动势
温差发电和致冷的效率都并不高 优点：无转动部件、结构简单、寿命长、可靠、反应 快、易控制、可小型化、无噪声、无干扰、污染等 适用于某些特殊的场合。如太阳能汽车和空间站及人 造卫星中的太阳能电池
2
P耗
r 2 I r r 2 Rr (R r)
2
2
r R 时最大 P出
2
4r
＝ P耗
电源的效率：电源输出功率与电源总功率之比 P出 R 负载电阻越大，效率越高 P Rr 要求获得最大输出功率与电源效率高不能同时 满足（输变电路 ；无线电设备 ）
0
0
( x , y , z ) 0 ( x , y , z ) 0
“有体电流但无体电荷密度”，
匀导 体内 部有 电荷
0, 0, j v 0
如何理解？
恒定情况下电力线和电流线 必须与导体表面平行 若均匀导线中，电流线不与 导体表面平行
应用
温差电偶（如图）
主要用于测量温度 优点是，测量范围广 受热面积和热容量都可以做得很小，可测量微 小的温度变化或微小的热量
半导体的温差效应
金属中的温差电动势约为0一 10V／C 半导体中同样存在着以上三种效 应，而且更为显著，常为几百 V／C ，甚至达到几mV／C
温差电堆——发电
cos 1, 充电电路 , U cos 1, 放电电路 , U
闭合电路欧姆定律
外阻 上电 势降
内阻上电势降
IR Ir
I
Rr
电路中的电压电源和电动势
电路中的电压电源和电动势在我们日常生活中，电无处不在，从点亮房间的灯光到驱动各种电子设备的运行，都离不开电的作用。
而要深入理解电路的工作原理，就必须搞清楚电压、电源和电动势这几个关键概念。
首先，让我们来聊聊电压。
电压，简单来说，就是推动电荷在电路中流动的“压力”。
就好像水在水管中流动需要水压一样，电荷在导线中移动也需要电压。
如果把电路中的导线想象成一条管道，电荷就是管道中的水流，而电压就是推动水流前进的力量。
电压的单位是伏特（V），它的大小决定了电流的强弱和电路中能量的传递情况。
在一个电路中，如果电压较高，那么电荷就能以更快的速度移动，从而形成较大的电流。
相反，如果电压较低，电荷的移动速度就会减慢，电流也会相应变小。
例如，我们常见的干电池，通常标注有 15 伏的电压，当把它连接到一个小灯泡上时，就会产生一定的电流，使小灯泡发光。
而家庭用电的电压一般是 220 伏，这种较高的电压能够为各种大功率电器提供足够的能量。
接下来，我们说一说电源。
电源是电路中提供电能的装置。
它就像是一个“能量泵”，不断地将其他形式的能量转化为电能，并在电路中建立起电压，推动电荷的流动。
常见的电源有电池、发电机等。
电池是我们最为熟悉的电源之一。
它通过内部的化学反应将化学能转化为电能。
不同类型的电池，其工作原理和性能也有所不同。
例如，一次性干电池在使用过程中，内部的化学物质逐渐消耗，当化学物质反应完后，电池就无法再提供电能了。
而可充电电池则可以通过外部的充电设备将电能重新存储到电池内部，实现多次使用。
发电机则是将机械能、热能等其他形式的能量转化为电能的装置。
在大型发电厂中，通常会使用蒸汽轮机、水轮机等设备带动发电机的转子旋转，从而产生电能。
最后，我们来谈谈电动势。
电动势是电源内部非静电力将单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功。
这听起来可能有点复杂，其实可以理解为电源“产生”电压的能力。
电动势的大小取决于电源的性质，与电路的工作状态无关。
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谈谈电源的非静电力和电动势
作者：张伟建
来源：《中国校外教育·理论》2009年第14期
【摘要】本文比较深入地剖析了电源的非静电力和电动势的概念。
讨论了在闭合电路欧姆定律的教学中,如何使学生正确地理解和掌握电源的非静电力和电动势的概念。
这是掌握闭合电路欧姆定律的关键。
【关键词】非静电力电动势闭合电路欧姆定律教学研究
电源的电动势是电学中的一个重要概念,同时也是正确掌握闭合电路欧姆定律和电路分析的关键知识点。
但电动势概念比较抽象难懂,怎样才能使学生正确地理解电动势的概念,进而掌握闭合电路的欧姆定律,这是物理教学中值得探讨的问题。
笔者认为,要使学生正确理解电动势概念,首先要弄清楚电源内部存在的非静电力,只有明白了电源内部的非静电力概念,才有可能正确地理解电动势的概念,并在此基础上掌握闭合电路的欧姆定律。
一、电源内部的非静电力
对于电源内部的非静电力的教学,可采用以下两种类比方法解决。
1.用一个机械运动模型类比电荷运动
相对地说,机械运动对学生来说是比较熟悉的。
在教学中,可以设计一个机械运动模型,将它与一个闭合电路进行类比,以帮助学生较好地理解非静电力的概念。
如图1(a)所示,用一张纸剪出一个三角形,用它来表示一个斜面(为了让学生看得清楚,三角形要做的稍大一些,可使AB长约45cm,θ约为15°)。
把这个三角形弯曲成螺旋状的斜面,使BE两点重合,如图1(b)所示。
设想在这个斜面的A点上放置一个小球m,小球在重力作用下沿着螺旋斜面轨道经C向B运动。
要想使这个小球能持续不断地沿着路径A→C→B→D→A…持续循环地运动下去,仅靠重力作用显然是不够的。
要达到这个目的,就要在BDA这段路径上,对小球m 施加一个非重力的力(如推举力),把它从B经D“搬运”到A。
这就是所要设计的一个机械运动模型。
在如图2(a)所示的闭合电路中,正电荷q在静电力作用下,从电源正极A出发经负载R移向电源负极B,形成电流I。
为了使电路中有持续的恒定电流,仅靠静电力的作用显然是无法实现的。
在BrA这段电路上,必须要有非静电力的作用,才能把电荷q从电源的负极B经电源内部“搬运”到电源的正极A。
现在把图2(a)“等效地”画成图1(b)那个样子,如图2(b)所示。
在图2(b)中,A、B分别相当于电源的正、负极;ARB这一段,斜面的高沿螺旋逐渐下降,相当于外电路各点电势逐渐地降落。
现将图2(b)与图1(b)类比如下(手持实物讲解):(1)q相当于m;(2)在外电路ARB上,q所受到的“静电力”F与m所受到的重力的分力( Gsinθ)相当;(3)在内电路BrA上,q所受到的“搬运力非与m 所受到的推举力推相当(当然,在这一段上q和m还分别同时受到静电力和重力的作用,但它们在方向上分别与非和推的方向相反);(4)R的电阻相当于m与斜面间有摩擦力作用,而r的电阻则与m在BDA上所受的摩擦力相当(如果r=0,则相当于图1(b)的BDA这一段是光滑的)。
2.用抽水机类比电源
如图3(a)所示,当电路接通后,在外电路上正电荷在静电力作用下由电源正极经外电路移向负极,电能经负载被转化为热能或其它形式的能。
怎样才能使移到电源负极的正电荷经电源内部到达电源的正极呢?
在电源内部,静电力对正电荷从负极向正极移动是起阻碍作用的。
也就是说,在一个电路中,如果只有静电力的作用,正电荷只能从高电势的正极移向低电势的负极,而不能再返回到正极,电流就不能持续。
为了在电路中维持一个恒定电流,除了静电力的作用外,必须要有“非静电力”施予电荷。
在电源内部,非静电力能使正电荷逆着电场力的方向运动,从低电势的负极移到高电势的正极。
这样才能在闭合的电路中形成持恒定电流。
这跟水泵把水从地势低处抽到地势高处的抽水作用的道理一样。
如图3(b)所示,重力的作用只能使水从地势高处流向地势低处,要使水流能够持续不断地循环流动,必须靠水泵提供的“非重力”抽水作用,把水从地势低处抽到地势高处。
这时指出,电源内部的“非静电力”与水泵抽水的“非重力”非常相似。
正是电源内部存在的“非静电力”,不断地把电荷从电源负极经电源内部移到电源正极,从而在电路中形成恒定电流。
二、电源的电动势
对于电源的电动势,关键是理解好上述第一种类比中的“推举力”和第二种类比中水泵抽水的“非重力”。
这也是进一步理解电动势概念的关键所在。
要在一个闭合电路中维持恒定电流,必须通过非静电力非的作用,才能源源不断地把正电荷从电源负极经电源内部“搬运”到电源正极。
电源就是提供这种非静电力的装置。
电源对电荷的这种“搬运”能力,即非静电力的做功本领,是一个表征电源特征的物理量,称为电源的电动势。
电动势是一个表征电源特征的物理量。
定义为把单位正电荷从负极通过电源内部移到正极时,非静电力所作的功。
常用符号ε(也可用E)表示,单位是伏(V)。
若非移送电量为q的电荷所作的功为非,那么非/q。
ε是一个标量,为了电路分析方便,通常规定ε的参考方向为从负极经电源内部指向正极。
在一个闭合电路中,非静电力和静电力是矛盾的两个方面,两者同处于一个闭合电路中,它们即相互依存,又相互斗争,结果在电路中维持一个恒定电流。
在电源的内部,非静电力克服静电力作功,把其它形式的能(如化学能)转换成电能;在外电路上,静电力驱动电荷定向移动,把从电源获得的能量经负载又转换为别种形式的能(如热能、光能等)。
若从力的角度分析,在一个闭合电路中,电源就是能够提供非静电力的装置。
若从能量转换的角度分析,电源就是能够为电路提供电能的装置。
电源实际上就是一种换能器,电源提供的电能是从其他形式的能量通过非静电力对电荷作功转化而来的。
不同的电源,形成非静电力的原因不同,能量转换的形式也不同。
这里所谓的“非静电力”,是指它在本质上不同于静电力。
在不同的场合里,这种非静电力具有不同的本质。
例如,在干电池中,非静电力是指与离子的溶解和沉积过程相联系的化学作用,这可称之为“化学力”;又如,在通常的发电机中,非静电力是指导线在磁场中作切割磁感线运动时导线中自由电荷所受到的洛仑兹力。
在掌握了非静电力和电动势的概念后,从能量转换和守恒的观点出发,即可以方便地推导出闭合电路的欧姆定律。
设在时间t内,电流所作的功这个能量是靠电源提供的,应当有非。
又因为非=εq=εIt,所以。
由此,立即可得
I=εR+r。
这就是闭合电路欧姆定律。