高中物理电动势课件
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高中物理人教版选修3-1课件：2.2 电动势
3．电动势的大小：在电源的内部从负极到正极移送单位正 电荷非静电力做功的数值．一定要注意必须是“单位正电 荷”，而不是“任意电荷”．
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
电动势
例 1 关于电动势E的说法中
正确的是( BC )
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
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
二、电动势与电路中能量转化的有关计算
电动势
区别电动势与电势差，理解电路中能量的转化：
1．电动势和电势差虽然单位相同——都是伏特(V)；
定义式U＝ W
别．
q
、 EW＝
q
类似，但二者有本质的区
电势差反映电场力做功，将电势能转化为其他形式的能；
而电动势反映非静电力做功，将其他形式的能转化为电能． 能的转化方向不同． 2．电动势等于电源未接入电路时两极间的电势差
预习导学
电动势
一、电源
1. 其他形式的能 电势能 2. 正极 负极 非静电力 增加 静电力 正极 负极
3 . 化学 化学能 电磁 机械能
二、电源的参数——电动势、内阻
1.（1）本领 电动势
（2）非静电力 1C 电荷q
（3）非静电力 无关 无关 （4）相同 伏特
2 . （1）内阻
想一想：如图所示是不同型号的干电池，其电动势都是1.5 V，这说明什么问题？用久了的干电池，它的内阻会变吗？
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
电动势
例 1 关于电动势E的说法中
正确的是( BC )
A.电动势E的大小，与非静电
高中物理_感生电动势和动生电动势1课件_新人教版选修3-2
电磁感应现象的两 类情况
感生电动势和动生电动势
【复习回顾】
1、什么是电源？什么是电动势？ 2、楞次定律
穿过闭合回路磁通量发生了变化，回路中产生感应 电动势。产生感应电动势那部分导体相当于电源， 哪一种作用扮演了非静电力的角色呢？
法拉第电磁感应定律指出，当穿过闭 合回路的磁通量发生变化时，回路中就要 产生感应电动势。 穿过闭合回路的磁通量发生变化的方式实质为 两类： I、闭合回路面积不变，磁场随时间变化。 II、磁场不变，闭合回路的面积随时间变化。
感生电场方向就是感应电流方向, 判断方法:楞次定律
感生电场与静电场的区别 静电场 E0 起源 由静止电荷激发 电场线为非闭合曲线 电 场 线 形 状 静电场为有源场 Ek 感生电场为无源场 感生电场 Ek 由变化的磁场激发 电场线为闭合曲线
有共性：具有场物质形式的所有 共性；均对电荷有力的作用，且场 强定义相同；
+ + +
× × ×
× ×
动生电动势是 导体中的自由 电荷在磁场中 受到洛仑兹力 作用的结果。
× × ×
v
× × ×
_ _ _
f
× ×
动生电动势 特 点 原 因 非的 静来 电源 力 方 向 磁场不变，闭合电路的整 体或局部在磁场中运动导 致回路中磁通量的变化 由于S的变化引起 回路中变化 非静电力就是洛仑兹力， 由洛仑兹力对运动电荷 作用而产生电动势
感生电动势 闭合回路的任何部分都不 动，空间磁场发生变化导 致回路中磁通量变化 由于B的变化引起 回路中变化 变化磁场在它周围空间激发 涡旋电场，非静电力就是感 生电场力，由感生电场力对 电荷作功而产生电动势
楞次定律或右手定则
楞次定律判断
例：如图，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行 金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和 P 之间接有阻值为R＝ 3.0Ω的定值电阻，导体棒ab长＝ 0.5m，其电阻为r ＝1.0Ω ，与导轨接触良好.整个装置 处于方向竖直向上的匀强磁场中，B＝0.4T。现使ab以v ＝10m／s的速度向右做匀速运动。 （1）a b哪点电势高? a b两点间的电压多大？ （2）维持a b做匀速运动的外力多大？ （3）a b向右运动1m的过程中，外力做的功是多少？电路 中产生的热量是多少？ N a
感生电动势和动生电动势
【复习回顾】
1、什么是电源？什么是电动势？ 2、楞次定律
穿过闭合回路磁通量发生了变化，回路中产生感应 电动势。产生感应电动势那部分导体相当于电源， 哪一种作用扮演了非静电力的角色呢？
法拉第电磁感应定律指出，当穿过闭 合回路的磁通量发生变化时，回路中就要 产生感应电动势。 穿过闭合回路的磁通量发生变化的方式实质为 两类： I、闭合回路面积不变，磁场随时间变化。 II、磁场不变，闭合回路的面积随时间变化。
感生电场方向就是感应电流方向, 判断方法:楞次定律
感生电场与静电场的区别 静电场 E0 起源 由静止电荷激发 电场线为非闭合曲线 电 场 线 形 状 静电场为有源场 Ek 感生电场为无源场 感生电场 Ek 由变化的磁场激发 电场线为闭合曲线
有共性：具有场物质形式的所有 共性；均对电荷有力的作用，且场 强定义相同；
+ + +
× × ×
× ×
动生电动势是 导体中的自由 电荷在磁场中 受到洛仑兹力 作用的结果。
× × ×
v
× × ×
_ _ _
f
× ×
动生电动势 特 点 原 因 非的 静来 电源 力 方 向 磁场不变，闭合电路的整 体或局部在磁场中运动导 致回路中磁通量的变化 由于S的变化引起 回路中变化 非静电力就是洛仑兹力， 由洛仑兹力对运动电荷 作用而产生电动势
感生电动势 闭合回路的任何部分都不 动，空间磁场发生变化导 致回路中磁通量变化 由于B的变化引起 回路中变化 变化磁场在它周围空间激发 涡旋电场，非静电力就是感 生电场力，由感生电场力对 电荷作功而产生电动势
楞次定律或右手定则
楞次定律判断
例：如图，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行 金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和 P 之间接有阻值为R＝ 3.0Ω的定值电阻，导体棒ab长＝ 0.5m，其电阻为r ＝1.0Ω ，与导轨接触良好.整个装置 处于方向竖直向上的匀强磁场中，B＝0.4T。现使ab以v ＝10m／s的速度向右做匀速运动。 （1）a b哪点电势高? a b两点间的电压多大？ （2）维持a b做匀速运动的外力多大？ （3）a b向右运动1m的过程中，外力做的功是多少？电路 中产生的热量是多少？ N a
高中物理选修3-1人教版2-2电动势
点拨：这种认识是错误的，电动势与电势差是两个不同 的物理量
①它们的定义、物理含义不同(见上面电势差与电动势的 比较)
②它们的决定因素不同：电势差取决于电场本身，在电 路中两点间的电势差取决于电路的特点，电动势取决于电源 本身，与其他因素无关。
另外，这两个物理量的测量方法也是不同的，这将在后 面进行讨论。
知识体系构建
重点难点突破
一、正确理解非静电力 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。
考点题型设计
对电动势的理解
(2012·镇江高二检测)关于电动势下列说法中正确 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，移送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 移送单位电荷量做的功越多
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
解析：电源是将其他形式的能量转化为电能的装置，是 通过电源内部的非静电力做功来完成的，所以非静电力做功， 电能就增加，A 正确；电源电动势是反映电源把其他形式的 能转化为电能本领大小的物理量，电动势在数值上等于移送 单位电荷量非静电力所做的功，不能说电动势越大，非静电 力做功越多，也不能说电动势越大，移送的电荷量越多，C 正确，B、D 错误。
答案：1.2 600 20 充电时间和充电电流
①它们的定义、物理含义不同(见上面电势差与电动势的 比较)
②它们的决定因素不同：电势差取决于电场本身，在电 路中两点间的电势差取决于电路的特点，电动势取决于电源 本身，与其他因素无关。
另外，这两个物理量的测量方法也是不同的，这将在后 面进行讨论。
知识体系构建
重点难点突破
一、正确理解非静电力 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。
考点题型设计
对电动势的理解
(2012·镇江高二检测)关于电动势下列说法中正确 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，移送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 移送单位电荷量做的功越多
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
解析：电源是将其他形式的能量转化为电能的装置，是 通过电源内部的非静电力做功来完成的，所以非静电力做功， 电能就增加，A 正确；电源电动势是反映电源把其他形式的 能转化为电能本领大小的物理量，电动势在数值上等于移送 单位电荷量非静电力所做的功，不能说电动势越大，非静电 力做功越多，也不能说电动势越大，移送的电荷量越多，C 正确，B、D 错误。
答案：1.2 600 20 充电时间和充电电流
高中物理动生电动势和感生电动势
动生电动势和感生电动势法拉第电磁感应定律：只要穿过回路的磁通量发生了变化，在回路中就会有感应电动势产生。
而实际上，引起磁通量变化的原因不外乎两条：其一是回路相对于磁场有运动；其二是回路在磁场中虽无相对运动，但是磁场在空间的分布是随时间变化的，我们将前一原因产生的感应电动势称为动生电动势，而后一原因产生的感应电动势称为感生电动势。
注意:动生电动势和感生电动势的名称也是一个相对的概念，因为在不同的惯性系中，对同一个电磁感应过程的理解不同：（1）设观察者甲随磁铁一起向左运动:线圈中的自由电子相对磁铁运动，受洛仑兹力作用，作为线圈中产生感应电流和感应电动势的原因。
－动生电动势。
（2）设观察者乙相对线圈静止:线圈中的自由电子静止不动，不受磁场力作用。
产生感应电流和感应电动势的原因是运动磁铁（变化磁场）在空间产生一个感应（涡旋）电场，电场力驱动使线圈中电荷定向运动形成电流。
－感生电动势一、动生电动势导体或导体回路在磁场中运动而产生的电动势称为动生电动势。
动生电动势的来源:如图，运动导体内每个电子受到方向向上的洛仑兹力为：；正负电荷积累在导体内建立电场；当时达到动态平衡，不再有宏观定向运动，则导体 ab 相当一个电源，a 为负极（低电势），b 为正极（高电势），洛仑兹力就是非静电力。
可以使用法拉第定律计算动生电动势：对于整体或局部在恒定磁场中运动的闭合回路，先求出该回路的磁通F 与t 的关系，再将对t 求导，即可求出动生电动势的大小。
（2）动生电动势的方向可由楞次定律确定。
二、感生电动势处在磁场中的静止导体回路，仅仅由磁场随时间变化而产生的感应电动势，称为感生电动势。
感生电场:变化的磁场在其周围空间激发一种电场，称之为感生电场。
而产生感生电动势的非静电场正是感生电场。
感生电动势: 回路中磁通量的变化仅由磁场变化引起，则电动势为感生电动势 .若闭合回路是静止的，它所围的面积S 也不随时间变化。
感生电场与变化磁场之间的关系:（1）变化的磁场将在其周围激发涡旋状的感生电场，电场线是一系列的闭合线。
高中物理直流电路4电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律课件教科选修31
势升高．
(√ )
(2)在闭合电路中，当外电路断开时，路端电压等于零；当外电
路短路时，电路中的电流无穷大．
(× )
(3)I＝R＋E r、E＝IR＋Ir 只适用于外电路为纯电阻的闭合电路，
而 U 外＝E－Ir、E＝U 外＋U 内适用于任意的闭合电路．
(√ )
(4)在闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大．
思路点拨：①理想电压表V1、V2、V3分别测量哪部分电压． ②理想电流表A测干路中的电流．
ACD [理想电压表V1、V2、V3分别测量定值电阻两端的电压、 路端电压、滑动变阻器两端的电压，理想电流表A测量干路中的电
流．滑动变阻器滑片向下滑动，连入电路的阻值变小，根据闭合电路
欧姆定律可知，干路中的电流增大，A示数增大，内电压增大，路端
电阻
电源
U-I 图像
研究对象
对某一固定电阻而言，两 对电源进行研究，
端电压与通过的电流成正 路端电压随干路电
比关系
流的变化关系
图像的物理意义
表示导体的性质 R 表示电源的性质，图线与纵轴
＝UI ，R 不随 U 与 I
的交点表示电源电动势，图线 斜率的绝对值表示电源的内
的变化而变化
阻
联系
电源的电动势和内阻是不变的，正是由于外电阻 R 的变化才会引起外电压 U 外和干路电流 I 的变化
【例 1】 如图所示电路中，电源电动势 E＝12 V，内阻 r＝2 Ω， R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，R3＝3 Ω.
(1)若在 C、D 间连一个理想电压表，其读数是多少？ (2)若在 C、D 间连一个理想电流表，其读数是多少？
思路点拨：C、D 间接接入入理理想想→→短断路路→→RR23与中R无3并电联流
人教版高中物理选修3-2课件：感生电动势与感生电场(共21张PPT)
e2 =
S 2D B Dt
e=e1
+e2
+...=
S总DB Dt
感生电动势与封闭曲线的形状无关
边长为a的正方形磁场外的
感生电场是圆形的吗？
P
不是
感生电场的方向与磁场 的边界有关
Q 其感生电动势是否是
a 2D B x=
Dt
是
感生电动势的大小与磁场形状无关
a
c
d
b
感生电场与外磁场有关
闭合回路的感生电动势 与外磁场的变化无关
3+p)R2gk 4 12
O
Pq R R
a
b
e 求感应电动势 a b
方法二、利用感生电场求电动势
圆内P处的感生电场为：
kpr2 1
E=
= kr
2pr 2
c
r = 3R
2 cos q
Ex = Ecosq=
3kR 4
常量
eba =
3 kR 2 4
对与bc段，可用等效法
O
C’
Pq R R
a
b
相当于bc’的电动势
涡旋电场力充当非静电力
你认为圆 形磁场的 涡旋电场 是什么样 的？
你认为圆 形磁场的
P 涡旋电场 是什么样 的？
（1）圆形磁场离中心r处感生电场强度：
E = e =（S DB ） 1
2pr
Dt 2pr
（2）感生电场不是静电场，
不是由电荷产生，而是由变
化的磁场产生，无源场
（3）感生电场是封闭的
（4）感生电场是非保守力场， 无电势的概念
ecb
=
p kR 2 12
c
eca
高中人教版物理选修3-1课件：第2章-2-电动势-
二、电动势和内阻 1．电动势 (1)定义：非静电力把正电荷从负极搬运到正极所做的功 跟被搬 运的电荷量的比值。
(2)公式：E＝Wq 。 (3)单位： 伏特，用符号“V”表示。
(4)物理意义：电动势的大小反映了电源将其他形式的能转化为 电能 的本领，电动势大，表示电源的 转化本领大。
(5)大小：从做功角度，其数值等于非静电力把 1 C 的正电荷 在电源内部从负极搬运到正极所做的功。
A [无论电源内部还是外部，电场都是由正极指向负极，故A 错误；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。]
对电动势的理解 1.概念理解 (1)电源的种类不同，电源提供的非静电力性质不同，一般有化 学力、磁场力(洛伦兹力)、涡旋电场力等。 (2)不同电源把其他形式的能转化为电能的本领是不同的。电动 势在数值上等于非静电力将1 C正电荷在电源内从负极搬运到正极 所做的功，也就是1 C的正电荷所增加的电势能。
2．有关电动势的说法中正确的是( ) A．当电路中通过1 C电荷量时，电源消耗的其他形式能的数值 等于电源电动势的数值 B．电源提供的电能越多，电源的电动势越大 C．电源的电动势越大，也就是电源内储存的电荷越多 D．电源的电动势反映了电源将电能转化为其他形式的能的本 领
A [电动势在数值上等于将1 C正电荷在电源内从负极移到正极时 非静电力做的功，当电路中通过1 C电荷量时，电源消耗的其他形式能 的数值等于电源电动势的值，故A正确。电动势表征电源把其他形式 的能转化为电能的本领大小，电动势在数值上等于将1 C正电荷在电源 内从负极移到正极时非静电力做的功，与电源提供的电能的多少无 关，与电源内部储存的电能的多少无关，电动势越大的电源，将其他 形式的能转化为电能的本领越大，故B、C、D错误。]
高中物理课件 测量电源的电动势和内阻
(1)若考虑电流表、电压表内阻的影响，现希望能准确地测出这节干电池的电 动势和内阻，则应选择__________(选填“甲”或“乙”)电路进行实验.为了 调节方便，则滑动变阻器应该选择________(选填“R1”或“R2”)。 (2)在进行了正确的选择和操作后，某同学通过调节滑动变阻器的滑片得到两 组电流表与电压表的示数，分别为U1=1.0 V，I1=0.3 A；U2=0.7 V，I2=0.5 A。 由此可求得该干电池的电动势E=________V，内阻r=________Ω。
1
2
3
4
5
6
U/V
I/A
4.断开开关，整理好器材。
【思考·讨论】 若使用旧电池进行该实验时，发现路端电压U随电流I变化仍不明显，用什么 方法可以使这个变化更明显一些。 提示：如图所示给电源串联一个定值电阻，既作为保护电阻，又可以增加电 源的等效内阻，使电压表的示数有明显的变化。
【数据的分析与处理】
类型二 创新型实验
【典例3】根据闭合电路欧姆定律，用图甲所示的
电路可以测定电池的电动势和内电阻。图中R0是 定值电阻，通过改变R的阻值，在1、2位置处接一
电压传感器，可直接显示R0两端的对应电压U12。 对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目 的。根据实验数据，在 1 -R坐标系中描出坐标点，
三、实验原理与设计 1.伏安法： (1)原理图
(2)主方程：E=U+Ir。 (3)主要器材：滑动变阻器、电流表、电压表。 (4)实验设计：通过调节滑动变阻器，只需测出U、I的两组数 据，就可以列出两个关于E、r的方程，从而解出E、r。
2.安阻法： (1)原理图
(2)主方程：E=IR+Ir。 (3)主要器材：电阻箱、电流表。 (4)实验设计：通过调节电阻箱，只需测出R、I的两组数据，就可以列出 两个关于E、r的方程，从而解出E、r。
教科版高中物理选修3-1第二章第4节电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律(37张ppt)
第二章 直流电路
2.4 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律
电源
1.能把自由电子从正极搬到负极的装置.
2.作用:保持导体两端的电势差(电压),
使电路有持续的电流.
--
+++
+ A-+
++ +
P
-
___
_ B _
___
-
电源的电动势和内阻
+_
一、电源〔从能量的角度看〕
1.概念：电源是一种把其它形式能转化为电势能的 装置
内电路与外电路中的总电流是相同的.
5.电路中的电势变化情况
〔1〕在外电路中，沿电流方向电势降低。 〔2〕在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向电 势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势“跃升〞。dcabac d
b
电路中电势降落关系
E
E
r
R
S
结论：E = U外+ U内
U内 U外
电流+
电动势
+
ab
dc
a
b
a
c d
b
4
二、闭合电路欧姆定律
１、对纯电阻电路
EI(Rr) 即I E Rr
２、表述：在外电路为纯电阻的闭合电路 中，电流的大小跟电源的电动势成正比， 跟内、外电路的电阻之和成反比。
I E Rr
EIRIr或I E Rr
说明：
1、U 外 IR 是外电路上总的电势降落， 习惯上称路端电压〔外电压〕，是电源 加在负载〔用电器〕上的“有效〞电压。
经典例题
例1.在如下图的电路中，电源的电动势为1.5V， 内阻为0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω， 求电路 中的电流和路端电压.
2.4 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律
电源
1.能把自由电子从正极搬到负极的装置.
2.作用:保持导体两端的电势差(电压),
使电路有持续的电流.
--
+++
+ A-+
++ +
P
-
___
_ B _
___
-
电源的电动势和内阻
+_
一、电源〔从能量的角度看〕
1.概念：电源是一种把其它形式能转化为电势能的 装置
内电路与外电路中的总电流是相同的.
5.电路中的电势变化情况
〔1〕在外电路中，沿电流方向电势降低。 〔2〕在内电路中，一方面，存在内阻，沿电流方向电 势也降低；另一方面，沿电流方向存在电势“跃升〞。dcabac d
b
电路中电势降落关系
E
E
r
R
S
结论：E = U外+ U内
U内 U外
电流+
电动势
+
ab
dc
a
b
a
c d
b
4
二、闭合电路欧姆定律
１、对纯电阻电路
EI(Rr) 即I E Rr
２、表述：在外电路为纯电阻的闭合电路 中，电流的大小跟电源的电动势成正比， 跟内、外电路的电阻之和成反比。
I E Rr
EIRIr或I E Rr
说明：
1、U 外 IR 是外电路上总的电势降落， 习惯上称路端电压〔外电压〕，是电源 加在负载〔用电器〕上的“有效〞电压。
经典例题
例1.在如下图的电路中，电源的电动势为1.5V， 内阻为0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω， 求电路 中的电流和路端电压.
高中物理选修3-1-电动势
电动势知识集结知识元电动势知识讲解电源和电动势1．电源（1）电源能维持电路中稳定的电流，是因为它有能力把来到负极的正电荷经过电源内部不断地搬运到正极。
（2）电源内部和外部都存在着由正极指向负极的电场。
在电源内部的电场中正电荷所受的静电力阻碍它向正极的移动，要使正电荷向正极移动，就一定要有非静电力作用于电荷才行，这种非静电力会使在电源内部的正电荷由负极向正极移动，此时非静电力做正功，静电力做负功，电荷的电势能增大。
（3）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。
2．电源的作用（1）维持电源的正、负极间有一定的电势差。
（2）在闭合电路中，使导线中的自由电子发生定向移动，保持恒定的电流。
3．对电源作用的理解（1）电源在电路中的作用可与生活中抽水机的作用类比便于理解。
如图所示，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，从水池A运动到水池B。
A、B之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流。
但若在水池A、B间连一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，保持A、B之间的高度差，从而在水管中就有源源不断的水流了。
电源在电路中的作用就是不断地将流到负极的正电荷搬运到正极，从而保持正负极间有一定的电势差，电路中便有持续的电流。
（2）从能量转化的角度来看，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形式的能。
如图当抽水机将B中的水抽到A中的过程中，要克服水的重力做功，将其他形式的能转化为水的势能。
同理在电源内部如图，由于存在由正极指向负极的电场，当把正电荷由负极搬运到正极的过程中，就要有非静电力作用于电荷来克服电场力做功，使电荷的电势能增加，即从能量转化来看，电源是把其他形式的能转化为电能的装置。
4．电动势（1）物理意义：表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。
（2）定义：电动势指在电源内部，非静电力把正电荷由负极移送到正极，非静电力所做的功W与q的比值，用E表示。
高中物理-电动势
电动势电动势的概念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。
电动势的概念如下：什么是电动势呢？我们规定，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，称之为电动势。
这种作用来源于相应的物理效应或化学效应，通常还伴随着能量的转换，一般总是出现在电源中的。
对电源来说，我们定义电源的电动势：等于单位电荷量运行一个回路过程中非静电力所做的总功的大小。
电动势的公式描述：E=W/q（E为电动势）【注意，q是参与回路流动的总电荷数量，而不是某个小球带电的多少。
】电动势大表示什么意思？同样流过1个单位的电荷，不同的电源做功的能力是不同的。
举例如下：（1）一个1.5v的电源，表示的意思就是流过1C的电荷，电源做功为1.5J。
（2）一个20v的电源，表示的意思就是流过1C的电荷，电源做功为20J。
因为电流在导体中(超导体除外)流动时要消耗能量，这个能量必须由产生电动势的能源（电池）补偿。
电动势的基本公式电动势的基本公式是：E=W/q式中，E为电动势；W为非静电力所做的总功；q为做功过程中转移的电荷量；电动势与非静电力做功经常有学生这样问王尚老师，为什么必须是非静电力做功呢？请同学们基于能量守恒来理解这个问题。
电动势大表示什么意思？同样流过1个单位的电荷，不同的电源做功的能力是不同的。
举例如下：（1）一个1.5v的电源，表示的意思就是流过1C的电荷，电源做功为1.5J。
（2）一个20v的电源，表示的意思就是流过1C的电荷，电源做功为20J。
电动势使电源两端产生电压，是形成电流的“动力源泉”。
为什么要非静电力做功？这是相对于电力做功来说的，电力做功，指的是外电路中。
从能量守恒角度来分析，电源的内部必须有其他形式的能量（一般是化学能）转化为电能（电动势），然后在通过电路对外做功（比如让电阻产生热量）；这是外电压部分干的活儿。
电动势的理解我们可以借助恒定电路章节中闭合电路欧姆定律来进一步理解电动势这个概念。
2020-2021学年高中人教版物理选修3-1课件：2.2 电动势
试分析回答:
(1)小球沿滑梯滚下的过程,可以类比电源在闭合电路 中的哪一个过程? 提示:可以类比为在外电路电场力做正功将电能转化为 其他形式的能的过程。
(2)小朋友不断将小球从地面搬到滑梯上的过程,可以 类比为电源在闭合电路中的哪一过程? 提示:可以类比为在电源内部非静电力做功将其他形式 的能转化为电能的过程。
主题二 对电动势的理解 【问题探究】日常生活中我们经常接触到各种各样的 电源,如图所示的干电池、手机电池,它们有的标有 “1.5 V”字样,有的标有“3.7 V”字样。
(1)如果把1 C的正电荷分别从1.5 V和3.7 V的干电池
的负极移到正极,非静电力分别做了多少功? 提示:根据电动势表达式E= W 可知W=qE,所以非静电力
(1)定义: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,即非静电力所 做的功W与移送_电__荷__q_的比值,用E表示,E= W 。
q
(2)物理意义:反映电源_非__静__电__力__做__功__本领大小的物理
量。
(3)单位:与电势、电势差的单位_相__同__,为_伏__特__。
q
分别做了1.5 J和3.7 J的功。
(2)两次电势能增加多少? 提示:根据功能关系知两次电势能分别增加了1.5 J和 3.7 J。 (3)哪个电池做功本领大? 提示:根据电动势的物理意义知3.7 V的干电池做功本 领大。
【探究总结】 1.E= W 是电动势的定义式而不是决定式,E的大小与W
q
和q无关,是由电源自身的性质决定的,电动势不同,表
【探究总结】 1.从力的角度看:在外电路中,电荷在电场力的作用下 定向移动形成电流;在电源内部,电荷通过非静电力的 作用实现定向移动形成电流。 2.从能量的角度看:电源通过非静电力做功把其他形式 的能转化为电能,实现能量转化。电源既不创造能量, 也不创造电荷。
高中物理沪科版 必修第三册 电源电动势及内阻的测量 课件
10.6电源电动势 及内阻的测量
实验目的:
（1)掌握用电压表和电流表电阻箱测定电源电动势和内阻的方法； (2)学会用U-I图线处理数据的方法；
（3）尝试进行电源电动势和内阻测量误差的分析，了解测量中减小误差的方法．
一、引入新课 在前面的学习中，我们知道电池本身也存在电阻，也知道用伏安法可
以测量灯泡的电阻，那么如何测量电池的内阻呢？ 今天我们来学习伏安法测定电源的电动势和内阻。
• F．电流表(0～0.6 A)
• G．电流表(0～3 A)
• 其中电流表应选______，电压表应选______．(填字母代号)
• (2)根据图乙读出电池的电动势E＝________V，电池的内阻r＝ ______Ω .
方法二、电表与电阻箱测量法（安阻法） 实验原理1：外电路为电阻箱，由E=U+Ir可得E=IR+Ir，测出通过电阻箱
二、讲授新课
实验一：电压表、电流表测量 1、实验原理：E＝U＋Ir
需要测出U、I的值，有两个未知数，所以至少要测量两组数据，得 到两个方程,从中解出E和r。 2、实验电路：
E＝U1＋I1r E＝U2＋I2r
3、实验器材要求
滑动变阻器：阻值较小的,最大阻值10～20Ω
电压表：0～3V
电流表：0～0.6A 开关和导线
•
B．电流表(量程：0～3 A，RA＝0.6 Ω)
•
C．电压表(量程：0～3 V，RV＝5 kΩ)
•
D．电压表(量程：0～15 V，RV＝10 kΩ)
• E．滑动变阻器(0～10 Ω，额定电流1.5 A)
• F．滑动变阻器(0～2 kΩ，额定电流0.2 A)
• G．待测电源(一节一号干电池)、开关、导线若干
实验目的:
（1)掌握用电压表和电流表电阻箱测定电源电动势和内阻的方法； (2)学会用U-I图线处理数据的方法；
（3）尝试进行电源电动势和内阻测量误差的分析，了解测量中减小误差的方法．
一、引入新课 在前面的学习中，我们知道电池本身也存在电阻，也知道用伏安法可
以测量灯泡的电阻，那么如何测量电池的内阻呢？ 今天我们来学习伏安法测定电源的电动势和内阻。
• F．电流表(0～0.6 A)
• G．电流表(0～3 A)
• 其中电流表应选______，电压表应选______．(填字母代号)
• (2)根据图乙读出电池的电动势E＝________V，电池的内阻r＝ ______Ω .
方法二、电表与电阻箱测量法（安阻法） 实验原理1：外电路为电阻箱，由E=U+Ir可得E=IR+Ir，测出通过电阻箱
二、讲授新课
实验一：电压表、电流表测量 1、实验原理：E＝U＋Ir
需要测出U、I的值，有两个未知数，所以至少要测量两组数据，得 到两个方程,从中解出E和r。 2、实验电路：
E＝U1＋I1r E＝U2＋I2r
3、实验器材要求
滑动变阻器：阻值较小的,最大阻值10～20Ω
电压表：0～3V
电流表：0～0.6A 开关和导线
•
B．电流表(量程：0～3 A，RA＝0.6 Ω)
•
C．电压表(量程：0～3 V，RV＝5 kΩ)
•
D．电压表(量程：0～15 V，RV＝10 kΩ)
• E．滑动变阻器(0～10 Ω，额定电流1.5 A)
• F．滑动变阻器(0～2 kΩ，额定电流0.2 A)
• G．待测电源(一节一号干电池)、开关、导线若干
高中物理2.4 电源的电动势和内阻-闭合电路欧姆定律(共34张PPT)
1.38 0.12
1A
例2：如图，E=6V，r=4Ω，R1=2Ω，R2的变化 范围是0－10Ω。求：
①电源的最大输出功率；
②R1上消耗的最大功率； ③R2上消耗的最大功率。
R2 R1
Er
① 2.25W；② 2W；③ 1.5W。
例 3 、 在 所 示 的 电 路 中 ， R1=14.0Ω ， R2=9.0Ω ，
内电阻：内电路的电阻，通常就是电源 的内阻.
闭合电路：外电路和内电路构成
在外电路中，电流方向由正极流向负极， 沿电流方向电势降低。
在内电路中，即在电源内部，通过非静电 力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流 方向为负极流向正极。
内电路与外电路中的总电流是相同的。
三、闭合电路的欧姆定律
1、内电压：电流流过内电阻 r，产生的电势降落Ir等于内 电阻r两端的电压，因此也把 Ir称为电池的内电压U′，即 U′=Ir。 2、路端电压：在电源外部，电流由电源正极 流向负极，在外电路上也有电势降落IR，习 惯上把他称为路端电压或外电压U,即U=IR。
例1、 如下图电路，电源电动势为1.5V，内阻为 0.12Ω ，外电路的电阻为1.38Ω ，求电路中的电流 和路端电压。
解：由题意知，电动势E=1.5 V， 外电阻R=1.38 Ω，内阻r=0.12 Ω. 由闭合电路欧姆定律得：
I E
路端电压为
Rr
U = IR=1×1.38 V
1.5
A
=1.38 V
为 1.8 V，求电源的内阻． 解析：通过电阻 R 的电流为 I＝UR＝19.8 A＝0.2 A
由闭合电路欧姆定律 E＝U＋Ir，得电源的内阻 r＝E－I U＝
2－1.8 0.2
Ω＝1 Ω.
高二物理电动势1
负功 正功
干电池
发电机
非静电力是化学作用
非静电力是电磁作用
7、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、电源的概念（从能量的角度看）
电源:是通过非静电力做功 把其它形式的能转化为电势能的装置. 思考 1、根据电源的作用，可以把电源与我们生活 中的什么物体类比？ 2、不同的电源中，非静电力做功的本领相同 吗？
I nqsv
n为单位体积内自由电荷个数 S为导体横截面积
v为自由电荷定向移动速率 q为每个自由电荷的电量
+
_
电源的作用:把电子从A搬运到B的装置 保持导体两端的电压(电势差), 使电路有持续的电流.
+ + + A + + + + + _ _ _ B _ _ _ _
_
P
电源内部是什么力把电子从A搬运到B呢?
讨论：电动势E与电压U的区别? 1、两个公式中W分别表示什么力做功?
W 中，W表示电源内部非静电力做的功 E= q
W U q
中，W表示电源外部电场力做的功
2、能量是如何转化的?
W U q
W E= q
其它形式能转化为电势能 E反映电源的特性 电势能转化为其它形式能 U反映电场的特性
做一做
调查常用可充电电池
按电极材料 分类 举例 适用设备
填写调查表
举例 适用设备
常用可充电电池调查表
按电解液性质 分类
可充电电池在充电时要注意什么？ 注意事项一： 注意事项二： 注意事项三： 注意事项四：
课堂练习
1、关于电动势，下列说法正确的是： AC
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一、电源的作用
从能量的角度看电源也 是通过非静电力做功把其 他形式的能转化为电能的 装置。
思考
1、根据电源的作用，可以类比与我们 生活中的什么物体？ 电源移动电荷，增加电荷的电势 能，这与抽水机抽水增加水的重力势 能很相似。不同的抽水机工作时，水 能够被举起的高度有所不同，即单位 质量的水所增加的重力势能不同。
பைடு நூலகம்
2.2 电 动 势
复习：电源
1.定义：
能把自由电子从正极搬到负极的装置.
2.作用：
使导体（或电路）两端保持一定的电势 差(电压),在电路中保持持续的电流.
1、在导线中，电场方向 是怎样的？ 2、正电荷在导线中如何 移动？电流方向是怎样的？
+
+
正极
负极
电源 3、电源正极的正电荷会不断流向负极，电源两极间 的电压怎样变化？电源在这的作用是什么？在电源内 部电场是怎样的？电源内部的电流方向如何？ 4、电源把正电荷从电源的负极搬到正极，电场力做 正功还是负功？正电荷又是如何从负极到正极的？ 5、什么力来克服电场力做功？从能量的角度看，电 源的作用是什么？
2、不同的电源中，非静电力做功的本 领相同吗？
与抽水机工作类似，在不同的电源中， 非静电力做功的本领也是不同的：把一定 数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正 极，在某些电源中非静电力做较多的功， 电荷的电势能增加得比较多；而在另一些 电源中，非静电力对同样多的电荷只做较 少的功，电势能的增加也较少。物理学中 用电动势来表明电源的这种特性。
区别：
电动势与电势差（电压）是容易混 淆的两个概念。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。
例题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
二、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。 2.公式： E W q 3.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。
3、单位：伏特 V 1V=1J/C
4、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、标量
例题2
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
说明：
电动势是用比值法定义的物理量， 是由电源中非静电力的特性决定的， 是电源本身的属性，取决于电池正、 负极材料及电解液的化学性质,与移送 的电荷量和所做的功无关，跟电源的 体积、接入的外电路亦无关.
例题3
电子点火器用的是1号干电池，袖珍收音 机用的是7号干电池，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？
例题4
手电筒中的干电池给小灯泡供电时，电流 为0.3A，在某次接通开关的10S内，一节干 电池中有多少化学能转化为电能？
思考与讨论
某个电动势为E的电源工作时，电流为I， 乘积EI的单位是什么？从电动势的意义来考 虑，EI表示什么？ 如果E=3V，I=2A，请具体说明EI的含义。
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
三、生活中的电池
太阳电池 干电池
铅蓄电池 锌汞电池
锂电池
影响电源大小的参数
电动势 内阻:
电池的容量 电池放电时能输出的总电荷量，通 : 常以安培小时（A· h）或毫安小时（mA · h） 做单位。
内阻、电动势和容量同为电源的重要参数