高中物理第二章恒定电流第2节电动势教学案人教版11
高中物理第二章恒定电流第2讲电动势学案新人教选修
电动势[ 目标定位 ] 1. 知道电源是将其余形式的能转变为电势能的装置.2. 认识电路中自由电荷定向挪动的过程中,静电力和非静电力做功与能量转变的关系.3. 认识电源电动势的基本含义,知道它的定义式.认识电源的内阻.一、电源1.观点:经过非静电力做功把其余形式的能转变为电势能的装置.2.电源的工作原理如图 1 所示,因为电源正、负极总保持必定数目的正、负电荷,因此电源内部总存在着由正极指向负极的电场.电源把正电荷从负极搬运到正极的过程中,非静电力在做功,使电荷的电势能增添.在外电路,也存在着由正极指向负极的电场,正电荷在静电力的作用下由电源正极流向负极.图 13.非静电力的本质在电池中,非静电力是化学作用,它使化学能转变为电势能;在发电机中,非静电力是电磁作用,它使机械能转变为电势能.例 1对于闭合电路,以下说法正确的选项是()A.在外电路和电源内部,正电荷都受非静电力作用,因此能不停定向挪动形成电流B.静电力与非静电力都能够使电荷挪动,因此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正极是电源内部非静电力战胜静电力做功的结果D.静电力挪动电荷做功电势能减少,非静电力挪动电荷做功电势能增添分析在电源外面,电荷受静电力作用,而在电源内部,电荷既受静电力作用,又受非静电力作用,故能使电荷不停定向挪动形成电流,选项 A 错误, C 正确;静电力做功,使电荷电势能减少,非静电力做功,使电荷电势能增添,选项 B 错误, D 正确.答案CD非静电力只存在电源的内部,而静电力散布于电源内外非静电力做多少功,就有多少其余形式的能转变为电能.二、电源的重要参数——电动势、内阻和容量1.电动势(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W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=q.(2)物理意义:反应电源非静电力做功本事大小的物理量.(3)单位:与电势、电势差的单位同样,为伏特.(4)标量:规定电动势的方向为电源内部电流的方向,即在电源内部由电源负极指向正极.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.深度思虑如图 2 所示是不一样型号的干电池,其电动势都是1.5V ,这说明什么问题?图 2答案电动势同样,说明不一样型号的干电池内部的非静电力做功的本事同样,池,其容量大.体积大的干电例 2对于电动势E的说法中正确的选项是(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B.电动势 E 是由电源自己决定的,跟电源的体积和外电路均没关C.电动势E 是表征电源把其余形式的能转变为电能本事强弱的物理量D.电动势E 的单位与电势差的单位同样,故二者在本质上同样分析电动势是一个用比值定义的物理量,这个物理量与这两个对比的项没相关系,它是由电源自己决定的,是表征电源把其余形式的能转变为电能本事强弱的物理量.电动势和电势差只管单位同样,但本质上是不同样的,应选B、C.答案BCW(1) E=q是电动势的定义式而不是决定式, E 的大小与W和 q 没关,是由电源自己的性质决定的,电动势不一样,表示电源将其余形式的能转变为电能的本事不一样.(2)电动势与电压的差别与联系W W①差别:电势差U=q反应电场力做功,将电势能转变为其余形式的能;而电动势E=q反应非静电力做功,将其余形式的能转变为电能.能的转变方向不一样.②联系:电动势等于电源未接入电路时两极间的电势差.例 3 由六节干电池 ( 每节的电动势为 1.5V) 串连构成的电池组,对一电阻供电.电路中的电流为2A,在 10s 内电源做功为 180J,则电池组的电动势为多少?从计算结果中你能获得什么启迪?W分析由 E=q及 q= It 得W180E=It=2×10V=9V=1.5×6V,故可得出串连电池组的总电动势等于各电池的电动势之和.答案9V串连电池组的总电动势等于各电池的电动势之和电源的串、并联规律:n 个同样电源串连: E 总=nE; r 总= nr .rn 个同样电源并联: E 总=E; r 总=n.1. ( 对电动势的理解) 铅蓄电池的电动势为2V,这表示 ()A.电路中每经过1C 电荷量,电源将2J 的化学能转变为电能B.在 1s 内非静电力做功为2JC.蓄电池能在1s 内将 2J 的化学能转变为电能D.蓄电池将化学能转变为电能的本事比一节干电池小答案A分析电源的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,因此选项 A 正确, B、 C错误;一节干电池的电动势是 1.5 V,因此蓄电池将化学能转变为电能的本事比一节干电池大,选项D错误.W- 52.( 公式=的理解和应用 ) 有一铅蓄电池,在其内部将 2×10C的电子从正极移到负极需E q要 3× 10-2s 的时间,此过程中非静电力做功为4×10-5J,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0.2A ,供电 10min,非静电力做功是多少?答案2V 240J分析电动势W4× 10-5V=2 V ==2× 10-5E q非静电力做的功W=Eq= EIt =2×0.2×60×10 J=240 J.题组一对电动势的理解1. ( 多项选择 ) 相关电动势的说法中正确的选项是()A.电源的电动势等于非静电力把1C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功B.当外电路断开时,电源的电压与电源电动势相等C.电源供给的电能越多,电源的电动势越大D.当电路中经过 1 库仑电荷量时,电源耗费的其余形式能的数值等于电源电动势的值答案ABDW分析电动势的定义式E=q可知,电源的电动势等于非静电力把 1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.故 A 正确;当外电路断开时,电源的电压与电源的电动势相等.故B 正确;电源供给的电能取决于做功的时间,不可以说明电动势大.故C错误;依据电动势的W定义式E= q可知,当电路中经过1 库仑电荷量时,电源耗费的其余形式能的数值等于电源电动势的值.故 D 正确.2.以下说法中正确的选项是()A.某同学订购的iPhone4s 手机的电池铭牌:“ 3.7V1430mA·h”,对比 iPhone4 的“ 3.7V 1420mA·h”,说明电池容量前者大B.同一电源接入不一样的电路,电动势就会发生变化C.电源电动势反应了电源内部非静电力做功的本事,因此非静电力做功越多,电源电动势越大D.新旧 1 号电池对小灯泡供电时,发现旧电池供电时灯泡较暗,主要原由是旧电池的电动势比新电池电动势高好多答案A分析由题可知,前者容量为 1 430 mA·h,尔后者为 1 420 mA·h,故说明前者电池容量大,故 A 正确;电动势的大小由电源自己的性质决定的,与外电路没关,故 B 错误;电动势W故 C 错误;新旧 1 号电池对小=,故电动势的大小是比较的移送单位电荷时做功的多少,E q灯泡供电时,发现旧电池供电时灯泡较暗,主要原由是旧电池内阻比新电池内阻大好多,故D错误.3.( 多项选择 )如图1 所示,为一块手机电池反面印有的一些符号,以下说法正确的选项是()图 1A.该电池的容量为500mA·hB.该电池的电动势为 3.6VC.该电池在工作 1 小时后达到的电流为500mAD.若电池以10mA的电流工作,可用50 小时答案ABD分析电池上的 3.6V 表示电动势, 500mA·h表示电荷容量,能够由电荷容量计算在必定放电电流下使用的时间,由500mA·h=t× 10mA,得t= 50h,因此 A、 B、 D 选项正确.W题组二对公式 E=q的理解和应用W4.对于电动势的定义式E=q的理解,正确的选项是()A.E与W成正比B.E与q成反比C.E的大小与W、 q 没关D.W表示非静电力答案C分析电动势是描绘电源非静电力搬运电荷本事大小的物理量,与W、 q 没关.5. ( 多项选择 ) 如图 2 所示是常用在电子腕表和小型仪表中的锌汞电池,它的电动势约为 1.2V ,这表示()图 2A.电路经过1C 的电荷量,电源把 1.2J 其余形式的能转变为电能B.电源在每秒内把 1.2J 其余形式的能转变为电能C.该电源比电动势为 1.5V 的干电池做功少D.该电源与电动势为 1.5V 的干电池对比,经过1C 电荷量时其余形式的能转变为电能少答案AD6.一台发电机用0.5A 的电流向外输电,在1min内将180J的机械能转变为电能,则发电机的电动势为 ()A. 6VB. 360VC. 120VD. 12V答案AWW180分析q= It , E=q=It=0.5×60V=6V.题组三综合应用7.电动势为 20V 的电源向外供电,已知它在1min 时间内移送120C的电荷量,则:(1)这个回路中的电流是多大?(2)电源产生了多少电能?答案(1)2A(2)2400Jq120分析(1) 由I=t=1×60A= 2A.(2)电源产生的电能为 W= qU=120×20J=2400J.8.常用的干电池有 1 号电池、 5 号电池等,电动势均为 1.5V.(1) 假如这两种电池对外供给电荷量均为2C,那么电源所做的功各是多少?有多少其余形式的能转变为电能?(2)试剖析一下,这两种电池在电学性能上有哪些不一样.答案看法析分析(1) W=qE= 2× 1.5J=3J,两种干电池做功均为3J,均有3J其余形式的能转变为电能.(2) 两种电池的容量不一样,5 号电池容量小;内阻不一样,一般状况下, 5 号电池内阻大.。
高中物理恒定电流教案人教版选修3-1
第二章、恒定电流第一节、导体中的电场和电流〔1课时〕一、教学目标〔一〕知识与技能1.让学生明确电源在直流电路中的作用,理解导线中的恒定电场的建立2.知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流3.从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。
〔二〕过程与方法通过类比和分析使学生对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。
〔三〕情感态度与价值观通过对电源、电流的学习培养学生将物理知识应用于生活的生产实践的意识,勇于探究与日常生活有关的物理学问题。
三、重点与难点:重点:理解电源的形成过程及电流的产生。
难点:电源作用的道理,区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。
四、教学过程〔一〕先对本章的知识体系及意图作简要的概述〔二〕新课讲述----第一节、导体中的电场和电流1.电源:先分析课本图2。
1-1 说明该装置只能产生瞬间电流〔从电势差入手〕[问题]如何使电路中有持续电流?〔让学生回答—电源〕类比:〔把电源的作用与抽水机进行类比〕如图2—1,水池A、B的水面有一定的高度差,假设在A、B之间用一细管连起来,那么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。
教师提问:怎拦才能使水管中有源源不断的电流呢?让学生回答:可在A、B之间连接一台抽水机,将水池B中的水抽到水池A中,这样可保持A、B之间的高度差,从而使水管中有源源不断的水流。
归纳:电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。
〔从能量的角度看,电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置〕2.导线中的电场:结合课本图2。
1-4分析导线中的电场的分布情况。
导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果,其一是电源正、负极产生的电场,可将该电场分解为两个方向:沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动,形成电流;垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集,从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。
高中物理第二章恒定电流第二节电动势学案新人教选修
第二节电动势【学习目标】1.知道电源是将其它形式的能量转化为电势能的装置;2.了解静电力与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。
【新知预习】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。
②在电池中,非静电力是作用,它使能转化为能;在发电机中,非静电力是作用,它使能转化为能。
2.电源①定义:通过做功把其它形式的能量转化为的装置。
②特点:不同的电源,两极的电压不同,这是由决定的。
3.电动势①物理意义:反映电源把能转化为本领的物理量。
②大小:在数值上等于把1C的正电荷在电源内部从极移送到极所做的功。
即E= ,单位是,符号是。
③大小决定因素:由电源中的特性决定,跟无关。
4.内阻电源内部也是由组成的,所以也有电阻,这个电阻叫做电源的。
【导析探究】导析一:电动势的理解电压与电源电动势如何区别?例1.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,非静电力在电源内部把正电荷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向正极移送电荷量越多例2.下面是对电源电动势概念的认识,你认为正确的是()A.同一电源接入不同的电路,电动势就会发生变化B.1号干电池比7号干电池大,但电动势相同C.电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领,电源把其他形式的能转化为电能越多,电动势就越大D.电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同导析二:电源的作用例3 铅蓄电池的电动势为2V,这表示()A.电路中每通过1C电荷量,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.蓄电池能在1s内将2J的化学能转变成电能D.蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池(电动势为1.5V)的大例4 关于电源,以下说法正确的是()A.1号干电池比5号干电池大,所以电动势也大B.1号干电池比5号干电池大,但是电动势相等,内电阻相同C.电动势的大小随外电路的电阻增大而增大D.电动势由电源中非静电力的特性决定,跟电源的体积无关,也跟外电路无关【当堂检测】1.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.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5.有几节干电池串联,当移动10C的电荷时非静电力做功为60J,则串联干电池的总电动势是多大?若给一个用电器供电,供电电流为1A,供电时间为10min,则非静电力做功是多少?高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
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2.11 《恒定电流》【学习目标】1.知道电源、电流、电动势的概念,掌握电阻定律、焦耳定律。
2.会用串、并联电路的电压、电流及功率的分配规律分析电路并进行相关的计算。
3.理解欧姆定律、闭合电路的欧姆定律,并能熟练运用。
4.通过实验探究决定导线电阻的因素,会使用多用电表, 通过实验测量电源的电动势和内阻。
5.通过实验观察门电路的基本作用,初步了解逻辑电路的基本原理及其在自动控制中的应用。
【三“点”探究】主题1:从微观角度认识电流(1)如果已知某导线的横截面积为S,单位体积内自由电子数(即自由电子“密度”)为n,你能否得出通过该导线的电流I与导线内自由电子定向移动速率v之间的关系?(2)请从微观角度解释电动机和电源工作时也会发热的现象。
主题2:闭合电路的欧姆定律(1)闭合电路的欧姆定律总是成立的吗?如果电路不是纯电阻电路,公式E=U+Ir是否依然成立?为什么?(2)同一个灯泡的灯丝电阻是一定的吗?图示中1是某电池的U-I图象,2是某小灯泡的U-I图象,如果把此灯泡单独接在此电池上,怎样根据图象求出此时灯泡的实际功率呢?主题3:电学实验(1)图甲、乙是两种伏安法测电阻的电路图,图丙、丁是两种测电池电动势和内阻的电路,请简单分析各种测量方法中引起系统误差的主要因素。
(2)选择电学测量仪表要遵循什么样的原则?要测量一个电动势大约只有0.2 V的水果电池的电动势和内阻,显然实验室中一般的电压表无法适用,如果给你两只规格分别为I1g=3 mA、r1=100 Ω及I2g=100 mA、r2=1 Ω的电流表、,你能否设计一个测量电路?【拓展提升】拓展一、含电动机的电路分析论述: 电功W=UIt是指电路元件工作时消耗的电能,不同的元件将消耗的电能转化为内能、机械能、化学能等不同形式的能量,其中产生的内能可以用Q=I2Rt来计算。
对于电热元件来说W=Q,对于电动机来说,没有转动时W=Q,转动时W>Q。
1.抽油烟机是现代厨卫不可缺少的用具,下表是某家用抽油烟机说明书中的主要技术参数表。
高中物理电动势教案
高中物理电动势教案
教学内容:电动势
教学目标:
1. 了解电动势的概念和作用;
2. 掌握电动势的计算方法;
3. 能够应用电动势的知识解决相关问题。
教学重点:
1. 电动势的定义和表示;
2. 电动势的计算方法。
教学难点:
1. 理解电动势的物理意义;
2. 运用电动势的知识解决实际问题。
教学过程:
一、引入
通过实验或示意图展示电动势的概念,引出学生对电动势的疑问。
二、讲解
1. 电动势的定义:电源或电池对电荷的推动力。
2. 电动势的表示:E = W/Q,电动势的单位为伏特(V)。
3. 电动势的计算方法:E = U/I,其中U是电压,I是电流。
三、示例演练
1. 给出几个计算电动势的例题,让学生尝试计算;
2. 分析实例中涉及到的物理概念,帮助学生理解电动势的作用。
四、拓展应用
1. 提供一些应用题,让学生运用电动势的知识解决问题;
2. 引导学生思考电动势在生活中的应用场景。
五、总结
回顾今天学习的内容,强调电动势的重要性和实际应用价值。
六、作业
布置相关练习题,巩固学生对电动势的理解,并要求学生结合实际情况思考。
教学反思:
在教学过程中,要积极引导学生参与讨论和思考,激发学生学习的兴趣和动力。
同时,要注重师生互动,及时解答学生的问题,确保教学效果的达成。
恒定电流 第2节电动势学案
第二章第2节电动势学案(2011-9-28 第15份学案)学习目标1、理解电动势的概念及定义式,知道电动势是表征电源特性的物理量2、从能量转化的角度理解电动势的物理意义重点难点:电动势的概念新课内容:电动势1、在金属导体中,能够自由移动的电荷是自由电子,因为它们带负电,电子的定向移动方向与电流方向。
为了方便,我们按正电荷移动的说法进行讨论。
电源正极的电势高,负极的电势低,在外电路,正电荷由电源正极流向负极。
到达负极后,电源内部存在着由指向的电场,正电荷受的静电力阻碍它继续向正极移动,要是正电荷向正极移动,就一定要有一种“非静电力”作用于电荷。
电源之所以能保持外电路中的稳定的电流,就是因为它有能力在电源内部把正电荷由负极搬到正极。
在搬运过程中,非静电力在做功(同时静电力做负功,电荷的电势能增加),有转化为。
2、电源:(1)作用:保持导体两端的电压,使导体中有持续的电流。
(2)从能量转化的角度看:电源是通过把转化为的装置。
在电池中,非静电力的作用是,它使转化为。
在发电机中,非静电力的作用是,它使转化为。
3、电动势(1)物理意义:(2)电动势在数值上等于非静电力把在电源内部从移送到所作的功。
(3)公式:(4)单位:强调:电动势由决定,与电源的体积,也跟外电路。
(5)电源的内阻:。
电动势和内阻均为电源的重要参数。
(6)比较电动势和电压的物理意义电动势:E=W非/q。
W表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能或其他形式能。
E表示移动单位正电荷消耗的其他能(反映电源把转化为的本领)。
电压:U=W电/q.W表示正电荷在静电力作用下从一点移到另一点所消耗的电能。
U表示移动单位正电荷消耗的电能(反映把转化为的本领)。
【随堂练习】1、铅蓄电池的电动势为2V,这表示()A、蓄电池在1s内将2J的化学能转变为电能B、电路中每通过1C的电荷量,蓄电池把2J的化学能转变为电能C、蓄电池接入外电路时,电动势小于2VD、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)的大2、下列关于电源的说法,正确的是()A、电源向外提供的电能越多,表示电动势越大B、在电源内部把正电荷从负极移到正极,非静电力做功,电势能增加C、电源电动势跟电源内非静电力做功成正比,跟通过的电荷量成反比D、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3、一电源在20s的时间内将0.04C的电子由电源的正极移到负极,非静电力做了0.24J的功,则电源的电动势为 V ,非静电力做功的功率为 w 。
普高物理学教案人教版31第二章恒定电流教案、课件及单元测试第2章复习教案第2章复习教案.doc
第二章恒定电流复习课一、复习回首基础知识(投影复习纲要,能够印发纲要,要修业生课下预习达成)(一)基本观点:1、电流:( 1)电荷的定向挪动形成电流,电流的方向规定为正电荷的挪动方向。
负电荷的定向挪动方向与电流方向相反( 2)定义:经过导体横截面积的电量q 跟经过这些电荷量所用的时间t 的比值称为电流。
( 3)公式:I=q/t单位有: A , mA ,μ A换算关系是:1A=10 3mA=10 6μ A2、电动势(E):(1)物理意义:电动势是描绘电源把其余形式的能转变成电能本事的物理量。
( 2)定义:将电荷量为q 的电荷从电源的一极挪动到另一极,非静电力所作的功W 与电荷量 q 的比值,叫做电源的电动势。
( 3)公式:W,单位: V Eq( 4)电源的电动势等于电源没有接入电路时电源两极间的电压3、电阻:(1)定义:导体对电流的阻挡作用( 2)公式: R= U/I( 3)单位:欧姆符号表示:Ω4、电阻率反应资料的性能物理量,国际单位:欧姆米符号:Ω5、电功:(1)定义:在电路中,导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向挪动而形成电流,此过程中电场力对自由电荷所做的功叫电功。
( 2)公式: W= UIt单位:焦耳符号:J.6、电功率:(1)定义:电流所做的功跟达成这些功所需时间的比值叫做电功率。
( 2)公式: P=UI单位:瓦特符号:W7、电源的功率和效率:( 1)功率:①电源的功率(电源的总功率)P E = EI ②电源的输出功率 P 出 = UI ③电源内部耗费的功率 P r =I 2r( 2)电源的效率:P UI UR(最后一个等号只合用于纯电阻电路)P E EI E Rr(二)基本规律:8、欧姆定律:( 1)内容:导体中的电流 I 跟导体两头电压U 成 正 比,跟它的电阻成 反比。
( 2)公式: I=U/R (3)合用范围: 金属导体,电解液溶液9、电阻定律:( 1)内容:在温度必定的状况下, 导体的电阻跟它的长度成正 比,跟它的横截面积成反比。
高中物理第二章恒定电流第2节电动势教案
高中物理第二章恒定电流第2节电动势教案2 电动势本节分析学习物理的首要问题是弄清物理学中的基本概念,使学生全面理解概念的内涵与外延.物理概念教学的效果如何,直接关系到学生对于物理知识的认知程度,进而影响到学生整体知识网络的构建与拓展,可以说学好物理概念是学好物理的关键.电动势是电学中一个很重要的物理概念,是掌握闭合电路欧姆定律的关键和基础,电动势的概念比较抽象,是教学中的一个难点.但学生对各种电源比较熟悉,所以本节教学设计从介绍各种电源开始,明确要研究电源的共同特性.通过对电路中产生持续稳定电流原因的探讨,使学生知道电源工作过程中电源内部存在非静电力的作用.在讨论非静电力做功将其他形式的能转化为电能的过程中引入电动势概念.同时为了降低难度,教材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,跟着教师的思路循序渐进地接受新的概念等,这都是经历科学过程的不同形式.学情分析学生通过电场的学习已经知道了静电力及其做功的特点,在对《电源和电流》一节的学习中了解电源的作用及形成持续电流的条件.本节通过复习静电力概念,明确静电力的作用效果,通过类比,分层次提出相应问题,通过师生互动式的分析讨论,逐步明确电路中形成持续电流的原因.利用多媒体形象地将形成电流和水流条件进行类比,通过非重力对水的作用和非静电力对电荷的作用进行类比得出非静电力的概念.通过讨论不同电源把其他形式的能转化为电能的本领不同,逐步建立电动势的概念,并通过对电动势和电压概念本质区别的讨论,加强对电动势概念的理解.教学目标知识与技能理解电动势的概念,掌握电动势的定义式.过程与方法(1)通过对形成电流和水流条件的讨论,认识类比的方法.(2)通过对电源内部原理的分析,进一步感受建模的方法.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.教学重难点1.电动势的概念.2.对电源内部非静电力做功的理解.教学方法教师启发引导教学与探究法相结合,并辅以讨论、练习等.教学准备各种型号的小型电池,手摇发电机,多媒体辅助教学设备.教学过程设计参考解释: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.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2. 电动势 一、电源1.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.非静电力在电源中所起的作用:是把正电荷由负极移送到正极,同时在该过程中将其他形式的能转化为电势能二、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:E =Wq3.单位:伏特(V)4.物理意义:表示电源把其他形式的能(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1 C 电荷量时,电源将其他形式的能转化成电能的数值就越多注意: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、外电路无关三、电源的几个重要参数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):电源内部的电阻四、电动势与电压的区别与联系电动势:表示移送单位正电荷消耗化学能(或其他形式能).反映电源把其他形式能转化为电能的本领电压:表示移送单位正电荷消耗的电势能.反映把电势能转化为其他形式能的本领电动势=电压+电源内阻×电路电流.教学反思“电动势”的概念是教学中的一个难点,它难在概念的本身比较抽象,而且在讲述中又引入一个“非静电力”,学生学习时感到十分空洞.所以从“化抽象为具体”的角度来突破难点,使学生认识电动势是表征电源特性的一个重要的物理量.在教学中采用两种方式讲解,一是通过类比的方法理解电动势,把电源移送电荷和抽水机抽水进行类比:电源移送电荷增加电荷的电势能,这就像抽水机抽水增加水的重力势能.不同的抽水机工作时,水能被举起不同的高度,即单位质量的水增加的重力势能不同,与此类似,不同的电源,非静电力对电荷做的功也不同,即把一定数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极,非静电力对电荷做的功有多有少,非静电力对电荷做功较多电势能就增加的多,反之,电势能增加较少.二是从能量守恒定律分析闭合电路中发生的能量转化过程,阐述电源内部存在静电力及非静电力做功的必然性.在此基础上提出电源的电动势就是表明电源内部非静电力移动电荷做功,把其他形式的能转化为电能的本领的物理量.最后运用电动势的概念来分析一些具体问题,这样学生对电动势的概念就不会感到空洞难懂.。
高中物理第2章恒定电流第2节电动势课件新人教版选修3
1.(2017·荷塘校级期中)关于电源的作用,下列说法中 正确的是( )
A.电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷 B.电源的作用是能直接释放出电能 C.电源的作用就是能保持导体两端的电压,使电路中有 持续的电流 D.电源的作用就是使自由电荷运动起来 【答案】C
【解析】电源的作用不是为电路持续地提供自由电荷,导 体中本身就有自由电荷,故A错误.电源的作用是使导体中产 生电场,导体中的自由电荷受到电场力作用发生定向移动,从 而使电路中产生持续的电流.电场力做功,消耗电能转化为其 他形式的能量,这一过程必须通过电路来完成,而电源不能直 接释放出电能,故B错误.电源的作用是能使导体中产生电 场,保持导体两端的电压,使电路中有持续的电流,故C正 确.自由电荷本身也做无规则的运动,电源的作用是使导体中 的自由电荷受到电场力作用发生定向移动,故D错误.故选C.
休息时间到啦
同学们,下课休息十分钟。现在是休息时间,你们休 睛,
看看远处,要保护好眼睛哦~站起来动一动,久坐对 哦~
诠释电动势概念 1.电动势 E=Wq 是用比值定义的物理量,由电源中非静电 力的特性决定,是电源的属性,与移送的电荷量 q 和所做的功 W 无关,跟电源的体积、外电路也无关. 2.电动势是电源的专有名词,而电压、电势差等指一段电 路的电势降落. 3.电动势的定义有以下几种说法:电动势等于电源没有接 入电路时两极间的电压;电动势等于断路时的路端电压;电动 势等于内、外电压之和等.
3.静电力与非静电力做功的区别 非静电力只在电源内部对电荷做功,将其他形式的能转化 为电能,但静电力在整个闭合电路上都要做功,将电能转化为 其他形式的能,在整个电路上,非静电力做的功与静电力做的 功相等.不同的电源,非静电力不同:干电池中非静电力是化 学作用,发电机中是电磁作用,但是无论是电源提供给什么样 的电路,静电力都相同.
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。]
2020学年高中物理 第二章 恒定电流 2 电动势学案 新人教版必修2
2 电动势[学科素养与目标要求]物理观念:1.知道什么是电源,了解电路中静电力和非静电力做功与能量转化的关系.2.知道电动势的定义式,并会进行简单计算,了解电源的内阻.科学探究:收集信息,了解各种型号的电源、电池,知道同一种类的电池电动势相同,但内阻和容量不同.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能,在电源外部,电场力做正功,电能转化为其他形式的能. 二、电动势和内阻 1.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W 与被移送电荷q 的比值. (2)定义式:E =W q.单位:伏特(V)(3)物理意义:反映电源非静电力做功本领大小的物理量.(4)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,跟外电路无关. 2.内阻:电源内部导体的电阻.判断下列说法的正误.(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.( √ ) (2)所有的电源,均是将化学能转化为电势能的装置.( × )(3)电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比,跟通过的电荷量成反比.( × ) (4)E =W q只是电动势的定义式而非决定式,电动势的大小由电源内非静电力的特性决定.( √ )一、对非静电力的理解1.如图1,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,A、B之间的高度差很快消失.在这个过程中,水管中只有一个短暂水流.怎样才能保持A、B之间稳定的高度差,在A、B之间形成持续的水流呢?答案需要加一个抽水机,把水池B中的水抽到水池A中.2.如图2所示,电源在电路中的作用相当于抽水机的作用,它能不断地将流到负极的正电荷搬运到正极,从而保持正、负极有稳定的电势差,维持电路中有持续的电流.电源是通过什么力做功实现这个功能的?图1 图2答案通过非静电力做功.3.对比上述抽水过程和电荷在电路中的运动,分析它们的能量转化情况.答案当水由A池流向B池时重力做正功,减少的重力势能转化为其他形式的能;在电源外部,电场力对正电荷做正功,减少的电势能转化为其他形式的能;当抽水机将B中的水抽到A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重力势能;在电源内部,要靠非静电力作用于正电荷克服电场力做功,将其他形式的能转化为电荷的电势能.1.非静电力:电源内使正、负电荷分离,并使正电荷聚积到电源正极、负电荷聚积到电源负极的非静电性质的作用力,是对除静电力外能对电荷流动起作用的其他力的统称.2.来源(1)在化学电池(干电池、蓄电池)中,非静电力是化学作用,它使化学能转化为电势能.(2)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.3.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.例1(多选)下列说法正确的是( )A.在外电路和电源内部,正电荷都受非静电力作用,所以能不断定向移动形成电流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正极是电源内部非静电力克服静电力做功的结果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答案CD解析在电源外部,电荷受静电力作用,而在电源内部,电荷既受静电力作用,又受非静电力作用,故能使电荷不断定向移动形成电流,选项A 错误,C 正确;静电力做功,使电荷电势能减少,非静电力做功,使电荷电势能增加,选项B 错误,D 正确.例2 (多选)电池给灯泡供电与人将球抛出在能量转化方面有相似之处,我们可以将电势能类比于重力势能,如图3所示,下列说法正确的是( )图3A.可以将电流通过灯泡时电流做功与抛球时人对球做功相类比B.可以将电池的非静电力做功与抛球时人对球做功类比C.可以将电流通过灯泡时电流做功与重力对球做功类比D.可以将电池的非静电力做功与重力对球做功类比 答案 BC解析 将电势能类比重力势能,电流通过灯泡做功,电势能减少,可类比重力做功,重力势能减少.非静电力做功,电势能增加,可类比抛球时人对球做功,球重力势能增加,故B 、C 正确. 二、对电动势的理解日常生活中我们经常接触到各种各样的电源,如图4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.图4如果把1 C 的正电荷从1.5 V 干电池的负极移到正极,电荷的电势能增加了多少?非静电力做了多少功?如果把1 C 的正电荷从3.7 V 的手机电池的负极移到正极呢?哪个电池做功本领大?答案 把1 C 的正电荷从1.5 V 干电池的负极移到正极,电势能增加了1.5 J ,非静电力做功1.5 J ;从3.7 V 手机电池的负极移到正极,电势能增加了3.7 J ,非静电力做功3.7 J.3.7 V 手机电池做功本领大.1.E =Wq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,表示电源将其他形式的能转化为电能的本领不同.2.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.3.电动势是标量,但为研究问题的方便,常认为其有方向,规定其方向为电源内部电流的方向,即在电源内部由电源负极指向正极.4.常用电池的电动势5.容量:电池放电时能输出的总电荷量,其单位是:A·h 或mA·h. 例3 一节干电池的电动势为1.5 V ,这表示( )A.电池中每通过1 C 的电荷量,该电池能将1.5 J 的化学能转变成电势能B.该电池接入电路工作时,电池两极间的电压恒为1.5 VC.该电池存储的电能一定比电动势为1.2 V 的电池存储的电能多D.将1 C 的电子由该电池负极移送到正极的过程中,非静电力做了1.5 J 的功 答案 A解析 电动势大小表示电池中每通过1 C 的电荷量,电池将其他形式的能量转化为电势能本领的大小,并非表示电池内部储存的能量大小,故选项A 正确,C 错误;电动势大小等于电池接入电路前两极之间的电压大小,故选项B 错误;电动势为1.5 V ,表示电池内部非静电力将1 C 的电子由电源正极移送到负极过程中所做功的大小,故选项D 错误.例4 将电动势为3 V 的电源接入电路中,测得电源两极间的电压为2.4 V ,当电路中有6 C 的电荷流过时,求: (1)有多少其他形式的能转化为电能; (2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能; (3)内电路中有多少电能转化为其他形式的能. 答案 (1)18 J (2)14.4 J (3)3.6 J解析 由电动势的定义可知,在电源内部非静电力每移送1 C 电荷,有3 J 其他形式的能转化为电能.也可认为在电源中,非静电力移送电荷做多少功,就有多少其他形式的能转化为电能;在电路中,静电力移送电荷做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能.(1)W =Eq =3×6 J=18 J ,电源中共有18 J 其他形式的能转化为电能.(2)W 1=U 1q =2.4×6 J=14.4 J ,外电路中共有14.4 J 的电能转化为其他形式的能. (3)W 2=W -W 1=3.6 J ,内电路中有3.6 J 电能转化为其他形式的能.电动势E =Wq 和电压U =W q的区别电动势E =W q 是电动势的计算式,其中W 为非静电力做的功;电压U =W q为电压的计算式,其中W 为静电力做的功.两者的单位虽然相同,但表示的意义不同;电动势反映非静电力做功把其他形式的能转化为电能的本领,表征电源的性质;电压就是电势差的大小,即电路(电场)中两点电势的差值,反映电场能的性质.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B.在电源外部电路中,负电荷靠静电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.在干电池中,靠化学作用使化学能转化为电势能 答案 BCD2.(对电动势的理解)(多选)下列说法中正确的是( )A.同一型号干电池,旧电池比新电池的电动势小,内阻大,容量小B.电源电动势E 与通过电源的电流I 的乘积EI 表示电源内静电力的功率C.1号干电池比5号干电池的电动势小,容量大D.当通过同样的电荷量时,电动势为2 V 的蓄电池比1.5 V 的干电池提供的电能多 答案 AD解析 同种型号的旧电池比新电池电动势略小,内阻变大,容量变小,但不同型号的干电池相比较,电动势相同而容量不同,故A 正确,C 错误;电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量,它等于非静电力移送单位电荷量所做的功,电源电动势E 与通过电源的电流I 的乘积EI 表示电源消耗的总功率,故B 错误,D 正确.3.(对电流和电动势的理解)(2018·山东烟台市高一下期末)下列说法正确的是( ) A.由电流I =qt可知I 与q 成正比 B.电流有方向,所以电流是矢量C.电动势、电压和电势差名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同D.电源的电动势越大,说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极向正极移送做功越多 答案 D4.(公式E =W q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3×10-2s 的时间,此过程中非静电力做功为4×10-5J ,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 =W q =4×10-52×10-5V =2 V非静电力做的功W =Eq =EIt =2×0.2×60×10 J=240 J.一、选择题考点一 对电动势的理解1.(2018·山东日照市高一下期末)在不同的电源中,非静电力做功的本领也不相同,物理学中用电动势来表明电源的这种特性.下列关于电动势的说法正确的是( ) A.电动势是一种非静电力B.电动势由电源中非静电力的特性决定C.电动势越大的电源中,储存的电能越多D.电动势越大,说明电源向外输出的电能越多 答案 B2.(多选)关于电源电动势E 的下列说法中正确的是( ) A.电动势E 的单位与电势、电势差的单位相同,都是伏特V B.干电池和铅蓄电池的电动势是不同的C.由电动势E 可表示为E =Wq可知,电源内非静电力做功越多,电动势越大 D.电动势越大,表示电源内部将其它形式的能转化为电能的本领越大 答案 ABD解析 电动势E 的单位与电势、电势差的单位相同,都是伏特,故A 正确;干电池的电动势大小为1.5 V ,而铅蓄电池的电动势大小是2 V ,故B 正确;由电动势E 可表示为E =W q可知,电源内非静电力移动单位正电荷做功越多,电动势越大,选项C 错误;电动势表征电源把其它形式的能转化为电能的本领大小,电动势越大,表示电源内部将其它形式的能转化为电能的本领越大,选项D 正确. 3.下列关于电源电动势的认识,你认为正确的是( ) A.同一电源接入不同的电路中,电动势会发生变化 B.1号1.5 V 干电池比7号1.5 V 干电池大,但电动势相同C.电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领,电源把其他形式的能转化为的电能越多,电动势越大D.电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同 答案 B解析 电动势由电源中非静电力的特性所决定,与外电路无关,所以同一电源接入不同的电路,电动势不会改变,故A 错误.电动势跟电源的体积无关,所以虽然1号干电池比7号干电池大,但电动势相同,故B 正确.电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小,根据W =qE 可知,电源把其他形式的能转化为的电能越多,电动势不一定大,还跟移动电荷的多少有关,故C 错误.电动势、电压和电势差物理意义不同,单位相同,故D 错误.4.(多选)如图1所示,为一块手机电池背面印有的一些符号,下列说法正确的是( )图1A.该电池的容量为500 mA·hB.该电池的电动势为3.6 VC.该电池在工作1小时后达到的电流为500 mAD.若电池以10 mA 的电流工作,可用50小时 答案 ABD解析 电池上的3.6 V 表示电动势,500 mA·h 表示电荷容量,可以由电荷容量计算在一定放电电流下使用的时间,由500 mA·h=t ×10 mA,得t =50 h ,所以A 、B 、D 选项正确. 5.下列说法中正确的是( )A.某同学订购的iPhone 4s 手机的电池铭牌:“3.7 V 1 430 mA·h”,相比iPhone 4的“3.7 V 1 420 mA·h”,说明电池容量前者大B.同一电源接入不同的电路,电动势就会发生变化C.电源电动势反映了电源内部非静电力做功的本领,所以非静电力做功越多,电源电动势越大D.新旧1号电池对小灯泡供电时,发现旧电池供电时灯泡较暗,主要原因是旧电池的电动势比新电池电动势小很多 答案 A解析 由题可知,前者容量为1 430 mA·h,而后者容量为1 420 mA·h,故说明前者电池容量大,故A 正确;电动势的大小由电源自身的性质决定,与外电路无关,故B 错误;电动势E =Wq,故电动势的大小是比较的移送单位电荷时做功的多少,故C 错误;新旧1号电池对小灯泡供电时,发现旧电池供电时灯泡较暗,主要原因是旧电池内阻比新电池内阻大很多,故D 错误. 考点二 对公式E =W q的理解和应用6.对于电动势的定义式E =W q的理解,正确的是( ) 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 表示非静电力答案 C7.一台发电机用0.5 A 的电流向外输电,在1 min 内将180 J 的机械能转化为电能,则发电机的电动势为( ) A.6 V B.360 V C.120 VD.12 V答案 A解析 q =It ,E =W q =W It =1800.5×60V =6 V. 8.(多选)如图2所示是常用在电子手表和小型仪表中的锌汞电池,它的电动势约为1.2 V ,这表示( )图2A.电路通过1 C 的电荷量,电源把1.2 J 其他形式的能转化为电能B.电源在每秒内把1.2 J 其他形式的能转化为电能C.该电源比电动势为1.5 V 的干电池做功少D.该电源与电动势为1.5 V 的干电池相比,通过1 C 电荷量时其他形式的能转化为的电能少 答案 AD 二、非选择题9.一块数码相机中用的锂电池的电动势为3.6 V ,容量为1 000 mA·h(相当于用1 000 mA 的电流释放可放电1 h ,用500 mA 的电流释放可放电2 h ,以此类推).当关闭液晶屏时可拍摄照片400张左右,则每拍一张照片所消耗的电能约为 J ;当打开液晶屏时可拍摄照片150张左右,则每拍一张照片液晶屏消耗的电能约为 J.答案 32.4 54解析 电源输出的总电能W =EQ =EIt =3.6×1×3 600 J=12 960 J. 关闭液晶屏时,每拍一张照片消耗的电能W 1=W400=32.4 J.打开液晶屏时,每拍一张照片消耗的电能W 2=W150=86.4 J. 每拍一张照片液晶屏消耗的电能W 3=W 2-W 1=86.4 J -32.4 J =54 J.10.国家大力推广节能环保汽车,电动汽车是许多家庭的首选.已知电动汽车的电源是由30组蓄电池串联组成的,当正常行驶时,电路中的电流为5 A ,在10 min 内电源做功1.8×105J ,则这组蓄电池的总电动势是多少?每组的电动势为多少? 答案 60 V 2 V解析 电源移送电荷量为:q =It =5×10×60 C=3 000 C ,这组蓄电池的总电动势为:E =W q =1.8×1053 000V =60 VE n =6030V=2 V.每组的电动势为:E1=。
高中物理第二章恒定电流电源和电流电动势学案新人教选修
2.1 电源和电流电动势1800年,意大利教授伏打发明了世界上第一个发电器——伏打电堆,也就是电池组,开创了电学发展的新时代。
伏打用锌片与银片夹着用盐水浸湿的抹布叠成电堆产生了电流,这个装置后来称为伏打电堆。
他还把锌片和铜片放在盛有稀硫酸的杯中,将很多这样的小杯子连起来,组成电池。
伏打电堆(电池)的发明,提供了产生恒定电流的电源——化学电源,使人们有可能从各个方面研究电流的各种效应。
从此,电学进入了一个飞速发展的时期——电流和电磁效应的新时期。
【学习目标】1.了解形成电流的条件,知道电源的作用和导体中的恒定电场。
2.理解电流的定义,知道电流的单位、方向的规定;理解恒定电流。
3.了解电路中自由电荷定向移动的过程中,静电力和非静电力做功与能量转化的关系。
4.知道电源电动势的概念和它的定义式以及电源的内阻。
【知识导学】1.恒定电流①大小、②方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流。
2.电流(1)物理学中用电流表示电流的③强弱程度。
(2)公式I=④。
(3)在国际单位制中,电流的单位是⑤安培,符号是⑥A ,常用的电流单位还有⑦毫安、⑧微安,符号分别为⑨mA、⑩μA。
3.电源(1)如图所示,能够源源不断地把经过导线R流到正极A的电子搬运到负极B,使正极A、负极B始终保持一定数量的正、负电荷,A、B之间就维持一定的电势差,使电路中保持持续的电流的装置就是电源。
(2)从能的转化角度看,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)电源内部也是由导体组成的,所以也有电阻,这个电阻叫电源的内阻。
4.电动势(1)物理学中用电动势来表示电源内移动电荷时非静电力做功的本领。
(2)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。
(3)如果移送电荷q 时非静电力所做的功为W,那么电动势E=。
(4)电动势的单位是伏特。
(5)电动势由电源内非静电力的性质决定,与电源的体积无关,也跟外电路无关。
高中物理第二章恒定电流测定电池的电动势和内阻导学案新人教选修
实验:测定电池的电动势和内阻学习目标1、学习测量电源电动势和内阻的方法,掌握科学测量的步骤;2、知道实验原理,学会科学处理实验数据的方法——公式法和图像法;3、了解实验中的误差来源,了解用不同方法测量得出结果E和r的误差分析。
学习疑问学习建议【知识点回顾】闭合电路欧姆定律?一、【实验原理】常见测E和r的方法及原理1、伏安法:电路如图所示。
电源电动势E、内电阻r与路端电压U的关系:。
若测出(U1、I1)、(U2、I2)两组数据则可列出方程组解得E= ,r= 。
2、利用电流表和电阻箱:电路如图所示。
若测出两组(I1,R1)、(I2,E=R2)数据可列出方程解得E= ,E=r= 。
3、利用电压表和电阻箱:电路如图所示。
若测出两组(U1,R1)、(U2,E=R2)数据可列出方程解得E= ,E=r= 。
(4)把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置,电路经检查确认无误后,闭合电键S 改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和U 的值,记入记录表格内,断开电键S .求出导线电阻R 的平均值.二、【实验器材】待测电池一节,滑动变阻器一个,电压表、电流表各一个等。
三、【实验操作步骤】1、按实验电路把器材连接好,注意选取适当的电流表、电压表的量程。
2、把滑动变阻器的滑动片移到一端,使接入电路部分的电阻最大。
3、闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表有明显示数,记录一组电流表和电压表的示数。
4、用同样的方法,测量几组U 、I 数值并记录下来。
5、断开开关、整理好器材。
6、根据测量的数据求得E 、r 。
四、【伏安法测E 、r 的数据处理方法】1、平均值法:利用U 、I 的值多求几组E 、r 的值,算出它们的平均值。
E = ,r = 。
2、图像法:(1)由U=E -Ir 可知,U —I 图像是一条斜向下的 ,如图所示。
(2)纵轴的截距等于电源的 ,横轴的截距等于外电路短路时的电流I 0= 。
高中物理第二章恒定电流电动势学案设计新人教选修
2 电动势学习目标1.理解电动势的概念,掌握电动势的定义式.2.了解电源内部能量的转化过程,加强对学生科学素质的培养.自主探究1.电源之所以能维持外电路中稳定的电流,是因为它有能力把来到极的正电荷经过电源部不断地搬运到极.2.在电源内要使正电荷向正极移动,就一定要有力作用于电荷才行.在这个过程中,电源使电荷的电势能.3.在电池中,非静电力是,它使能转化为能;在发电机中,非静电力是,它使能转化为能.从能量转化的角度看,电源是通过力做功把能转化为能的装置.4.电动势的定义:在电源内部,非静电力所做的功W与被移送的电荷量q的比值叫做电源的电动势,即E= ,其单位是.电动势在数值上等于非静电力把C的电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.5.电动势由电源中的特性决定,跟电源的体积,也跟外电路.电源内部也是由导体组成的,所以也有电阻,这个电阻叫做电源的.合作探究【提出问题】问题1:图甲中是什么力把水从低水位处搬运到高水位处的?问题2:图乙中电源内部是什么力把正电荷从负极搬运到正极的呢?【思考讨论】电源P在把正电荷从负极搬运到正极的过程中,正电荷的电势能如何变化?从另一个角度看,电源又发挥了怎样的作用?【要点提炼】一、电源1.电源是通过力做功把其他形式的能转化为能的装置.2.非静电力在电源中所起的作用: .【巩固练习1】下列关于电源的说法中正确的是( )A.在外电路和电源内部,正电荷都受到静电力的作用,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,正电荷能从负极移动到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【思考讨论】资料1.某种干电池非静电力把1 C正电荷在电源内从负极移送到正极时做1.5 J的功,把1.5 J化学能转化成1.5 J的电势能.2.某种纽扣电池非静电力做功把1 C正电荷在电源内从负极移送到正极时做3.0 J的功,把3.0 J化学能转化成3.0 J的电势能.3.某种蓄电池非静电力把1 C正电荷在电源内从负极移送到正极时做6.0 J的功,把6.0 J化学能转化成6.0 J的电势能.问题1:在不同的电源中非静电力做功的本领是否相同?问题2:怎样衡量电源非静电力做功的本领?【要点提炼】二、电动势1.定义: .2.定义式: .3.单位: .4.物理意义: .【巩固练习2】1.下列关于电源的说法中,正确的是( )A.电源向外提供的电能越多,表示电动势越大B.电动势表示电源将单位正电荷从负极移送到正极时非静电力所做的功C.电源的电动势与外电路有关D.在电源内正电荷从负极到正极电势升高2.关于电源的电动势,下列说法正确的是( )A.电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量B.电动势在数值上等于电路中通过1 C的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,跟外电路也有关D.电动势有方向,因此电动势是矢量3.铅蓄电池的电动势为2 V,这表示( )A.电路中每通过1 C的电荷量,电源就把2 J的化学能转化为电能B.铅蓄电池两极间的电压为2 VC.铅蓄电池在1 s内将2 J的化学能转化为电能D.铅蓄电池将化学能转化为电能的本领比一节普通干电池(电动势为1.5 V)的大【自主学习】电源还有哪些重要参量?【要点提炼】三、电源的几个重要参数1.电动势:取决于,与电池的大小无关.2.内阻(r): .【思考讨论】问题:电压与电动势有什么区别和联系?【巩固练习3】将电动势为3.0 V的电源接入电路中,测得电源两极间的电压为2.4 V,当电路中有6 C的电荷流过时,求:(1)有多少其他形式的能转化为电能?(2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能?(3)内电路中有多少电能转化为其他形式的能?课堂检测1.对于电动势的定义式E=的理解,正确的是( )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2.关于电源的电动势,下列说法中正确的是( )A.同一电源接入不同的电路,电动势就会发生变化B.1号干电池比7号干电池的体积大,但电动势相同C.电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同D.电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领,电源把其他形式的能转化为电能越多,电动势就越大3.手电筒的两节干电池,已经用了较长时间,灯泡发出很微弱的光,把电池取出来,用电压表测电压,电压表示数接近3 V,再把它们作为一个台式电子钟的电源,电子钟能正常工作,则下列说法正确的是( )①这两节干电池的电动势减少了很多②这两节干电池的内阻增大了很多③这台电子钟的额定电压一定比手电筒小灯泡的额定电压小④这台电子钟的正常工作电流一定比小灯泡正常工作电流小A.①②B.①③C.②④D.③④4.一台发电机用0.5 A的电流向外输电,在1 min内将180 J的机械能转化为电能,则发电机的电动势为( )A.6 VB.360 VC.120 VD.12 V5.单位电荷量的正电荷沿闭合电路移动一周,在内外电路中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.路端电压的大小D.内、外电阻之和6.太阳能电池已经越来越多地应用于我们的生活中,有些太阳帽前安装的小风扇就是靠太阳能电池供电的.可以测得某太阳能电池可产生0.6 V的电动势,这表示( )A.电路中每通过1 C电荷量,太阳能电池把0.6 J的太阳能转变为电能B.无论接不接入外电路,太阳能电池两极间的电压都为0.6 VC.太阳能电池在1 s内将0.6 J的太阳能转变为电能D.太阳能电池将太阳能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)将化学能转化为电能的本领小7.电池容量就是电池放电时输出的总电荷量,某蓄电池标有“15 A·h”的字样,则表示( )A.该电池在工作1 h后达到的电流为15 AB.该电池在工作15 h后达到的电流为15 AC.电池以1.5 A的电流工作,可用10 hD.电池以15 A的电流工作,可用15 h8.一个数码相机中用的锂电池的电压为3.6 V,容量为1 000 mA·h(相当于用1 000 mA的电流释放可放电1 h,用500 mA的电流释放可放电2 h,以此类推).当关闭液晶屏时可拍摄照片400张左右,则每拍一张照片所消耗的电能约为 J;当打开液晶屏时可拍摄照片150张左右,则每拍一张照片液晶屏消耗的电能约为 J.9.电动势为20 V的电源向外供电,已知它在1 min时间内移送120 C的电荷量,则:(1)这个回路中的电流是多大?(2)电源产生了多少电能?10.铅蓄电池的电动势为2 V,一节干电池的电动势为1.5 V,将铅蓄电池和干电池分别接入电路,两个电路中的电流分别为0.1 A和0.2 A.试求两个电路都工作20 s,电源所消耗的化学能分别为多少?哪一个把化学能转化为电能的本领更大?高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高中物理第二章恒定电流电动势学案新人教选修
§2、2电动势班级:第组姓名:【学习目标】1.知道电源是将其它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.理解电源内电阻。
【重点难点】重点:电动势的的概念难点:对电源内部非静电力做功的理解【完成目标】目标一:电源非静电力在电源中所起的作用利用右图来类比,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。
1、概念:电源是通过做功把的能转化为的装置。
2、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。
例1、下列关于电源的说法,正确的是()A.电源向外提供的电能越多,表示电动势越大。
B.电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移送到正极时,非静电力所做的功C.电源的电动势与外电路有关,外电路电阻越大,电动势就越大D.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例2、有一电流表零刻度在表盘中央,已知电流从正接线柱流入,从负接线柱流出时,电流表指针向右偏,现将该电流表接入如图12—2—1所示电路,合上开关,发现电流表指针向左偏,试判断电源的正、负极。
目标二:电动势的理解(1)、定义:在电源内部,与的比值叫电源的电动势。
(2)、定义式:(3)、单位:符号:(4)、物理意义:表示电源把(非静电力做功)转化为的本领大小。
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。
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第2节 电动势一、电源在电路中的作用┄┄┄┄┄┄┄┄①1.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。
[注意] 正确理解非静电力和静电力(1)非静电力:除静电力之外,对电荷的运动起促进或阻碍作用的力,常见的有化学力、洛伦兹力、涡旋电场力等。
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。
(2)静电力:又称库仑力,是静止带电体之间的作用力,每一对静止的点电荷之间的静电力均可以用库仑定律去求解。
①[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(√)2.在电源内部,电荷移动过程中,非静电力做正功,电荷电势能减少(×)3.所有的电源,均是将化学能转化为电能的装置(×)二、电动势和内阻┄┄┄┄┄┄┄┄②1.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叫电源的电动势。
(2)公式:E =W q。
(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1C 的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功。
(6)方向:电动势是标量,为研究问题方便,规定其方向为电源内部电流的方向,即由电源负极指向正极。
(7)电动势的决定因素:电动势是电源的属性,大小完全由电源本身决定,与电源的体积和外电路的组成及变化情况无关。
2.电源的内阻及电池的容量(1)电源的内阻:电源的内部也是由导体组成的,所以也有电阻,这个电阻叫做电源的内阻,内阻与电动势为电源的两个重要参数。
(2)电池的容量:①定义:电池放电时能输出的总电荷量,通常以安培时(A·h)或毫安时(mA·h)作单位。
②特点:电池的容量与放电状态有关,同样的电池,小电流、间断性放电要比大电流、连续放电的容量大。
(3)对同一种电池,体积越大,电池的容量越大,电池的内阻越小。
[注意](1)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)公式E =W q 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 的电荷时,可以将2 J 的化学能转化为电能。
②[填一填]铅蓄电池的电动势为2 V ,一节干电池的电动势为1.5 V ,将铅蓄电池和干电池分别接入电路,两个电路中的电流分别为0.1 A 和0.2 A 。
试求两个电路都工作20 s 时间,电源所消耗的化学能分别为________和________,________把化学能转化为电能的本领更大。
解析:对于铅蓄电池的电路,20 s 时间内通过的电荷量为q 1=I 1t =2 C ;对于干电池的电路,20 s 时间内通过的电荷量为q 2=I 2t =4 C 。
由电动势的定义式E =W q得电源消耗的化学能分别为W 1=q 1E 1=4 J ,W 2=q 2E 2=6 J 。
因为E 1>E 2,故铅蓄电池把化学能转化为电能的本领更大。
答案:4 J 6 J 铅蓄电池[典型例题]例1.以下说法中正确的是( )A.在外电路中和电源内部,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,电荷受到的非静电力大于静电力,非静电力将正电荷从电源负极运送到正极,并将其他形式的能转化为电势能;在电源外部,正电荷受静电力作用从电源正极移动到负极,并将电势能转化为其他形式的能,A、B、C错误,D正确。
[答案] D[点评] 静电力与非静电力做功的区别非静电力只在电源内部对电荷做功,将其他形式的能转化为电能,但静电力在整个闭合电路上都要做功,将电能转化为其他形式的能,在整个电路上,非静电力做的功与静电力做的功相等。
[即时巩固]1.关于电源的说法不正确的是( )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:选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;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。
1.电源电动势与电势差的区别和联系2.电源的连接(1)n 个完全相同的电源串联:电源的总电动势E 总=nE ,电源的总内阻r 总=nr 。
(2)n 个完全相同的电源并联:电源的总电动势E 总=E ,电源的总内阻r 总=r n 。
[注意](1)电动势E =W q 与U =W 电q 及电场强度E =F q等均采用比值定义法。
(2)电压U 计算时有正有负,而电动势E 只能取正值。
(3)电源电动势和电场强度所用的符号相同,注意区分。
[典型例题]例2.下列有关电动势的说法正确的是( )A .电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比,跟通过的电荷量成反比B .电动势的单位跟电压的单位一致,所以电动势就是电源两极间的电压C .非静电力做功越多,电动势就越大D .E =W /q 只是电动势的定义式而非决定式,电动势的大小由电源内非静电力的特性决定[解析] 电动势的关系式E =W /q 是比值定义式而非决定式,不能说和W 成正比和q 成反比,故A 错误;虽然电动势的单位跟电压的单位一致,但电动势是和非静电力所做的功对应的物理量,而电压是和静电力所做的功对应的物理量,故B 错误;非静电力所做的功多少还和移动的电荷量有关,故选项C 错误;由电动势的定义可知D 选项正确。
[答案] D[点评](1)电源的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,即非静电力移送相同电荷量的电荷做功越多,则电动势越大。
(2)公式E =W q中W 为非静电力做的功,而E 的大小与W 、q 无关。
(3)电源电动势的大小是由电源本身性质决定的,不同种类的电源电动势的大小不同。
[即时巩固]2.下面是对电源电动势概念的认识,你认为正确的是( )A.同一电源接入不同的电路,电动势就会发生变化B.1号干电池比7号干电池大,但电动势相同C.电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领,电源把其他形式的能转化为电能越多,电动势就越大D.电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同解析:选B 电动势的大小由非静电力性质决定,与外电路及电池体积无关,故A错,B对;电动势在数值上等于搬运1 C电荷量把其他形式的能转化为电能的数值,C选项由于没确定多少电荷量,所以不对;电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量,而电压是电势差的大小,D错。
[典型例题]例3.据信息产业部在7月底公布的最新统计,某年上半年,国产品牌手机的国内市场占有率比上一年猛升16.21%,达到55.28%的份额。
如图所示的是某品牌手机电池上的文字说明,由此可知该电池的电动势和所储存的最大电能是( )A.4.2 V 9.07×103 JB.3.7 V 9.07×103 JC.4.2 V 7.99×103 JD.3.7 V 7.99×103 J[解析] 由铭牌可知,该电池的电动势E=3.7 V,储存总电荷量Q=600 mA·h,根据电池做的功等于消耗的电能,所以储存的最大电能E电能=W=IUt=QU=600×10-3×3 600×3.7 J≈7.99×103 J,D正确。
[答案] D[点评]求解此类问题的关键是能够从题目中提炼出有用的信息,然后根据相应的物理规律进行求解。
[即时巩固]3.下表是两个电池外壳上的说明文字:(1)由表中数据可看出进口电池的电动势是多少伏?(2)上述国产电池最多可放出多少电荷量?若该电池工作电流为0.03 A ,则最多可工作多少个小时?解析:(1)由题表中数据可看出进口电池的电动势为1.2 V 。
(2)国产电池可放出的电荷量为600 mA·h,则q =600×10-3×3 600 C=2 160 C由q =It 得t =q I =2 1600.03s =72 000 s =20 h 答案:(1)1.2 V(2)600 mA·h(或2 160 C)20 h1.[多选]关于电源,下列说法中正确的是( )A .电源可将其他形式的能转化为电能B .在电源内部,其他形式的能转化为电能C .在电源内部,电源依靠库仑力搬移电荷D .电源就是产生电荷的装置解析:选AB 电源是将其他形式的能转化为电能的装置,A 正确;在电源内部依靠非静电力做功将其他形式的能转化为电能,B 正确,C 错误;电源能够不断移动电荷,不能产生电荷,D 错误。
2.铅蓄电池的电动势为2 V ,下列说法错误的是( )A .电路中每通过1 C 电荷量,电源把2 J 的化学能转化为电能B .铅蓄电池断开时其两极间的电压为2 VC .铅蓄电池在1 s 内将2 J 的化学能转变成电能D .铅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1.5 V)的大解析:选C 根据电动势的定义E =W q ,非静电力移动1 C 电荷量所做的功W =qE =1×2 J =2 J ,由功能关系可知有2 J 的化学能转化为电能,A 正确,C 错误;电源两极的电势差(电压)U =E 电能q ,而E 电能=W ,所以U =E =Wq=2 V ,B 正确;电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量,E 蓄电池=2 V>E 干电池=1.5 V ,D 正确。