22电动势

第二章恒定电流

第２节电动势

只有创造，才是真正的享受，只有拚搏,才是充实的生活.

学习目标：

1。知道电源是将其他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.理解电源内阻。

重、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

１．电源是通过力做功把其他形式的能转化为电能的装置.

2。电电动势在数值上等于把1C的正电荷在电源内部从极移送到极所做的功；电动势E表示为E＝；单位是 ,符号是 ;电动势由电源中决定，跟电源的体积无关，也跟外电阻无关。

3.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。

同步导学

1.电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置。在电池中,非静电力的作用是化学作用,它把化学能转化为电能;在发动机中,非静电力的作用是电磁作用，它使机械能转化为电能.

2．电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领；电动势在数值上等于非静电力把1C 正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功；电动势由电源中非静电力的性质决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关.

3。电池的参数

（1)电动势是电池的重要参数，电动势取决于电池正负极材料及电解液的化学性质,跟电池的大小无关.

(2）电池的容量是电池放电时能输出的总电荷量，通常以安培小时或毫安小时为单位。

(3）电池的内阻指电源内部导体对电源的阻碍作用，它在使用过程中变化较大，对同种电池来说,体积越大，电池的容量越大,内阻越小.

例１．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

解答B

例2。下图是两个电池外壳上的说明文字

某型号进口电池某型号国产电池

RECHＡRＧＥAＢ

LE

1。2V５00mAｈ

STＡＮDARＤ

ＣHARGE

15h at 50mＡ

GNY０.6（KR-AＡ)

1．2V 600mAh

RＥCHARGEＡBＬE

STANDAＲＤCHARGＥ

１5h at ６0mＡ（例2)

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。

解答:(1

）1。2；600；2０

要点归纳

要点一正确理解电源的作用

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．

图2—2－2

（1)如图2－2－２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送到正极,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它形式的能．如图2-2-2所示，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2－2－3所示,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静电力做功，使电荷的电势能增加，即从能量转化来看。电源是把其它形式的能转化为电能的装置。

图２—２-3

要点二常见的几种电池

实验室和日常生活中用得最多的电池是化学电池,各种化学电池基本上是由电解质溶液和插在其中的正、负电极组成.正、负电极用不同的金属或者碳棒制成．

圆筒形干电池是一种广泛使用的电源,用氯化铵作电解质。这种电池按体积大小有多种规格，电动势都是1.5 Ｖ．层叠电池也是一种干电池,它由多个电池组合而成，电动势较高．碱性电池的外形和电动势与干电池一样，但改用强碱性物质氢氧化钾或氢氧化钠做电解质,容量比同体积的

干电池大得多,常用在小型录音机、照相闪光灯等耗电荷量大的用电器中．

钮扣式氧化银电池体积小，可用于电子表、便携式计算器等．它的正极是氧化银，负极是锌,电解液是氢氧化钾溶液。该电池的电动势为1。５5 V.

可再充电的电池叫二次电池，镍氢电池、锂离子电池等都是二次电池．常用在移动电话、手提电脑等需要重新充电的用电器中.

铅蓄电池也是一种二次电池,它的负极是铅板,正极是涂了一层过氧化铅的铅板,电解液是硫酸溶液。它的电动势是２Ｖ.

硅光电池是一种将光能转化为电能的电池．这种电池性能稳定，使用寿命长。在人造卫星上常用硅光电池做电源.目前硅光电池的成本较高，能量转换效率较低，这限制了它的使用范围.

疑难解答

典例剖析

一、电动势的理解

【例1】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

答案ＡC

解析电源是将其他能量转化为电能的装置，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,因此选项Ａ正确。电源电动势是反映电源内部其他形式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，被移送的电荷量越多，所以选项C正确。

二、电池的各种参数

【例2】阅读相关课本的内容,说一说电池的几个重要参数：电动势、容量、内阻的不同特点，并结合生活中的电池,加深对电源的认识。

答案（1）电动势：反映电池将其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，由电池中非静电力的特性决定(如正、负极材料,电解液的化学性质），与电池的体积无关，也与外电路无关．（2）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．例如，15 A·ｈ的蓄电池充电后以1.５A电流为用电器供电,大约可以工作10 h。电池的容量与放电状态也有关系，同样的电池，小电流、间断性放电就比大电流、连续放电的容量大．

(3）电池还有一个重要参数是电池内的电阻,即内阻,电池的内阻在使用过程中变化较大．对