《2018-2019學年高中物理 第二章 恒定電流 第2節(jié) 電動勢課件 新人教版選修3-1.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019學年高中物理 第二章 恒定電流 第2節(jié) 電動勢課件 新人教版選修3-1.ppt（37頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、第2節(jié)電動勢,【學習目標】 1.知道電源是將其他形式能轉化為電勢能的裝置.2.了解電路中靜電力和非靜電力做功與能量轉化的關系.3.了解電源電動勢的基本含義,知道它的定義式,了解電源的內阻.,基礎知識,核心要點,學習效果,核心素養(yǎng),基礎知識 探究,教材探究,知識點一,電源的作用,【問題導學】,(1)如圖1,水池A,B的水面有一定的高度差,若在A,B之間用一細管連起來,則水在重力的作用下定向運動,A,B之間的高度差很快消失.在這種情況下,水管中只有一個短暫水流.怎樣才能保持A,B之間的高度差,在A,B之間形成持續(xù)的水流呢?,,答案:(1)需要加一個抽水機,把水池B中的水抽到水池A中.,(2)如圖2

2、所示,電源在電路中的作用相當于抽水機的作用,它能不斷地將流到負極的正電荷搬運到正極,從而保持正、負極有穩(wěn)定的電勢差,維持電路中有持續(xù)的電流.電源是通過什么力做功實現這個功能的?,,答案:(2)通過非靜電力做功.,(3)對比上述抽水過程和電荷在電路中的運動,分析它們的能量轉化情況.,,答案:(3)當水由A池流向B池時重力做正功,減少的重力勢能轉化為其他形式的能;在電源外部,靜電力對正電荷做正功,減少的電勢能轉化為其他形式的能;當抽水機將B中的水抽到A的過程中,要克服水的重力做功,將其他形式的能轉化為水的重力勢能;在電源內部,要靠非靜電力作用于正電荷克服靜電力做功,將其他形式的能轉化為電荷的電勢能

3、.,【知識梳理】,1.非靜電力的作用:把正電荷由 搬運到 ,同時在該過程中非靜電力做功,將 能量轉化為電勢能. 2.非靜電力的實質:在電池中是指 ,在發(fā)電機中是指 . 3.電源 (1)概念:通過非靜電力做功把 轉化為 的裝置. (2)能量轉化:在電源內部,非靜電力做正功,其他形式的能轉化為 ,在電源外部, 做正功,電能轉化為其他形式的能.,負極,正極,其他形式的,化學作用,電磁作用,其他形式的能,電勢能,電能,靜電力,知識點二,電源的參數電動勢、內阻與容量,【問題導學】,日常生活中經常接觸到各種各樣的電源,如圖所示的干電池、手機電池,它們有的標有“1.5 V”

4、字樣,有的標有“3.7 V”字樣. 如果把1 C的正電荷從1.5 V干電池的負極移到正極,電荷的電勢能增加了多少?非靜電力做了多少功?如果把1 C的正電荷從3.7 V的手機電池的負極移到正極呢?哪個電池做功本領大?,,答案:從1.5 V干電池的負極移到正極,電勢能增加了1.5 J,非靜電力做功1.5 J;從3.7 V手機電池的負極移到正極,電勢能增加了3.7 J,非靜電力做功3.7 J.3.7 V手機電池做功本領大.,1.電動勢 (1)概念:在電源內部,非靜電力把正電荷從負極移送到正極所做的功W與 . 的比值. (2)大小:在數值上等于非靜電力把 的正電荷在電源內部從負極移送到正極所做

5、的功.即E= .單位:伏特(V). (3)物理意義:反映電源 做功本領大小的物理量. (4)大小的決定因素:由電源中 的特性決定,跟電源的體積無 關,跟 也無關.,被,【知識梳理】,移送電荷q,1 C,非靜電力,非靜電力,外電路,2.內阻:電源 導體的電阻. 3.容量:電池放電時能輸出的總電荷量,其單位是Ah或mAh.,內部,思考判斷,1.在電源內部,電荷移動過程中,靜電力做負功,非靜電力做正功,電荷電勢能增加.( ) 2.在電源內部,正電荷能從負極流到正極,是因為電源內部只存在非靜電力而不存在靜電力.( ) 3.電源的電動勢跟電源內非靜電力做的功成正比,跟通過的電荷量成反比.

6、( ) 4.電動勢的單位跟電壓的單位一致,所以電動勢就是電源兩極間的電壓. ( ) 5.E= 只是電動勢的定義式而非決定式,電動勢的大小由電源內非靜電力的特性決定.( ),,,,,,核心要點 突破,要點一,電源工作原理的理解,1.電源是搬運電荷裝置 (1)如圖所示,在電源外部,在靜電力作用下,正電荷從正極流到負極;在電源內部,非靜電力又將正電荷從負極搬運到 正極,這樣電路中有持續(xù)的電流.,(2)在電源內部非靜電力作用下,正極持續(xù)聚集正電荷,電勢較高,所以電源使正、負極保持有穩(wěn)定的電勢差. 2.電源是能量轉化的裝置 (1)在電源外部,靜電力對正電荷做正功,減少的電勢能轉化為其他形式的能; (2)

7、在電源內部,要靠非靜電力作用于正電荷克服靜電力做功,將其他形式的能轉化為電荷的電勢能.,,狀元心得,,在電池中,非靜電力是化學作用,它使化學能轉化為電勢能;在發(fā)電機中,非靜電力是電磁作用,它使機械能轉化為電勢能.,【例1】 (2018黑龍江齊齊哈爾八中高二測試)以下說法中正確的是() A.在外電路和電源內部,正電荷都受靜電力作用,所以能不斷地定向移動形成電流 B.靜電力與非靜電力都可以使電荷移動,所以本質上都是使電荷的電勢能減少 C.在電源內部,正電荷能從負極到達正極是因為電源內部只存在非靜電力而不存在靜電力 D.靜電力移動電荷做功,電勢能減小;非靜電力移動電荷做功,電勢能增加,,思路探究 (

8、1)在閉合電路中,電源內部,是什么力做功,將其他形式的能轉化為電能? (2)在電源外部,是什么力做功,將電能轉化為其他形式的能? 答案:(1)電源內部,非靜電力做功,將其他形式的能轉化為電能;(2)在電源外部靜電力做功將電能轉化為其他形式的能. 解析:在電源內部和外部都存在著由正極指向負極的電場,在電源外部,正電荷受靜電力作用,能不斷地定向移動形成電流,此過程靜電力做正功使電荷的電勢能減少,在電源內部,正電荷受靜電力方向與移動方向相反,靜電力不能使正電荷定向移動,而非靜電力使正電荷由負極移動到正極,克服靜電力做功,使電荷的電勢能增加,故選項D正確. 答案:D,,誤區(qū)警示,靜電力與非靜電力做功的

9、區(qū)別 (1)非靜電力只在電源內部對電荷做功,但靜電力在整個閉合電路上都要做功. (2)非靜電力對電荷做功,將其他形式的能轉化為電能;靜電力對電荷做功,將電能轉化其他形式的能.在整個電路上,非靜電力做的功與靜電力做的功相等.,【針對訓練1】 (2018甘肅白銀一中高二檢測)(多選)關于電源,下列說法中正確的是( ) A.電源可將其他形式的能轉化為電能 B.在電源內部,其他形式的能轉化為電能 C.在電源內部,電源依靠庫侖力搬運電荷 D.電源就是產生電荷的裝置,AB,,解析:電源是將其他形式的能轉化為電能的裝置,選項A正確;在電源內部依靠非靜電力做功將其他形式的能轉化為電能,選項B正確,C錯誤;電源

10、能夠不斷移動電荷,不能產生電荷,選項D錯誤.,要點二,對電動勢的理解,1.概念理解 (1)不同電源的電動勢不同 對于不同電源,電動勢越大,表示將其他形式的能轉化為電能的本領越大,其實質是非靜電力做功的本領越大,即把相同數量的正電荷在電源內部從負極搬運到正極過程中,非靜電力做功就越多. (2)電動勢是標量,但為研究問題的方便,常認為電動勢有方向,規(guī)定其方向為電源內部電流的方向,即在電源內部由電源負極指向正極.,2.電動勢和電壓的區(qū)別與聯系,,狀元心得,,1)E= 是電動勢的定義式而不是決定式,E的大小與W和q無關,是由電源自身的性質決定的. 2)電動勢的大小等于在電源的內部從負極到正極移送單位正

11、電荷非靜電力做功的數值.一定要注意必須是“單位正電荷”,而不是“任意電荷”.,【例2】 (2018福建三明一中高二測試改編)鉛蓄電池的電動勢為2 V,一節(jié)干電池的電動勢為1.5 V,將鉛蓄電池和干電池分別接入電路,兩個電路中的電流分別為0.1 A和0.2 A. (1)鉛蓄電池接入電路工作40 s,電源所消耗的化學能為多少? (2)干電池接入電路工作20 s,電源所消耗的化學能為多少? (3)哪一個把化學能轉化為電能的本領更大?,,思維導圖,,解析:(1)對于鉛蓄電池所在電路,40 s時間內通過的電荷量q1=I1t1=4 C;鉛蓄電池消耗的化學能W1=q1E1=8 J. (2)對于干電池所在電路

12、,20 s時間內通過的電荷量q2=I2t2=4 C. 干電池消耗的化學能W2=q2E2=6 J. (3)因為E1E2,故鉛蓄電池把化學能轉化為電能的本領大.電動勢表征電源的轉化本領. 答案:(1)8 J(2)6 J(3)鉛蓄電池,,方法總結,電源消耗其他形式的能的計算 電動勢只是表征電源的轉化本領,電源消耗其他形式的能的多少還與電流、工作時間有關,計算時可用W=qE或W=EIt.,【針對訓練2】 下列有關電動勢的說法正確的是( ) A.電源的電動勢跟電源內非靜電力做的功成正比,跟通過的電荷量成反比 B.電動勢的單位跟電壓的單位一致,所以電動勢就是電源兩極間的電壓 C.非靜電力做功越多,電動勢就

13、越大 D.E= 只是電動勢的定義式而非決定式,電動勢的大小由電源內非靜電力的特性決定,D,,【針對訓練3】 (2018江西撫州東鄉(xiāng)縣一中高二測試)將電動勢為3 V的電源接入電路中,測得電源兩極間的電壓為2.4 V,當電路中有6 C的電荷流過時,求: (1)有多少其他形式的能轉化為電能;,,解析:(1)W=Eq=36 J=18 J,電源中共有18 J其他形式的能轉化為電能. 答案:(1)18 J,(2)外電路中有多少電能轉化為其他形式的能; (3)內電路中有多少電能轉化為其他形式的能.,,解析:(2)W1=U1q=2.46 J=14.4 J,外電路中共有14.4 J的電能轉化為其他形式的能. (

14、3)W2=W-W1=3.6 J,內電路中有3.6 J電能轉化為其他形式的能. 答案:(2)14.4 J(3)3.6 J,學習效果 檢測,1.一節(jié)干電池的電動勢為1.5 V,這表示( ) A.電池中每通過1 C的電荷量,該電池能將1.5 J的化學能轉變成電勢能 B.該電池接入電路工作時,電池兩極間的電壓恒為1.5 V C.該電池存儲的電能一定比電動勢為1.2 V的電池存儲的電能多 D.將1 C的電子由該電池負極移送到正極的過程中,非靜電力做了1.5 J的功,,A,解析:電動勢大小表示電池中每通過1 C的電荷量,電池將其他形式的能量轉化為電勢能本領的大小,并非表示電池內部儲存的能量大小,選項A正確

15、,C錯誤;電動勢大小等于電池接入電路前兩極之間的電壓大小,選項B錯誤;電動勢為1.5 V,表示電池內部非靜電力將1 C的電子由電源正極移送到負極過程中所做功的大小,選項D錯誤.,2.(多選)關于電源的作用,下列說法中正確的是( ) A.在電源內部把電子從負極搬運到正極 B.在電源內部把電子從正極搬運到負極 C.把電能轉化為其他形式的能 D.把其他形式的能轉化為電能,,BD,解析:在電源內部是非靜電力驅使電子從正極流向負極做正功,靜電力做負功,選項A錯誤,B正確;從能量守恒的角度看,電源內部把其他形式的能轉化為電能,選項C錯誤,D正確.,3.(2018遼寧葫蘆島高級中學高二月考)一臺發(fā)電機用0.

16、5 A的電流向外輸電,在1 min內將180 J的機械能轉化為電能,則發(fā)電機的電動勢為( ) A.6 V B.360 V C.120 V D.12 V,A,,4.由六節(jié)干電池(每節(jié)的電動勢為1.5 V)串聯組成的電池組,對一電阻供電.電路中的電流為2 A,在10 s內電源做功為180 J,則電池組的電動勢為多少?從計算結果中你能得到什么啟示?,,答案:9 V串聯電池組的總電動勢等于各電池的電動勢之和,核心素養(yǎng) 提升,(教師備用),【錯例分析】電動勢與電勢差的比較 (2018吉林延邊一中高二月考)有關電壓與電動勢的說法中正確的是() A.電壓與電動勢的單位都是伏特,所以電動勢與電壓是同一物理量

17、的不同叫法 B.電動勢就是電源兩極間的電壓 C.電動勢公式E= 中的W與電壓U= 中的W是一樣的,都是靜電力做的功 D.電動勢與電壓從能量轉化的角度來說有本質的區(qū)別,學長經驗分享,,,答案:D,【科學技術社會環(huán)境】,光伏發(fā)電 光伏發(fā)電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變?yōu)殡娔艿囊环N技術.主要由太陽電池板(組件)、控制器和逆變器三大部分組成,主要部件由電子元器件構成.太陽能電池經過串聯后進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置.,太陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源,具有充分的清潔性、絕對的安全性、相對的廣泛性、確實的長壽命和免維護性、資源的充足性及潛在的經濟性等優(yōu)點,在長期的能源戰(zhàn)略中具有重要地位.,