高中物理 第2章 恒定電流 2 電動勢課件 新人教版選修3-1.ppt
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成才之路 物理,路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 選修3-1,恒定電流,第二章,2 電 動 勢,第二章,要在電路中維持持續(xù)電流,電路中必須接有電源,電池是常見的電源,下圖是常見的各種電池。 用什么物理量去描述電源的特性呢?,,電源,1.概念 通過__________做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為________的裝置。 2.原理 在電源內(nèi)部__________做功,______________轉(zhuǎn)化為電能;在電源的外部電路,__________做功,________轉(zhuǎn)化為其他形式的能。 3.作用 保持兩極間有__________,供給電路電能。,非靜電力,電能,非靜電力,其他形式的能,電場力,電能,一定電壓,電動勢,1.概念 非靜電力把正電荷從負極移送到正極所__________跟被移送的__________的比值叫電源的電動勢。 2.公式 E=__________ 3.單位 伏特,做的功,電荷量,4.物理意義 反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能____________,在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)部從負極移送到正極__________。 5.方向規(guī)定 電動勢E是標量,為研究問題方便,規(guī)定其方向為電源內(nèi)部電流方向,即由電源_______指向________方向。 6.大小的決定因素 由電源中__________的特性決定,跟電源的體積無關(guān),跟__________也無關(guān)。,本領(lǐng)的大小,所做的功,負極,正極,非靜電力,內(nèi)外電路,1.電源的內(nèi)阻 電源的內(nèi)部也是由導體組成的,所以也有________,這個電阻叫做電源的內(nèi)阻。 2.電池的容量 ①定義:電池放電時能輸出的__________,通常以安培時(Ah)或毫安時(mAh)作單位。 ②特點:電池的容量與__________有關(guān),同樣的電池,小電流、間斷性放電要比大電流、連續(xù)放電的容量大。,電源的內(nèi)阻及電池的容量,電阻,總電荷量,放電狀態(tài),一、正確理解非靜電力 1.模型類比 如圖甲所示,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,從水池A運動到水池B,A、B之間的高度差很快消失,在這種情況下,水管中只可能有一個瞬時水流。但若在水池A、B間連一臺抽水機,將水池B中的水抽到水池A中,保持A、B之間的高度差,那么在水管中就有源源不斷的水流了。,如圖乙所示,電源在電路中的作用相當于抽水機的作用,它能不斷地使流到負極的正電荷,在電源內(nèi)部通過非靜電力的作用再搬運到正極,從而保持正、負極間有穩(wěn)定的電勢差,使電路中有持續(xù)的電流。,,2.能量轉(zhuǎn)化的比較 當水由A流向B時重力做正功,減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。在電源外部,電場力對正電荷做正功,減少的電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。在抽水機將B中的水抽到A的過程中,要克服水的重力勢能做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為水的重力勢能。在電源內(nèi)部,要靠非靜電力作用于正電荷,克服電場力做功,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電荷的電勢能。 3.非靜電力的作用 從力的角度看,非靜電力將正電荷由電源負極搬到電源正極,從而維持電路兩端有穩(wěn)定的電勢差;從能量轉(zhuǎn)化的角度來看,電源通過非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。,小朋友在玩游戲時,如下圖所示,將小球從地面搬至滑梯上面,再讓小球從滑梯上滑至地面。為了保持總有小球從滑梯上滑下,小朋友必須不斷地將小球從地面搬至滑梯上。小朋友對小球做功,使小球重力勢能增加。,,試分析回答: (1)小球沿滑梯滾下的過程,可以類比電源在閉合電路中的哪一個過程? (2)小朋友不斷將小球從地面搬到滑梯上的過程,可以類比為電源在閉合電路中的哪一過程? 答案:(1)可以類比為在外電路電場力做正功將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程。 (2)可以類比為在電源內(nèi)部非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程。,二、對電動勢的理解 1.概念理解 (1)電源的種類不同,電源提供的非靜電力性質(zhì)不同,一般有化學力、磁場力(洛倫茲力)、渦旋電場力等,其大小也不同。 (2)電動勢是標量,電源內(nèi)部電流的方向,由電源負極指向正極。,在炎熱的夏天我們可以經(jīng)??吹?,有的小朋友的太陽帽前有一小風扇(如圖所示),該小風扇與一小型的太陽能電池板相接,對其供電。經(jīng)測量該電池能產(chǎn)生的電動勢為E=0.6V,則關(guān)于該電池的描述正確的是( ),,A.單位時間內(nèi)可把0.6J的太陽能轉(zhuǎn)化為電能 B.通過1C電荷量該電池能把0.6J的太陽能轉(zhuǎn)化為電能 C.該電池把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比一節(jié)7號電池的本領(lǐng)大得多 D.把該電池接入閉合電路后,電動勢減小 答案:B 解析:電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷從電源內(nèi)部的負極移到正極所做的功,即把太陽能轉(zhuǎn)化為電能的多少,而不是在1s內(nèi)轉(zhuǎn)變的電能,A錯誤,B正確;電動勢越大,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大,C錯誤;無論該電池是否接入電路,電動勢的大小為定值0.6V,D錯誤。,關(guān)于電動勢下列說法中正確的是( ) A.在電源內(nèi)部把正電荷從負極移到正極,非靜電力做功,電能增加 B.對于給定的電源,移送正電荷非靜電力做功越多,電動勢就越大 C.電動勢越大,說明非靜電力在電源內(nèi)部從負極向正極移送單位電荷量做的功越多 D.電動勢越大,說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負極移送到正極的電荷量越多,對電動勢的理解,解析:電源是將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的裝置,是通過電源內(nèi)部的非靜電力做功來完成的,所以非靜電力做功,電能就增加,A正確;電源電動勢是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量,電動勢在數(shù)值上等于移送單位電荷量非靜電力所做的功,不能說電動勢越大,非靜電力做功越多,也不能說電動勢越大,移送的電荷量越多,C正確,B、D錯誤。 答案:AC,(安徽銅陵一中2014~2015學年高二上學期檢測)手電筒的兩節(jié)干電池,已經(jīng)用過較長時間,燈泡只發(fā)出很微弱的光,把它們?nèi)〕鰜?,用電壓表測電壓,電壓表示數(shù)很接近3V,再把它們作為一個臺式電子鐘的電源,電子鐘能正常工作,下列說法正確的是:( ) ①這兩節(jié)干電池的電動勢減少了很多 ②這兩節(jié)干電池的內(nèi)阻增大了很多,③這臺電子鐘的額定電壓一定比手電筒的小燈泡的額定電壓小 ④這臺電子鐘的正常工作電流一定比小燈泡正常工作電流小 A.①② B.①③ C.②④ D.③④ 答案:C,解析:題目所給的材料中,有幾點要特別注意:手電筒的燈泡發(fā)出很微弱的光,這說明通過小燈泡的電流已經(jīng)很小,用電壓表測兩節(jié)干電池的電壓示數(shù)接近3V,這說明每節(jié)干電池的電動勢仍約為1.5V,把它們作為電子鐘的電源,電子鐘正常工作,說明電子鐘的工作電流比較小。由此我們可以知道,干電池在用了很長一段時間之后,電動勢的大小仍基本沒變,那為什么手電筒卻發(fā)出微弱的光呢?可見,該電池的內(nèi)電阻已經(jīng)變大了很多,故答案選C。,將電動勢為3.0V的電源接入電路中,測得電源兩極間的電壓為2.4V,當電路中有6C的電荷流過時,求:(1)有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。(2)外電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。(3)內(nèi)電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。 解析:由電動勢的定義可知,在電源內(nèi)部中非靜電力每移送1C電荷,有3J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。也可認為在電源中,非靜電力移送電荷做多少功,就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能;在電路中,電場力移送電荷做多少功,就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。,電路中能量的轉(zhuǎn)化,(1)W=Eq=36J=18J電源中共有18J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。 (2)W1=U1q=2.46J=14.4J外電路中共有14.4J電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。 (3)內(nèi)電壓U2=E-U1=3V-2.4V=0.6V ∴W2=U2q=0.66J=3.6J內(nèi)電路中共有3.6J電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。也可由能量守恒求出:W2=W-W1=3.6J。 點評:電源和電路都是實現(xiàn)能的轉(zhuǎn)化的裝置,做功是完成轉(zhuǎn)化方式的量度。,A.0.24J B.0.25J C.0.26J D.0.28J 答案:C,正確解答:電壓和電動勢雖然單位相同,但它們表征的物理意義不同,電壓是表征電場力做功將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的本領(lǐng)大小的物理量,而電動勢是表征電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量,故電壓與電動勢不是同一個物理量,所以A錯誤,D正確;只有電源開路時,電動勢才等于電源兩極間的電壓,B錯誤;電動勢公式中W是非靜電力做的功不是電場力做的功,C錯誤。 正確答案:D,- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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