2018-2019學(xué)年高中物理人教版（京津瓊魯專用）必修二試題：第二章　恒定電流 2

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2電動勢［學(xué)科素養(yǎng)與目標要求］物理觀念：1。知道什么是電源，了解電路中靜電力和非靜電力做功與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系.2.知道電動勢的定義式，并會進行簡單計算，了解電源的內(nèi)阻?？茖W(xué)探究：收集信息，了解各種型號的電源、電池,知道同一種類的電池電動勢相同,但內(nèi)阻和容量不同.一、電源與非靜電力做功1。非靜電力的作用：把正電荷從負極搬運到正極，同時在該過程中非靜電力做功，使電荷的電勢能增加.2.電源（1)定義：通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置。(2）能量轉(zhuǎn)化：在電源內(nèi)部，非靜電力做正功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，在電源外部，電場力做正功，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。二、電動勢和內(nèi)阻1.電動勢（1)定義：在電源內(nèi)部，非靜電力把正電荷從負極移送到正極所做的功W與被移送電荷q的比值。（2)定義式：E＝eq\f（W,q).單位：伏特(V)(3)物理意義：反映電源非靜電力做功本領(lǐng)大小的物理量.(4）決定因素：由電源中非靜電力的特性決定，跟電源的體積無關(guān)，跟外電路無關(guān).2。內(nèi)阻:電源內(nèi)部導(dǎo)體的電阻.判斷下列說法的正誤.(1)在電源內(nèi)部,電荷移動過程中，電場力做負功，電荷電勢能增加.（√)(2）所有的電源，均是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置.（×)（3）電源的電動勢跟電源內(nèi)非靜電力做的功成正比，跟通過的電荷量成反比。（×）(4）E＝eq\f(W,q)只是電動勢的定義式而非決定式,電動勢的大小由電源內(nèi)非靜電力的特性決定。（√）一、對非靜電力的理解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.在這個過程中,水管中只有一個短暫水流.怎樣才能保持A、B之間穩(wěn)定的高度差，在A、B之間形成持續(xù)的水流呢？答案需要加一個抽水機，把水池B中的水抽到水池A中.2.如圖2所示,電源在電路中的作用相當(dāng)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(xiàn)這個功能的？圖1圖2答案通過非靜電力做功。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(zhuǎn)化情況。答案當(dāng)水由A池流向B池時重力做正功,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；當(dāng)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(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.1.非靜電力：電源內(nèi)使正、負電荷分離，并使正電荷聚積到電源正極、負電荷聚積到電源負極的非靜電性質(zhì)的作用力，是對除靜電力外能對電荷流動起作用的其他力的統(tǒng)稱.2。來源（1）在化學(xué)電池(干電池、蓄電池）中,非靜電力是化學(xué)作用，它使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢能。（2）在發(fā)電機中，非靜電力是電磁作用，它使機械能轉(zhuǎn)化為電勢能.3.功能關(guān)系：非靜電力總是克服靜電力做功，非靜電力做功的過程就是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程。做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。例1（多選）下列說法正確的是()A.在外電路和電源內(nèi)部,正電荷都受非靜電力作用，所以能不斷定向移動形成電流B.靜電力與非靜電力都可以使電荷移動，所以本質(zhì)上都是使電荷的電勢能減少C。在電源內(nèi)部正電荷能從負極到正極是電源內(nèi)部非靜電力克服靜電力做功的結(jié)果D。靜電力移動電荷做功電勢能減少，非靜電力移動電荷做功電勢能增加答案CD解析在電源外部，電荷受靜電力作用,而在電源內(nèi)部,電荷既受靜電力作用，又受非靜電力作用,故能使電荷不斷定向移動形成電流，選項A錯誤，C正確；靜電力做功，使電荷電勢能減少,非靜電力做功，使電荷電勢能增加，選項B錯誤,D正確.例2（多選）電池給燈泡供電與人將球拋出在能量轉(zhuǎn)化方面有相似之處，我們可以將電勢能類比于重力勢能,如圖3所示，下列說法正確的是()圖3A?？梢詫㈦娏魍ㄟ^燈泡時電流做功與拋球時人對球做功相類比B。可以將電池的非靜電力做功與拋球時人對球做功類比C.可以將電流通過燈泡時電流做功與重力對球做功類比D。可以將電池的非靜電力做功與重力對球做功類比答案BC解析將電勢能類比重力勢能，電流通過燈泡做功，電勢能減少,可類比重力做功，重力勢能減少。非靜電力做功，電勢能增加，可類比拋球時人對球做功，球重力勢能增加，故B、C正確。二、對電動勢的理解日常生活中我們經(jīng)常接觸到各種各樣的電源，如圖4所示的干電池、手機電池,它們有的標有“1。5V"字樣，有的標有“3。7V”字樣。圖4如果把1C的正電荷從1。5V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1C的正電荷從3。7V的手機電池的負極移到正極呢?哪個電池做功本領(lǐng)大？答案把1C的正電荷從1。5V干電池的負極移到正極，電勢能增加了1。5J，非靜電力做功1。5J；從3。7V手機電池的負極移到正極，電勢能增加了3。7J，非靜電力做功3。7J。3.7V手機電池做功本領(lǐng)大。1.E＝eq\f（W，q）是電動勢的定義式而不是決定式，E的大小與W和q無關(guān)，是由電源自身的性質(zhì)決定的,電動勢不同，表示電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)不同。2。電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負極移送到正極所做的功。3。電動勢是標量，但為研究問題的方便，常認為其有方向，規(guī)定其方向為電源內(nèi)部電流的方向，即在電源內(nèi)部由電源負極指向正極.4.常用電池的電動勢干電池鉛蓄電池鋰電池鋅汞電池1.5V2V3V或3。6V1.2V5。容量:電池放電時能輸出的總電荷量，其單位是:A·h或mA·h。例3一節(jié)干電池的電動勢為1。5V，這表示（)A。電池中每通過1C的電荷量，該電池能將1.5J的化學(xué)能轉(zhuǎn)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。5VC。該電池存儲的電能一定比電動勢為1。2V的電池存儲的電能多D。將1C的電子由該電池負極移送到正極的過程中,非靜電力做了1.5J的功答案A解析電動勢大小表示電池中每通過1C的電荷量，電池將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電勢能本領(lǐng)的大小，并非表示電池內(nèi)部儲存的能量大小，故選項A正確，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，故選項B錯誤；電動勢為1.5V，表示電池內(nèi)部非靜電力將1C的電子由電源正極移送到負極過程中所做功的大小，故選項D錯誤。例4將電動勢為3V的電源接入電路中，測得電源兩極間的電壓為2.4V，當(dāng)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.答案（1）18J(2)14。4J(3）3.6J解析由電動勢的定義可知,在電源內(nèi)部非靜電力每移送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,靜電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。（1）W＝Eq＝3×6J＝18J，電源中共有18J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.(2)W1＝U1q＝2.4×6J＝14。4J,外電路中共有14。4J的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.(3)W2＝W－W1＝3。6J,內(nèi)電路中有3.6J電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。電動勢E＝eq\f(W，q)和電壓U＝eq\f（W，q)的區(qū)別電動勢E＝eq\f(W,q)是電動勢的計算式，其中W為非靜電力做的功；電壓U＝eq\f（W,q）為電壓的計算式，其中W為靜電力做的功。兩者的單位雖然相同,但表示的意義不同；電動勢反映非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，表征電源的性質(zhì)；電壓就是電勢差的大小,即電路(電場)中兩點電勢的差值,反映電場能的性質(zhì)。1。(對電源與非靜電力做功的理解)(多選)下列說法中正確的是（)A。電源外部存在著由正極指向負極的電場,內(nèi)部存在著由負極指向正極的電場B.在電源外部電路中，負電荷靠靜電力由電源的負極流向正極C.在電源內(nèi)部電路中,正電荷靠非靜電力由電源的負極流向正極D.在干電池中，靠化學(xué)作用使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢能答案BCD2.(對電動勢的理解）（多選)下列說法中正確的是（）A。同一型號干電池，舊電池比新電池的電動勢小，內(nèi)阻大,容量小B。電源電動勢E與通過電源的電流I的乘積EI表示電源內(nèi)靜電力的功率C。1號干電池比5號干電池的電動勢小，容量大D。當(dāng)通過同樣的電荷量時,電動勢為2V的蓄電池比1。5V的干電池提供的電能多答案AD解析同種型號的舊電池比新電池電動勢略小,內(nèi)阻變大，容量變小,但不同型號的干電池相比較，電動勢相同而容量不同，故A正確，C錯誤；電動勢是表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的物理量，它等于非靜電力移送單位電荷量所做的功，電源電動勢E與通過電源的電流I的乘積EI表示電源消耗的總功率，故B錯誤，D正確.3。（對電流和電動勢的理解）(2018·山東煙臺市高一下期末）下列說法正確的是（）A。由電流I＝eq\f(q，t）可知I與q成正比B.電流有方向,所以電流是矢量C。電動勢、電壓和電勢差名稱不同，但物理意義相同,所以單位也相同D.電源的電動勢越大,說明非靜電力在電源內(nèi)部把單位正電荷從負極向正極移送做功越多答案D4。(公式E＝eq\f（W，q）的理解和應(yīng)用)有一鉛蓄電池，在其內(nèi)部將2×10－5C的電子從正極移到負極需要3×10－2s的時間,此過程中非靜電力做功為4×10－5J,則該鉛蓄電池的電動勢是多少？給一小燈泡供電,供電電流是0.2A，供電10min,非靜電力做功是多少？答案2V240J解析電動勢E＝eq\f(W,q）＝eq\f（4×10－5,2×10－5）V＝2V非靜電力做的功W＝Eq＝EIt＝2×0。2×60×10J＝240J。一、選擇題考點一對電動勢的理解1.(2018·山東日照市高一下期末）在不同的電源中，非靜電力做功的本領(lǐng)也不相同,物理學(xué)中用電動勢來表明電源的這種特性。下列關(guān)于電動勢的說法正確的是(）A.電動勢是一種非靜電力B。電動勢由電源中非靜電力的特性決定C.電動勢越大的電源中,儲存的電能越多D。電動勢越大，說明電源向外輸出的電能越多答案B2。(多選）關(guān)于電源電動勢E的下列說法中正確的是（）A。電動勢E的單位與電勢、電勢差的單位相同，都是伏特VB。干電池和鉛蓄電池的電動勢是不同的C.由電動勢E可表示為E＝eq\f（W,q)可知，電源內(nèi)非靜電力做功越多，電動勢越大D.電動勢越大,表示電源內(nèi)部將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大答案ABD解析電動勢E的單位與電勢、電勢差的單位相同，都是伏特,故A正確;干電池的電動勢大小為1。5V，而鉛蓄電池的電動勢大小是2V，故B正確；由電動勢E可表示為E＝eq\f(W,q）可知，電源內(nèi)非靜電力移動單位正電荷做功越多,電動勢越大,選項C錯誤；電動勢表征電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小，電動勢越大,表示電源內(nèi)部將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大,選項D正確。3.下列關(guān)于電源電動勢的認識,你認為正確的是（)A。同一電源接入不同的電路中,電動勢會發(fā)生變化B.1號1.5V干電池比7號1。5V干電池大，但電動勢相同C.電動勢表征了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為的電能越多，電動勢越大D.電動勢、電壓和電勢差雖名稱不同，但物理意義相同，所以單位也相同答案B解析電動勢由電源中非靜電力的特性所決定,與外電路無關(guān),所以同一電源接入不同的電路,電動勢不會改變，故A錯誤。電動勢跟電源的體積無關(guān)，所以雖然1號干電池比7號干電池大，但電動勢相同，故B正確.電源電動勢表征了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小，根據(jù)W＝qE可知，電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為的電能越多,電動勢不一定大，還跟移動電荷的多少有關(guān)，故C錯誤.電動勢、電壓和電勢差物理意義不同,單位相同,故D錯誤.4。（多選)如圖1所示，為一塊手機電池背面印有的一些符號，下列說法正確的是(）圖1A。該電池的容量為500mA·hB.該電池的電動勢為3。6VC.該電池在工作1小時后達到的電流為500mAD.若電池以10mA的電流工作，可用50小時答案ABD解析電池上的3.6V表示電動勢,500mA·h表示電荷容量，可以由電荷容量計算在一定放電電流下使用的時間，由500mA·h＝t×10mA，得t＝50h，所以A、B、D選項正確.5。下列說法中正確的是(）A。某同學(xué)訂購的iPhone4s手機的電池銘牌:“3.7V1430mA·h"，相比iPhone4的“3.7V1420mA·h”，說明電池容量前者大B.同一電源接入不同的電路,電動勢就會發(fā)生變化C。電源電動勢反映了電源內(nèi)部非靜電力做功的本領(lǐng)，所以非靜電力做功越多,電源電動勢越大D。新舊1號電池對小燈泡供電時,發(fā)現(xiàn)舊電池供電時燈泡較暗，主要原因是舊電池的電動勢比新電池電動勢小很多答案A解析由題可知，前者容量為1430mA·h,而后者容量為1420mA·h，故說明前者電池容量大，故A正確；電動勢的大小由電源自身的性質(zhì)決定，與外電路無關(guān)，故B錯誤；電動勢E＝eq\f（W,q)，故電動勢的大小是比較的移送單位電荷時做功的多少，故C錯誤;新舊1號電池對小燈泡供電時，發(fā)現(xiàn)舊電池供電時燈泡較暗,主要原因是舊電池內(nèi)阻比新電池內(nèi)阻大很多，故D錯誤.考點二對公式E＝eq\f(W,q)的理解和應(yīng)用6。對于電動勢的定義式E＝eq\f(W,q)的理解,正確的是（）A。E與W成正比 B.E與q成反比C。E的大小與W、q無關(guān) D。W表示非靜電力答案C7。一臺發(fā)電機用0。5A的電流向外輸電,在1min內(nèi)將180J的機械能轉(zhuǎn)化為電能,則發(fā)電機的電動勢為(）A.6V B。360VC。120V D.12V答案A解析q＝It,E＝eq\f（W,q)＝eq\f(W，It)＝eq\f（180,0.5×60)V＝6V.8。(多選）如圖2所示是常用在電子手表和小型儀表中的鋅汞電池,它的電動勢約為1。2V，這表示()圖2A.電路通過1C的電荷量,電源把1.2J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能B。電源在每秒內(nèi)把1。2J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能C.該電源比電動勢為1.5V的干電池做功少D.該電源與電動勢為1.5V的干電池相比,通過1C電荷量時其他形式的能轉(zhuǎn)化為的電能少答案AD二、非選擇題9。一塊數(shù)碼相機中用的鋰電池的電動勢為3.6V，