選修3-1-2.2電動勢教案(講義)有答案

2.2《電動勢》一、【學習與討論】學點一：正確理解電源的作用電源在電路中的作用可與生活中抽水機的作用類比便于理解．圖2－2－2(1)如圖起來，則水在在這種情況下，水B中的水抽A中，保持A、B之間的就是不斷地將流到負極的正電荷搬送到正極，電勢差，電路中便有持續(xù)的電流．(2)從能量轉(zhuǎn)化的角度來看，當水由A池流入B池時，由于重力做功，水的2－2－2所示，當抽水機將B中的水抽到A中的過程中，要能轉(zhuǎn)化為水的勢能．同理在電源2－2－3所示，由于存在由正極指向負極的電場，當把正電就要有非靜電力力做功，使電荷的電勢即從能量轉(zhuǎn)化來看．電源是把其它形2－2－2所示，水池重力的作用下定向運動，從水池A、B的水面有一定的A運動到水池B.A、B之間的A、B間連一臺抽水機，高度差，若在A、B之間用一細管連高度差很快消失，管中只可能有一個瞬時水流．但若在水池將水池到水池高度差，從而在水管中就有源源不斷的水流了．電源在電路中的作用從而保持正負極間有一定的重力勢能減少轉(zhuǎn)化為其它形式的能．如圖克服水的重力做功，將其他形式的內(nèi)部如圖荷由負極搬運到正極的過程中，作用于電荷來克服靜電能增加，式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置．圖2－2－3的電池是化學電池，各種化學電池基本上是由電解質(zhì)溶液正、負電極組成．正、負電極用不同的金屬或者碳棒制成．圓筒形干電池是一種廣泛使用的電源，用氯化銨作電解質(zhì)．這種電池按體積大小有多種規(guī)格，電動勢都是1.5V．層疊電池也是一種干電池，它由多個電池組合而成，電動勢較高．性電池的外形和電動勢與干電池一樣，但改用強堿性物質(zhì)氫氧化鉀或氫氧化鈉做電解質(zhì)，容量比同體積的干電池大得多，常用在小型錄音機、照相閃光燈等耗電荷量大的用電器中．鈕扣式氧化銀電池體積小，可用于電子表、便攜式計算器等．它的正極是氧化銀，負極是鋅，電解液是氫氧化鉀溶液．該電池的電動勢為1.55V.可再充電的電池叫二次電池，鎳氫電池、鋰離子電池等都是二次電池．常用在手提電腦等需要重新充電的用電器中．鉛蓄電池也是一種二次電池，它的負極是鉛板，正極是涂了一層過氧化鉛的鉛板，電解液是硫酸溶液．它的電動勢是2V.硅光電池是一種將光能轉(zhuǎn)化為電星上常用硅光電池做電源．目前硅光電池的學點二：常見的幾種電池實驗室和日常生活中用得最多和插在其中的堿移動電話、能的電池．這種電池性能穩(wěn)定，使用壽命長．在人造衛(wèi)成本較高，能量轉(zhuǎn)換效率較低，這限制了它的使1用范圍.二、【探索與分析】電壓與電源電動勢如何區(qū)別？電壓電源電動勢表示靜電力做功將電能轉(zhuǎn)化成其他形式的表示非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)意義能的本領(lǐng)Wq，將單位電荷量的正電荷從導(dǎo)體E＝，將單位電荷量的正電荷從電源Wq一端移到另一端時，靜電力做的功負極移到正極時，非靜電力做的功U＝AB定義AB決定因素由電源及導(dǎo)體電阻、導(dǎo)體連接方法而決定由電源本身決定，與其他因素無關(guān)①將內(nèi)阻很大的電壓表并聯(lián)在電源兩測量方法將電壓表并聯(lián)在被測電路兩端端，且外電路斷開②用伏安法聯(lián)系三、電動勢的理解電路閉合時，E＝U＋U電路斷開時，E＝U內(nèi)外開路【例1】關(guān)于電動勢A．在電源B．對于給定的電源，移動正電荷非靜電力做功C．電動勢下列說法中正確的是()內(nèi)部把正電荷從負極移到正極，非靜電力做功，電能增加越多，電動勢就越大越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負極向正極移送單位電荷量做功越多D．電動勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負極向正極移送電荷量越多答案AC解析電源是將其他能量轉(zhuǎn)化為電能的裝置，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，因此選項A正確．電源電動勢是反映電源內(nèi)部其他形式能轉(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，被移送的電荷量越多，所以選項C正確．四、電池的各種參數(shù)【例2】閱讀相關(guān)結(jié)合生活中的電池，加深對電源的認．識答案(1)電動勢：反映電池將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量，由電池中非靜電力的特性決定(如正、負極材料，電解液的化)，與電池的體積無關(guān)，也與外電路無關(guān)．(2)容量：電池放電時能位．例如，15A·h的蓄電池充電后以1.5A電流為用電器供電，大約可以工作10h．電池的容量與放電狀態(tài)也有關(guān)系，同樣的電池，小電流、間斷性放電就比大電流、連續(xù)放電的容量課本的內(nèi)容，說一說電池的幾個重要參數(shù)：電動勢、容量、內(nèi)阻的不同特點，并學性質(zhì)輸出的總電荷量，通常以安培小時(A·h)或毫安小時(mA·h)做單大．(3)電池還有一個重要參數(shù)是電池內(nèi)的電阻，即內(nèi)阻，電池的內(nèi)阻在使用過程中變化較大．對同一種電池來說，體積越大，電池的容量越大，內(nèi)阻越小.自學檢測：1.以下說法中正確的是(A．在外電路和電源內(nèi)部，正電荷都受靜電力B．靜電力與非靜電力使電荷移動，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因為電源內(nèi)部只存在非靜電力而不存在靜電力)作用，所以能不斷定向移動形成電流都可以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D解析在電源內(nèi)部非靜電力做功使電荷的電勢能增加，引出了電動勢的概念，來描述非靜電力做功的本領(lǐng)，而靜電力移動電荷做正功的過程使電勢能減少，故D正確．22．關(guān)于電源的作用，下列說法中正確的是()A．在電源內(nèi)部把電子從負極搬運到正極B．在電源內(nèi)部把電子從正極搬運到負極C．把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能D．把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能答案BD3．一般干電池的電動勢為1.5V，說明電池內(nèi)非靜電力每移動1C的電荷做功________J，其電勢能________(填“增加”或“減少”)，是________能轉(zhuǎn)化為________能的過程．答案1.5增加其他形式電解析根據(jù)W＝qE，在電源內(nèi)部正極比負極高1.5V的電勢，E＝1.5V，所以W＝qE＝1×1.5J＝1.5J．非靜電力搬運電荷做正功，也就是克服靜電力做功，因此電勢能增加，是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程，對電池來說消耗的是化學能．電動勢是表征電源特征的物理量，不同材料的電源電動勢可以不相同，但原理都是相同的．4．移動電話中的鋰電池電動勢為3.6V，某次通話時，電流為10mA，時間為100s，那么此次通話過程有多少化學能轉(zhuǎn)化為電能？3.6J解析W＝qE，q＝It所以W＝EIt＝3.6×10×10－3×100＝3.6J答案典型例題：題型一電動勢概念的理解關(guān)于電源電動勢，下列說法正確的是)(A．電源電動勢就是接在電源兩極間的電壓表的示數(shù)B．同一電源C．電源的電動勢是D．電源電動勢思維步步高與電動勢化？電動勢能壓表直接測量，為什么？接入不同的電路，電動勢就會發(fā)生改變表示電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量與外電路有關(guān)有關(guān)的因素是哪些？它的大小是不是隨著外電路的變化而發(fā)生變不能用電解析電源電動勢是表征電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量，所以C答案是正確的．電源電動勢的大小只與電源的本身的組成材料有關(guān)，與外電路接不接電阻，以及電阻的變化沒有關(guān)系，所以B、D兩個答案不對．當電壓表接在電源兩端時，由于電壓表本身就是一個大電阻，所以把它接在電路中路端電壓不等于電動勢，A錯．答案C拓展探究下列說法中正確的是A．電源的電動勢B．電源的電動勢在數(shù)值上等于兩極間的電壓C．電源的電動勢與電壓的單位相同，壓有本質(zhì)的區(qū)別D．電動勢越大，電源兩極間的電壓一定越高()實質(zhì)上就是電源兩極間的電壓但與電答案C解析電動勢是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量．而電壓是電場中兩點間的電勢差，電動勢與電壓有著本質(zhì)的區(qū)別，所以A選項錯，C選項對．當電源開路時，兩極間的電壓在數(shù)值上等于電源的電動勢，但在閉合電路中，電源兩極間的電壓(路端電壓)隨外電阻的增大而增大，隨外電阻的減小而減小，當電源路短時，R外＝0，這時路端電壓為零，所以B、D選項錯．方法總結(jié)電動勢的大小在計過算程中一般可以認為是不變的，它的物理意義從本質(zhì)上講是把其他量轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小.題型二電源的作用形式的能關(guān)于電源，下列說法正確的是)(A．當電池用舊之后，電源的電動勢減小，內(nèi)阻增大B．當電池用舊之后，電源電動勢和內(nèi)阻都不變3解析電池用舊之后，電動勢不變，但是內(nèi)電阻變得很大．答案C拓展探究下列關(guān)于電源的說法中正確的是(答案ABC解析太陽電池是光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置而鋰電池不是．一、選擇題1．鉛蓄電池的電動勢為2V，這表示()D．蓄電池將化學能轉(zhuǎn)變成電能的本領(lǐng)比一節(jié)干電池(電動勢為1.5V)的大答案AD2．下列關(guān)于電源與電路的一些說法正確的是(A．電源外部存在著由正極指向負極的電場，同時存在著由負極指向正極的電場B．在電源外部的電路中，負電荷靠靜電力由電源的負極流向正極C．在電源內(nèi)部的電路中，正電荷靠非靜電力由電源的負極流向正極D．在干電池中，靠化學作用使化學能轉(zhuǎn)化為電勢能答案BCD3．下列幾種常見電池有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的說法正確的是(A．太陽能電池是將熱能轉(zhuǎn)化為電能的裝置B．鉛蓄電池能將化學能轉(zhuǎn)化為電能4．手電筒里的兩節(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)〕鰜恚秒妷罕頊y電壓，電壓表示數(shù)很接近3V，再把它們作為一臺式電子鐘的電源，電子鐘能正常工作．下列說法①這兩節(jié)干電池的電動勢減小了很多②這兩節(jié)干電池的內(nèi)電阻增加了很多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?、苓@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．①②B．①③C．②④D．③④答案C5．隨著我國電信業(yè)的發(fā)展，國產(chǎn)手機在市場上已經(jīng)占有了相當大的市場份額，如下圖所示是中國科健股份有限公司生產(chǎn)的一塊手機電池外殼上的文字說明，由此可知，此電池的電動勢和待機狀態(tài)下平均工作電流分別是(科健BL—528M)KEJIAN700mA·h標準3.7V鋰離子電池充電限制電壓4.2V4待機時間：48小時警告：切勿投入火中?。?！只能使用于指定充電器序號0000004575制造廠商：中國科健股份有限公司地址：深圳Li-ionA．4.2V,14.58mAB．4.2V,700mAC．3.7V,14.58mAD．3.7V,700mA答案C解析電池的幾個參數(shù)：(1)電動勢：它取決于電池的正、負極材料及電解液的化學性質(zhì)，與電池的大小無關(guān)．(2)內(nèi)阻(r)：電池內(nèi)部的電阻．(3)容量：電池放電時能輸出的總電荷量，其單位是：A·h或mA·h等．6．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)阻略大，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，功率的表達式為EI，故B錯誤，D正確．7．有關(guān)電源電動勢的說法正確的是A．在某電池的電路中每通過2C的電荷量，電池提供的電能是動勢是0.5V()4J，那么這個電池的電B．電動勢跟電源的體積有關(guān)，體積越大，電動勢就越大C．電動勢跟外電路有關(guān)，外電路的電阻越大，電動勢就越大D．電動勢取決于電池正、負極材料及電解液的化學性質(zhì)答案D二、計算論述題8．有一蓄電池，當燈泡供電，供電電流是0.2A，供電10min，非靜電力答案2V240J移動1C電荷時非靜電力做功是2J，該蓄電池的電動勢是多少？給一小做功多少？W非＝2V解析根據(jù)電動勢的定義：E＝q根據(jù)電流和時間可得電荷量：q＝It＝120C非靜電力做功等于：W非＝qE＝240J9．下圖是個兩電池外殼上的說明文字：某型號進口電池某型號國產(chǎn)電池GNY0.6(KR—AA)1．2V600mAhRECHARGEABLESTANDARDCHARGE15hac60mARECHARGEABLESTANDARDCHARGE15hac50mA1.2V500mAh(1)由說明文字看出進口電池的電動勢是多少伏？(2)上述國產(chǎn)電池最多可放出多少電荷量？若該電池工作電流為0.03A，則最多可工作