高中物理 第二章 第2節(jié) 電動(dòng)勢(shì)課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-1

第2節(jié)電動(dòng)勢(shì)1．在不同的電源中，非靜電力做功的本領(lǐng)也不相同，把一定數(shù)量的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極搬運(yùn)到正極，非靜電力做功越多，電荷的電勢(shì)能增加得就越多；非靜電力做的功越少，則電荷的電勢(shì)能增加得就越少．物理學(xué)中用電動(dòng)勢(shì)表明電源的這種特性．2．電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把單位正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功．3．在電源內(nèi)部非靜電力移送電荷做的功W與被移送電荷的電荷量q的比值，叫做電源的電動(dòng)勢(shì)．它的單位是伏特，用V表示．電動(dòng)勢(shì)由電源中非靜電力的特性決定，跟電源的體積無(wú)關(guān)，跟外電路無(wú)關(guān)．4．蓄電池的電動(dòng)勢(shì)是2V，說(shuō)明電池內(nèi)非靜電力每移動(dòng)1C的正電荷做功2_J，其電勢(shì)能增加(填“增加”或“減小”)，是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程．5．關(guān)于電源與電路，下列說(shuō)法正確的是()A．外電路中電流由電源正極流向負(fù)極，內(nèi)電路中電流也由電源正極流向負(fù)極B．外電路中電流由電源正極流向負(fù)極，內(nèi)電路中電流由電源負(fù)極流向正極C．外電路中電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功，內(nèi)電路中電場(chǎng)力對(duì)電荷也做正功D．外電路中電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功，內(nèi)電路中非靜電力對(duì)電荷做正功答案BD解析電路中電流是由正電荷的定向移動(dòng)形成的，外電路中，正電荷在導(dǎo)線中電場(chǎng)的作用下，從高電勢(shì)端向低電勢(shì)端運(yùn)動(dòng)，即從電源正極向電源負(fù)極運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功．根據(jù)穩(wěn)定電流的閉合性和電荷守恒定律，在內(nèi)電路中，正電荷只能從電源負(fù)極向正極運(yùn)動(dòng)，即電流從電源負(fù)極流向正極，此過(guò)程中，電荷運(yùn)動(dòng)方向與電場(chǎng)力的方向相反，電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功.要使正電荷從電源負(fù)極移向電源正極，必須有除電場(chǎng)力以外的非靜電力做功，使其他形式的能轉(zhuǎn)化為電荷的電勢(shì)能，所以B、D正確．【概念規(guī)律練】知識(shí)點(diǎn)一電動(dòng)勢(shì)的概念1．關(guān)于電動(dòng)勢(shì)，下列說(shuō)法中正確的是()A．在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極，非靜電力做功，電能增加B．對(duì)于給定的電源，移動(dòng)正電荷非靜電力做功越多，電動(dòng)勢(shì)就越大C．電動(dòng)勢(shì)越大，說(shuō)明非靜電力在電源內(nèi)部把單位正電荷從負(fù)極向正極移送做功越多D．電動(dòng)勢(shì)越大，說(shuō)明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極向正極移送電荷量越多答案AC解析電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極，非靜電力做功，電能就增加，因此選項(xiàng)A正確．電動(dòng)勢(shì)是反映電源內(nèi)部其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量，電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于移送單位正電荷做的功，不能說(shuō)電動(dòng)勢(shì)越大，非靜電力做功越多，也不能說(shuō)電動(dòng)勢(shì)越大，被移送的電荷量越多，所以選項(xiàng)C正確．點(diǎn)評(píng)電動(dòng)勢(shì)反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，在數(shù)值上等于把單位正電荷從電源負(fù)極移送到正極時(shí)，非靜電力所做的功．2．關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì)，下列說(shuō)法正確的是()A．在某電池的電路中每通過(guò)2C的電荷量，電池提供的電能是4J，那么這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)是0.5VB．電源的電動(dòng)勢(shì)越大，電源所提供的電能就越多C．電源接入電路后，其兩端的電壓越大，電源的電動(dòng)勢(shì)也越大D．無(wú)論電源接入何種電路，其電動(dòng)勢(shì)是不變的答案D解析由電動(dòng)勢(shì)的定義可知，當(dāng)通過(guò)單位電荷時(shí)轉(zhuǎn)化的電能為2J，即電源的電動(dòng)勢(shì)為2V，故A錯(cuò)誤；電源所能提供的電能與電動(dòng)勢(shì)無(wú)關(guān)，它是由電源中貯存的可轉(zhuǎn)化能量的多少?zèng)Q定的，故B錯(cuò)誤；電源的電動(dòng)勢(shì)與外電路無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤．知識(shí)點(diǎn)二電動(dòng)勢(shì)E＝eq\f(W,q)的理解和計(jì)算3．有關(guān)電壓與電動(dòng)勢(shì)的說(shuō)法中正確的是()A．電壓與電動(dòng)勢(shì)的單位都是伏特，所以電動(dòng)勢(shì)與電壓是同一物理量的不同叫法B．電動(dòng)勢(shì)是電源兩極間的電壓C．電動(dòng)勢(shì)公式E＝eq\f(W,q)中W與電壓U＝eq\f(W,q)中的W是一樣的，都是電場(chǎng)力做的功D．電動(dòng)勢(shì)是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)強(qiáng)弱的物理量答案D解析電壓與電動(dòng)勢(shì)是兩個(gè)不同的概念，其中電動(dòng)勢(shì)公式E＝eq\f(W,q)中W是非靜電力做的功，而電壓U＝eq\f(W,q)中W則是電場(chǎng)力做的功，電動(dòng)勢(shì)的大小等于電路內(nèi)、外電壓之和．點(diǎn)評(píng)電動(dòng)勢(shì)E＝eq\f(W,q).W表示正電荷從負(fù)極移到正極所消耗的化學(xué)能(或其他形式的能)，E表示移動(dòng)單位正電荷消耗的化學(xué)能(或其他形式的能)，反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)．電勢(shì)差U＝eq\f(W,q).W表示正電荷在電場(chǎng)力作用下從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)所消耗的電勢(shì)能，U表示移動(dòng)單位正電荷消耗的電勢(shì)能，反映把電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式能的本領(lǐng)．4．由六節(jié)干電池(每節(jié)的電動(dòng)勢(shì)為1.5V)串聯(lián)組成的電池組，對(duì)一電阻供電．電路中的電流為2A，在10s內(nèi)電源做功為180J，則電池組的電動(dòng)勢(shì)為多少？從計(jì)算結(jié)果中你能得到什么啟示？答案9V串聯(lián)電池組的總電動(dòng)勢(shì)等于各電池的電動(dòng)勢(shì)之和解析由E＝eq\f(W,q)及q＝It得E＝eq\f(W,It)＝eq\f(180,2×10)V＝9V＝1.5×6V故可得出，串聯(lián)電池組的總電動(dòng)勢(shì)等于各電池的電動(dòng)勢(shì)之和．知識(shí)點(diǎn)三內(nèi)外電路中的能量轉(zhuǎn)化5．鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為2V，一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V，將鉛蓄電池和干電池分別接入電路，兩個(gè)電路中的電流分別為0.1A和0.2A．試求兩個(gè)電路都工作20s時(shí)間，電源所消耗的化學(xué)能分別為_(kāi)_____和________，________把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)更大．答案4J6J鉛蓄電池解析對(duì)于鉛蓄電池的電路，20s時(shí)間內(nèi)通過(guò)的電荷量為q1＝I1t＝2C，對(duì)于干電池的電路，20s時(shí)間內(nèi)通過(guò)的電荷量為q2＝I2t＝4C.由電動(dòng)勢(shì)的定義式E＝eq\f(W,q)得電源消耗的化學(xué)能分別為W1＝q1E1＝4J，W2＝q2E2＝6J.因?yàn)镋1>E2，故鉛蓄電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)更大．6．將電動(dòng)勢(shì)為3.0V的電源接入電路中，測(cè)得電源兩極間的電壓為2.4V．當(dāng)電路中有6C的電荷流過(guò)時(shí)，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(dòng)勢(shì)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(rèn)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，所以W2＝U2q＝0.6×6J＝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(diǎn)評(píng)非靜電力只在電源內(nèi)部對(duì)電荷做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，但靜電力在整個(gè)閉合電路上都要做功，將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，不能只認(rèn)為靜電力只在外電路做功．因電源有內(nèi)阻，在內(nèi)電路上部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這要通過(guò)靜電力做功來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化．【方法技巧練】實(shí)際問(wèn)題中有關(guān)電動(dòng)勢(shì)問(wèn)題的分析方法7．電池容量就是電池放電時(shí)輸出的總電荷量，某蓄電池標(biāo)有“15A·h”的字樣，則表示()A．該電池在工作1h后達(dá)到的電流為15AB．該電池在工作15h后達(dá)到的電流為15AC．電池以1.5A的電流工作，可用10hD．電池以15A的電流工作，可用15h答案C解析此字樣在很多充電電池上都有標(biāo)注，它表示電池的蓄存電荷量的情況，通過(guò)它我們可以知道電池在一定的放電電流下使用的時(shí)間，放電電流為1.5A時(shí)，15A·h＝1.5A×10h，故C項(xiàng)正確8．如圖1所示的是兩個(gè)電池外殼的說(shuō)明文字．圖中所述進(jìn)口電池的電動(dòng)勢(shì)是____V；所述國(guó)產(chǎn)電池最多可放出________mAh的電荷量，若電池平均工作電流為0.03A，則最多可使用______h．圖中還提供了哪些信息：________________________________________________________________________.圖1答案1.260020充電時(shí)間及充電電流等解析進(jìn)口電池的電動(dòng)勢(shì)是1.2V，國(guó)產(chǎn)電池最多可放出600mAh的電荷量．由t＝eq\f(600mAh,0.03A×103)＝20h知最多可使用20h．圖中還提供了充電時(shí)間及充電電流等．方法總結(jié)電池的參數(shù)有電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻，還有電池的容量等．當(dāng)電源放電時(shí)，滿足q＝It.另外對(duì)于電池的銘牌，要從上面獲得相關(guān)的信息，如電動(dòng)勢(shì)、電池容量等．1．關(guān)于電源，下列說(shuō)法中正確的是()A．當(dāng)電池用舊之后，電源的電動(dòng)勢(shì)減小，內(nèi)阻增大B．當(dāng)電池用舊之后，電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都不變C．當(dāng)電池用舊之后，電動(dòng)勢(shì)基本不變，內(nèi)阻增大D．以上說(shuō)法都不對(duì)答案C解析電池用舊之后，電動(dòng)勢(shì)不變，但是內(nèi)電阻變的很大2．關(guān)于電源電動(dòng)勢(shì)，下面說(shuō)法不正確的是()A．電源兩極間電壓總等于電動(dòng)勢(shì)B．電動(dòng)勢(shì)越大的電源，將其他能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大C．電路接通后，電源的電壓小于它的電動(dòng)勢(shì)D．電動(dòng)勢(shì)只由電源性質(zhì)決定，與外電路無(wú)關(guān)答案A3．關(guān)于電源的說(shuō)法正確的是()A．電源外部存在著由正極指向負(fù)極的電場(chǎng)，內(nèi)部存在著由負(fù)極指向正極的電場(chǎng)B．在電源外部電路中，負(fù)電荷靠電場(chǎng)力由電源的負(fù)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(fù)極流向正極D．在電池中，靠化學(xué)作用使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能答案BCD解析無(wú)論電源內(nèi)部還是外部電場(chǎng)都是由正極指向負(fù)極，故A錯(cuò)．在外部電路中，負(fù)電荷靠電場(chǎng)力由負(fù)極流向正極，而內(nèi)部電路中，正電荷由負(fù)極流向正極，因電場(chǎng)力與移動(dòng)方向相反，故必有非靜電力作用在電荷上才能使其由負(fù)極流向正極，在電池中，靠化學(xué)作用使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，故B、C、D正確．4．關(guān)于電動(dòng)勢(shì)E，下列說(shuō)法中正確的是()A．電動(dòng)勢(shì)E的大小，與非靜電力做的功W的大小成正比，與移送電荷量q的大小成反比B．電動(dòng)勢(shì)E是由電源本身決定的，跟電源的體積和外電路均無(wú)關(guān)C．電動(dòng)勢(shì)E的單位與電勢(shì)、電勢(shì)差的單位都是伏特，故三者本質(zhì)上一樣D．電動(dòng)勢(shì)E是表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量答案BD解析電源的電動(dòng)勢(shì)只與電源本身性質(zhì)有關(guān)，與電源的體積和外電路無(wú)關(guān)，盡管E＝eq\f(W,q)，但E與W和q無(wú)關(guān)，A錯(cuò)，B對(duì)；由電動(dòng)勢(shì)以及電壓的物理意義可知C錯(cuò)，D對(duì)．5.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(dòng)勢(shì)約為1.2V，這表示()圖2A．電路通過(guò)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(dòng)勢(shì)為1.5V的干電池做功少D．該電源與電動(dòng)勢(shì)為1.5V的干電池相比，通過(guò)1C電荷量時(shí)其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的量少答案AD6．以下有關(guān)電動(dòng)勢(shì)的說(shuō)法中正確的是()A．電源的電動(dòng)勢(shì)跟電源內(nèi)非靜電力做的功成正比，跟通過(guò)的電荷量成反比B．電動(dòng)勢(shì)的單位跟電壓的單位一致，所以電動(dòng)勢(shì)就是電源兩極間的電壓C．非靜電力做的功越多，電動(dòng)勢(shì)就越大D．E＝eq\f(W,q)只是電動(dòng)勢(shì)的定義式而非決定式，電動(dòng)勢(shì)的大小是由電源內(nèi)非靜電力的特性決定的答案D解析電動(dòng)勢(shì)與電壓的單位雖然相同，但它不是電源兩極間的電壓，二者不是一個(gè)概念．E＝eq\f(W,q)，E與W及q無(wú)關(guān)．7．一臺(tái)發(fā)電機(jī)用0.5A電流向外輸電，在1min內(nèi)將180J的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，則發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為()A．6VB．360VC．120VD．12V答案A解析q＝ItE＝eq\f(W,q)＝eq\f(W,It)＝eq\f(180,0.5×60)V＝6V.8．隨著中國(guó)電信業(yè)的發(fā)展，國(guó)產(chǎn)手機(jī)在手機(jī)市場(chǎng)上已經(jīng)有相當(dāng)大的市場(chǎng)份額．如圖3所示是中國(guó)科健股份有限公司生產(chǎn)的一塊手機(jī)電池外殼上的文字說(shuō)明，由此可知該電池的電動(dòng)勢(shì)、待機(jī)狀態(tài)下的平均工作電流分別是()圖3A．4.2V14.58mAB．4.2V700mAC．3.7V14.58mAD．3.7V700mA答案C解析這是日常生活中常見(jiàn)的手機(jī)電池標(biāo)注的信息，一般情況下，我們都不會(huì)注意這些，其實(shí)這上面的信息很全面，它清楚地標(biāo)明了電池的充電量為700mA·h，待機(jī)時(shí)間為48h，由此可知待機(jī)狀態(tài)下的平均工作電流I＝eq\f(q,t)＝eq\f(700mA·h,48h)＝14.58mA.這是一塊標(biāo)準(zhǔn)電壓為3.7V的電池，這說(shuō)明它在工作時(shí)能提供的電壓，即電動(dòng)勢(shì)為3.7V．故正確選項(xiàng)為C.9．某品牌的MP3使用的電源是一節(jié)7號(hào)干電池，當(dāng)它正常工作時(shí)，工作電流為0.3A．某同學(xué)在使用該MP3時(shí)，若他用了10s，則這段時(shí)間內(nèi)電池將多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能？答案4.5J解析已知工作電流I＝0.3A,10s時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷