高中物理 第二章 第2節(jié) 電動勢課時作業(yè) 新人教版選修3-1_第1頁
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第2節(jié)電動勢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)極搬運到正極,非靜電力做功越多,電荷的電勢能增加得就越多;非靜電力做的功越少,則電荷的電勢能增加得就越少.物理學(xué)中用電動勢表明電源的這種特性.2.電動勢在數(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,叫做電源的電動勢.它的單位是伏特,用V表示.電動勢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).4.蓄電池的電動勢是2V,說明電池內(nèi)非靜電力每移動1C的正電荷做功2_J,其電勢能增加(填“增加”或“減小”),是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程.5.關(guān)于電源與電路,下列說法正確的是()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.外電路中電場力對電荷做正功,內(nèi)電路中電場力對電荷也做正功D.外電路中電場力對電荷做正功,內(nèi)電路中非靜電力對電荷做正功答案BD解析電路中電流是由正電荷的定向移動形成的,外電路中,正電荷在導(dǎo)線中電場的作用下,從高電勢端向低電勢端運動,即從電源正極向電源負(fù)極運動,此過程電場力對電荷做正功.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)極向正極運動,即電流從電源負(fù)極流向正極,此過程中,電荷運動方向與電場力的方向相反,電場力對電荷做負(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)化為電荷的電勢能,所以B、D正確.【概念規(guī)律練】知識點一電動勢的概念1.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(fù)極移到正極,非靜電力做功,電能增加B.對于給定的電源,移動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)部把單位正電荷從負(fù)極向正極移送做功越多D.電動勢越大,說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負(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A正確.電動勢是反映電源內(nèi)部其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量,電動勢在數(shù)值上等于移送單位正電荷做的功,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.點評電動勢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,非靜電力所做的功.2.關(guān)于電源的電動勢,下列說法正確的是()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4J,那么這個電池的電動勢是0.5VB.電源的電動勢越大,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,電源的電動勢也越大D.無論電源接入何種電路,其電動勢是不變的答案D解析由電動勢的定義可知,當(dāng)通過單位電荷時轉(zhuǎn)化的電能為2J,即電源的電動勢為2V,故A錯誤;電源所能提供的電能與電動勢無關(guān),它是由電源中貯存的可轉(zhuǎn)化能量的多少決定的,故B錯誤;電源的電動勢與外電路無關(guān),故C錯誤.知識點二電動勢E=eq\f(W,q)的理解和計算3.有關(guān)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的不同叫法B.電動勢是電源兩極間的電壓C.電動勢公式E=eq\f(W,q)中W與電壓U=eq\f(W,q)中的W是一樣的,都是電場力做的功D.電動勢是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)強弱的物理量答案D解析電壓與電動勢是兩個不同的概念,其中電動勢公式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則是電場力做的功,電動勢的大小等于電路內(nèi)、外電壓之和.點評電動勢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).電勢差U=eq\f(W,q).W表示正電荷在電場力作用下從一點移到另一點所消耗的電勢能,U表示移動單位正電荷消耗的電勢能,反映把電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式能的本領(lǐng).4.由六節(jié)干電池(每節(jié)的電動勢為1.5V)串聯(lián)組成的電池組,對一電阻供電.電路中的電流為2A,在10s內(nèi)電源做功為180J,則電池組的電動勢為多少?從計算結(jié)果中你能得到什么啟示?答案9V串聯(lián)電池組的總電動勢等于各電池的電動勢之和解析由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)電池組的總電動勢等于各電池的電動勢之和.知識點三內(nèi)外電路中的能量轉(zhuǎn)化5.鉛蓄電池的電動勢為2V,一節(jié)干電池的電動勢為1.5V,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0.1A和0.2A.試求兩個電路都工作20s時間,電源所消耗的化學(xué)能分別為______和________,________把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)更大.答案4J6J鉛蓄電池解析對于鉛蓄電池的電路,20s時間內(nèi)通過的電荷量為q1=I1t=2C,對于干電池的電路,20s時間內(nèi)通過的電荷量為q2=I2t=4C.由電動勢的定義式E=eq\f(W,q)得電源消耗的化學(xué)能分別為W1=q1E1=4J,W2=q2E2=6J.因為E1>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(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(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.點評非靜電力只在電源內(nèi)部對電荷做功,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,但靜電力在整個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,這要通過靜電力做功來實現(xiàn)轉(zhuǎn)化.【方法技巧練】實際問題中有關(guān)電動勢問題的分析方法7.電池容量就是電池放電時輸出的總電荷量,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,通過它我們可以知道電池在一定的放電電流下使用的時間,放電電流為1.5A時,15A·h=1.5A×10h,故C項正確8.如圖1所示的是兩個電池外殼的說明文字.圖中所述進(jìn)口電池的電動勢是____V;所述國產(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充電時間及充電電流等解析進(jìn)口電池的電動勢是1.2V,國產(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間及充電電流等.方法總結(jié)電池的參數(shù)有電動勢、內(nèi)阻,還有電池的容量等.當(dāng)電源放電時,滿足q=It.另外對于電池的銘牌,要從上面獲得相關(guān)的信息,如電動勢、電池容量等.1.關(guān)于電源,下列說法中正確的是()A.當(dāng)電池用舊之后,電源的電動勢減小,內(nèi)阻增大B.當(dāng)電池用舊之后,電源電動勢和內(nèi)阻都不變C.當(dāng)電池用舊之后,電動勢基本不變,內(nèi)阻增大D.以上說法都不對答案C解析電池用舊之后,電動勢不變,但是內(nèi)電阻變的很大2.關(guān)于電源電動勢,下面說法不正確的是()A.電源兩極間電壓總等于電動勢B.電動勢越大的電源,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勢D.電動勢只由電源性質(zhì)決定,與外電路無關(guān)答案A3.關(guān)于電源的說法正確的是()A.電源外部存在著由正極指向負(fù)極的電場,內(nèi)部存在著由負(fù)極指向正極的電場B.在電源外部電路中,負(fù)電荷靠電場力由電源的負(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)化為電勢能答案BCD解析無論電源內(nèi)部還是外部電場都是由正極指向負(fù)極,故A錯.在外部電路中,負(fù)電荷靠電場力由負(fù)極流向正極,而內(nèi)部電路中,正電荷由負(fù)極流向正極,因電場力與移動方向相反,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)化為電勢能,故B、C、D正確.4.關(guān)于電動勢E,下列說法中正確的是()A.電動勢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.電動勢E是由電源本身決定的,跟電源的體積和外電路均無關(guān)C.電動勢E的單位與電勢、電勢差的單位都是伏特,故三者本質(zhì)上一樣D.電動勢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解析電源的電動勢只與電源本身性質(zhì)有關(guān),與電源的體積和外電路無關(guān),盡管E=eq\f(W,q),但E與W和q無關(guān),A錯,B對;由電動勢以及電壓的物理意義可知C錯,D對.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)化為電能的量少答案AD6.以下有關(guān)電動勢的說法中正確的是()A.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.非靜電力做的功越多,電動勢就越大D.E=eq\f(W,q)只是電動勢的定義式而非決定式,電動勢的大小是由電源內(nèi)非靜電力的特性決定的答案D解析電動勢與電壓的單位雖然相同,但它不是電源兩極間的電壓,二者不是一個概念.E=eq\f(W,q),E與W及q無關(guān).7.一臺發(fā)電機用0.5A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.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.隨著中國電信業(yè)的發(fā)展,國產(chǎn)手機在手機市場上已經(jīng)有相當(dāng)大的市場份額.如圖3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,由此可知該電池的電動勢、待機狀態(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的手機電池標(biāo)注的信息,一般情況下,我們都不會注意這些,其實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,待機時間為48h,由此可知待機狀態(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,這說明它在工作時能提供的電壓,即電動勢為3.7V.故正確選項為C.9.某品牌的MP3使用的電源是一節(jié)7號干電池,當(dāng)它正常工作時,工作電流為0.3A.某同學(xué)在使用該MP3時,若他用了10s,則這段時間內(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時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷

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