2.6 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律 课件 -2023-2024学年高二上学期物理教科版（2019）必修第三册

第6节 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律 (课时1) 1 正电荷从电源正极通过外电路移到负极,要想使电路中保持持续不断的电流，还必须把负极的正电荷通过内电路移送到正极，构成一个使自由电荷能循环运动的闭合回路。 2 闭合电路 由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路（closed circuit） 。 用电器和导线组成外电路 电源内部是内电路。 闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路。用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路。 3 想一想 电源内部是什么力把正电荷从负极搬运到正极的？做正功还是负功？ 电源内部的正电荷受到静电力的方向？静电力做正功还是负功？电势能如何变化？ 电源内部的正电荷受到静电力的方向？静电力做正功还是负功？电势能如何变化？电源内部是什么力把正电荷从负极搬运到正极的？做正功还是负功？ 4 F静电力 F非静电力 电源的工作原理 电源的工作原理：在外电路中存在着由正极指向负极的电场，正电荷被静电力推动着由正极流向负极。在电源内部，也存在着由正极指向负极的电场，静电力阻碍正电荷向正极移动，即它做负功，电势能增加。在电源内部要使正电荷向正极移动，就一定要有一种与静电力方向相反的力作用于电荷才行。我们把这种力叫作非静电力。也就是说，电源把正电荷从负极搬运到正极的过程中，是非静电力在做正功，使电荷的电势能增加。 5 观察实验 手摇发电机中，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能。 请大家观察实验：转动手柄，两个磁极之间的线圈随着转动，小灯泡亮了起来。这是手摇发电机发电。手摇发电机中，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能。 6 化学电池 在化学电池中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能。 作为电源的化学电池（电极材料为氧化铅和铅，电解液为稀硫酸）在化学电池中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能。 7 电源的实质 从能量转化的角度看，电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。 电磁作用 化学作用 手摇发电机中，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电能。在化学电池中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能。归纳一下各种电源的实质：从能量转化的角度看，电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。 8 不同类型的电源，非静电力是不同的，那么不同电源把其他形式的能转化为电势能的本领相同吗？ 想一想 怎么比较电源非静电力做功本领的强弱呢？ 不同类型的电源，非静电力是不同的，那么不同电源把其他形式的能转化为电势能的本领相同吗？怎么比较电源非静电力做功本领的强弱呢？ 9 想一想：哪款电池非静电力做功本领的最强？ 碱性干电池——将1C的正电荷由电源负极搬运到正极，其非静电力做功1.5J。 锌汞电池——将1C的正电荷由电源负极搬运到正极，其非静电力做功1.2J。 铅蓄电池——将0.6C的正电荷由电源负极搬运到正极，非静电力做功1.2J。 这是三种电池每一节电池的数据。根据所给数据，判断哪一款电池非静电力做功本领最强？前2组都是搬运1C正电荷做的功，但第三组数据却是一节铅蓄电池搬运0.6C正电荷做的功。我们要比较这三种电池非静电力做功本领的强弱，就要比较在都搬运1C的正电荷时非静电力做功的大小。这种情况下，三款电池的非静电力做功分别为1.5J、1.2J和2.0J。搬运1C正电荷非静电力的做功反映了电源把其他形式能转化为电势能的本领。所以，铅蓄电池的非静电力做功本领最强。 10 一、电动势 电动势：表示电源的非静电力做功本领的物理量 电动势E 表示为 电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。 电动势是标量，单位：伏特（V） 1 V=1 J/C 我们需要引入一个能反映电源把其他形式的能转化为电势能本领大小的物理量，这个物理量就是电动势。在物理学中，我们用非静电力所做的功与所移动的电荷量之比来表示电源的非静电力做功增加电荷的电势能的这种特性，叫作电动势。如果移动电荷量q 时非静电力所做的功为W，电动势E 表示为E=W/q。电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。电动势是标量，单位：伏特（V） 1 V=1 J/C 11 9V 3V 1.5V 1.5V 1.5V 2.8V 12V 各种各样的电池 电动势由电源中非静电力的特性决定，跟外电路无关。 对于常用的干电池来说，电动势跟电池的体积无关。 这是各种各样的电池，电动势有高有低，体积大小也各不相同。电动势由电源中非静电力的特性决定，即电源内部的各种因素决定，跟外电路无关。对于常用的干电池来说，电动势跟电池的体积无关。 12 想一想 外电路 + - 静电力 非静电力 静电力做正功 电势能减少 电