第10.5节 闭合电路欧姆定律、电源电动势及内阻（1）-【帮课堂】2024-2025学年高二物理同步学与练（沪科版2020上海必修第三册）

第十章 电路及其应用 第5节 电源电动势及内阻（1） 🧭目标导航 知识要点 难易度 1. 电源和电路中静电力和非静电力做功与能量转化 2. 电动势E=W/q 比值定义法！ 3. 电源内阻r 4. 识别电池铭牌：mA·h是电量，可计算放电时间，电流做功 ★★ ★★★ ★★ ★★★ 📚知识精讲 一、电源电动势和内阻 【类比思维】 (1)如图甲所示，水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向运动，A、B之间的高度差很快消失。在这个过程中，水管中只有一个短暂水流。 怎样才能保持A、B之间稳定的高度差，在A、B之间形成持续的水流呢？ (2)如图乙所示，电源在电路中的作用相当于抽水机的作用，它能不断地将流到负极的正电荷搬运到正极，从而保持正、负极间有稳定的电势差，维持电路中有持续的电流。 电源是通过什么力做功实现这个功能的？ 　　　　　　　　　 甲　　　　　　　　　 　　乙 1.电源 (1)定义：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。 (2)能量转化： 在电源内部，非静电力克服静电力做正功，其他形式的能转化为电势能，电势能增加。 在电源外部，静电力做正功，电势能减少，转化为其他形式的能。（内部也有静电力同时做功） (3)化学电池：化学能→电能；水力发电：机械能→电能；太阳能电池：太阳能→电能 2.电动势 (1)定义：非静电力把单位电量的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。 (2)公式：E＝ 比值定义法! (3)物理意义：反映电源非静电力做功的本领的大小。 (4)单位：伏特(V)。 与电压、电势单位相同，但含义不同。 电压、电势：反映静电力做功，包含电能转化为其他形式能的含义 电动势：反映非静电力做功，包含其他形式能转化为电能的含义 (5)标量，且只有正值。 (6)决定因素：由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路是否连接也无关。 3.电源内部非静电力 (1)作用：把正电荷从负极搬运到正极（或把负电荷搬运到负极），非静电力对电荷做正功，使电荷的电势能增加。 (2)能量转化：非静电力做功，是将其他形式的能转化为电势能的过程。 ①在化学电池(干电池、蓄电池)中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能。 ②在发电机中，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能。 【思考判断】 (1)在电源内部，正电荷向正极移动过程中，静电力做负功，电荷电势能增加。（ ） (2)电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比。（ ） (3)E＝只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源中非静电力的特性决定。（ ） (4)容量越大的电池，储存的化学能越多。（ ） 例1. 如图所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5 V”字样，有的标有“3.7 V”字样。 如果把1 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？如果把1 C的正电荷从3.7 V的手机电池的负极移到正极呢？哪个电池做功的本领大？ 例2. 一台发电机用0.5 A的电流向外输电，在1 min内将180 J的机械能转化为电能，则发电机的电动势为（ ） A.6 V B.360 V C.120 V D.12 V 二、电源的内阻、容量 1.内阻：电源内部导体的电阻，通常用r表示。 (1)水果电池内阻很大，几乎不能提供持续电流。 (2)干电池使用久了，内阻变大 2.电池容量：电池放电时能输出的总电荷量，其单位是：A·h或mA·h。 (1)通过额定电流可计算放电时间 t=q/I (2)通过额定电压可计算电池静电力做功W=qU 例3. 对如图所示的一块手机电板的下列描述错误的是（ ） （A）电板的容量为3800mAh （B）电板的输出电压为3.7V （C）电板的充电电压不得大于4.2V （D）电板的额定功率为14.06Wh 🚀考点题型 考点01 电源电动势和非静电力做功 【电动势和电压的区别和联系】： (1)电动势与电压有本质的区别，不能认为电动势就是电压，电动势E＝，电压U＝。 (2)电源电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压。 例4. 如图，关于闭合电路，下列说法正确的是（　　） （A）电荷在电源外部受静电力作用而运动，在电源内部受非静电力作用而运动 （B）图中a薄层和b薄层两区域是静电力做功的区域 （C）电压和电动势这两个概念包含的能量转化方向相同 （D）静电力和非静电力都使电荷做定向运动，对循环回路来说两者使电荷沿电路运动的方向相同 考点02 识别电池铭牌 【归纳总结】 (1)一般会标明电动势是多少V，也可以近似认为该电池能提供给用电器的电压。 (2)