高中物理人教版选修3-1第二章《恒定电流》第二节《 电动势》

第二节 电动势 摘要：电源电动势指非静电力做功本领强弱的物理量，在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。 关键词：非静电力 电动势 内阻 教学目标： （1）知道电源是将其他形式的能转化为电能的装置。 （2）了解电路中（电源外部和内部）自由电荷定向移动过程中，静电力和非静电力做功与能量转化的关系。 （3）了解电源电动势的基本含义，知道它的定义式。 （4）理解电源内电阻。 教学过程 1.非静电力 回忆：电源的作用是使沿着导线从低电势一端流到高电势一端的自由电子再从电源内部的高电势一端流到低电势一端，以保持导线两端电势差不变，并且构成一个使自由电子能循环运动的回路，如图2-2-1所示。 通常我们把导线（包括用导线连线的电学器件）叫回路的外电路，把电源本身叫回路的内电路。 考虑到电子向某一方向的定向移动相当于等量的正电荷向相反方向的定向移动，电源的作用也可以说成是，把正电荷从低电势的一端经其内部移动到高电势的一端。现在的问题是为什么电源会有这样的作用呢？ 图2--2-2所示，由于电源的正负极总保持一定数量的正负电荷，所以在外电路和电源的内部都存在着电场。在电源内部的电场中，正电荷所受的电场力是阻碍它向电势高的正极移动的，因此，在电源内部要使正电荷从低电势一道高电势，就一定要有非静电力作用于正电荷，并反抗电场力做功。也就是说，电源吧正电荷从负极搬运到正极的过程，是靠着非静电力做功使电荷的电势能增加的。其实非静电力就是个搬运工； (1)非静电力 非静电力的作用：把正电荷从负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，将其他形式的能转化为电能。 非静电力的实质： 电源的种类不同，非静电力的来源也不同。化学电池来源于化学作用，它使化学能转化为电势能；发电机中，非静电力来源于电磁作用，它使机械能转化为电势能。所以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。 电源：通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置。 2.电源的三个参数 （1）电动势 电源移动电荷，增加电荷的电势能，这与抽水机抽水增加水的重力势能相似。不同的抽水机工作时，水能够被举高的高度有所不同，即单位质量的水增加的重力势能不同。与此类似，在不同的点院长，非静电力做功的本领也不相同：有些电源，它的两极间的电势差比较大，那是因为它把一定数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极时，非静电力做较多的功，电荷的电势能增加得比较多；二在另一些电源中，非静电力对同样多的电荷只做较少的功，电势能增加得较少，电源两极间的电势差也就比较小。物理学中用电动势来表明电源的这种特性。 定义：电源内单位正电荷从负极移到正极非静电力所做的功。 物理意义：反映电源非静电力做功的本领的大小。 表达式： （V） 电动势的大小在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。是由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关。 电源电动势E是标量，本无方向可言。但人们通常把非静电力移动正电荷的方向，即从负极指向正极的方向，叫做电动势的方向。 例如,蓄电池的电动势为2V，表示在蓄电池内移送1C的电荷时，可以将2J的化学能转化为电能，而干电池电动势为1.5V，表示在干电池内移送1C的电荷时可将1.5J的化学能转化为电能。 （2）内阻（r） 电源内部导体的电阻，在使用过程中变化较大。 （3）容量：电池放电视能输出的总电荷量，其单位为 或 。与放电状态有关，同样的电池，小电流、间歇性放电就比大电流、连续性放电的容量大。同一电池，体积越大，容量越大，内阻越小。 板书设计 1.非静电力 (1)非静电力 非静电力的作用：把正电荷从负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，将其他形式的能转化为电能。 非静电力的实质： 电源的种类不同，非静电力的来源也不同。化学电池来源于化学作用，它使化学能转化为电势能；发电机中，非静电力来源于电磁作用，它使机械能转化为电势能。所以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。 电源：通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置。 2.电源的三个参数 （1）电动势 定义：电源内单位正电荷从负极移到正极非静电力所做的功。 物理意义：反映电源非静电力做功的本领的大小。 表达式： （V） 电动势的大小在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。是由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关。 电源电动势E是标量，本无方向可言。但人们通常把非静电力移动正电荷的方向，即从负极指向正极的方向，叫做电动势的方向。 （2）内阻（r） 电源内部导体的电阻，在使用过程中变化较大。 （3）容量：电池放电视能输出的总电荷量，其单位为 或 。与放电状态有关，同样