【推荐】专题2-2+电动势-试题君之K三关2017-2018学年高二物理人教版（选修3-1） 10页

第二章 恒定电流 第2节 电动势 一、电源的作用 在金属导体中，能够自由移动的电荷是 ，由于它们带负电荷，电子向某一方向的定向移动相当于正电荷向 的方向移动。‎ 在外电路，正电荷由 流向 ，电源之所以能维持外电路中稳定的电流，是因为它有能力把来到 的正电荷经过电源 不断地搬运到 。‎ 电源是通过非静电力做功把 能转化为 的装置。‎ 二、电动势 ‎1．物理意义：在不同的电源中， 的本领不同，物理学中用 来表明电源的这种特性。‎ 电动势越大，电路中每通过1 C电荷量时，电源将其他形式的能转化为电能的数值就越多。‎ ‎2．定义：电动势在数值上等于非静电力把 的正电荷在 从负极送到正极所做的功。也就是非静电力的功与电荷量的 。‎ ‎3．表达式：如果移送电荷q时非静电力所做的功为W，那么电动势E表示为E= 。‎ ‎4．单位：W 、q 、E的单位与 、 的单位相同，是 。‎ ‎5．标量：电动势只有大小，没有方向。但是电源有 、 极。‎ ‎6．决定因素：电动势由电源中 决定，跟 无关，也跟 无关。‎ 三、电源（池）的几个重要参数 ‎1．电动势：电动势由电源中非静电力的特性（电源本身）决定，它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关。‎ ‎2．内阻（r）：电源内部也是由导体组成的，所以也有电阻，电源内部的电阻叫做电源的内阻。‎ ‎3．容量：电池放电时能输出的总电荷量。‎ 其单位是：A·h，mA·h。‎ 注意：对同一种电池来说，体积越大，容量越大，内阻越小。‎ 写出下列常见电池的电动势 干电池 、锌汞电池 、锂电池 、铅蓄电池 。‎ 自由电子 相反 电源正极 负极 负极 内部 正极 其他形式的 电能 非静电力做功 电动势 1 C 电源内部 比值 W/q 焦耳（J） 库伦（C） 电势 电势差 伏特（V） 正 负 非静电力的特性 电源的体积 外电路 ‎ ‎1.5 V 1.2 V 3 V或3.6 V 2 V ‎ 一、电动势的一些相关结论 ‎1．电动势由电源中非静电力的性质（电源本身）决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关；‎ ‎2．电动势在数值上等于非静电力把1 C电荷量的正电荷在电源内从负极移动到正极所做的功；‎ ‎3．电动势等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压。‎ ‎【例题1】以下说法正确的是 A．在外电路和电源内部，正电荷都受静电力的作用，所以能不断地定向移动而形成电流 B．静电力和非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减小 C．在电源内部正电荷能从负极到达正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力 D．静电力移动电荷做功电势能减小，非静电力移动电荷做功电势能增加 参考答案：D 归纳总结：‎ 是电动势的定义式而不是决定式，E的大小与W和q无关，是由电源自身的性质决定的。电动势不同，表示将其他形式的能转化为电能的本领不同。例如：蓄电池的电动势为2 V，表明在蓄电池内移送1 C的电荷量时，可以将2 J的化学能转化为电能。‎ 二、电动势与电压的区别 电动势 电压 描述对象 对电源而言 对某一段电路而言 定义式 功的意义 表示正电荷从负极移到正极时非静电力所做的功 表示电荷在静电力作用下从一点移动到另一点静电力所做的功 表征的性质 表征电源的性质，反映电源把其他形式的能转化为电能的本领 表征电场的性质，反映把电能转化为其他形式的能的本领 描述的物理意义 描述移送单位电荷时非静电力做功的多少，即移送1 C的电荷时其他形式的能转化为电能的多少 描述在这段电路中移送单位电荷时静电力做功的多少，即移送1 C的正电荷时电能转化为其他形式的能的多少 ‎【例题2】（2017·江西南昌高二期中）将电动势为3.0 V的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为2.4 V，当电路中有6 C的电荷流过时，求：‎ ‎（1）有多少其他形式的能转化为电能？‎ ‎（2）外电路中有多少电能转化为其他形式的能？‎ ‎（3）内电路中有多少电能转化为其他形式的能？‎ 参考答案：（1）18 J （2）14.4 J （3）3.6 J 试题解析：（1）W=Eq=18 J，电源中共有18 J其他形式的能转化为电能；‎ ‎（2）W1=U1q=14.4 J，外电路中共有14.4 J电能转化为其他形式的能；‎ ‎（3）由能量守恒求出W2=W–W1=3.6 J。‎ 归纳总结：‎ 解答这类综合题需注意 ‎1．区别电动势和电压，单位相同，但物理意义不同；‎ ‎2．电源和电路中都有能量转换，要区分是静电力做功还是非静电力做功。‎ ‎1．以下说法中正确的是 A．电源的作用是维持导体两端的电压，使电路中有持续的电流 B．在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力 C．静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少 D．静电力移动电荷做功电荷电势能减少，非静电力移动电荷做功电荷电势能增加 ‎2．（2017·江苏省苏州市高二期末）电源电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领，下列关于电动势的说法中正确的是 A．电动势是一种非静电力 B．电动势越大表明电源储存的电能越多 C．电动势由电源中非静电力的特性决定，跟其体积、外电路无关 D．电动势就是闭合电路中电源两端的电压 ‎3．关于电源的电动势，下列叙述正确的是 A．电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压 B．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化 C．电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量 D．在闭合电路中，当外电阻变大时，路端电压增大，电源的电动势也增大 ‎4．（2017·江西省南昌市第十中学高二期末）下面各单位中不属于电动势的单位（伏特）的是 A． B． C． D． ‎5．下列说法错误的是 A．电源外部存在着由正极指向负极的电场，内部存在着由负极指向正极的电场 B．在电源外部电路中，负电荷靠电场力由电源的负极流向正极 C．在电源内部电路中，正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极 D．在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能 ‎6．关于电动势，以下说法中正确的是 A．电源电动势等于电源正、负极之间的电势差 B．用电压表直接测量电源两极得到的电压数值，实际上总略小于电源电动势的准确值 C．电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关 D．在闭合电路中，当外电阻变大时，路端电压增大，电源的电动势也增大 ‎7．（2017·江苏南通中学高二期中）关于电源电动势E，下列说法中错误的是 A．电动势E的单位与电势、电势差的单位相同，都是伏特V B．干电池和铅蓄电池的电动势是不同的 C．电动势E可表示为可知，电源内非静电力做功越多，电动势越大 D．电动势较大，表示电源内部将其他形式能转化为电能的本领越大 ‎8．有一随身听，电池给其供电的电流是8 mA，其意义说明 A．1 min电池供给1 C的电荷量 B．1 000 s电池供给8 C的电荷量 C．1 s电池供给8 C的电荷量 D．1 min电池供给8 C的电荷量 ‎9．（2017·浙江省温州市“十五校联合体”高二期中）扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图所示为科沃斯扫地机器人，已知其工作额定电压为12 V，额定功率为30 W，充电额定电压为15 V，额定电流为0.75 A，充电时间约为4 h，电池容量为2 000 mAh，则下列说法错误的是 A．机器人正常工作的电压为12 V B．机器人正常工作时电流为2.5 A C．电池容量是指电池储存电能的大小 D．机器人充满电后一次工作时间最多约为0.8 h ‎10．铅蓄电池的电动势为4 V，下列说法不正确的是 A．电路中每通过‎1 C电荷量，电源把4 J的化学能转化为电能 B．蓄电池两极间的开路电压为4 V C．蓄电池在1 s内将4 J的化学能转变成电能 D．蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5 V）大 ‎11．（2017·浙江省选考考前特训）如图所示，关于干电池上标有的“1.5 V”的说法，正确的是 A．每经过1 s，电池对外做功1.5 J B．每通过1 C的电荷量，有1.5 J的电能转化为化学能 C．若电池与理想电压表直接相连，电压表的示数为1.5 V D．电池为1 Ω的小灯泡供电，流过电池的电流是1.5 A ‎12．下列说法中正确的是 A．电流的定义式，只适用金属导体中自由电子定向移动形成的电流 B．电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移送到正极时，静电力所做的功 C．电动势为1.5 V的干电池，表明干电池可以使2 C的电荷量具有3 J的电能 D．2号干电池比5号干电池的体积大，电动势也大 ‎13．（2017·浙江省诸暨中学高一下学期期中）下列关于电源的说法中正确的是 A．电源的作用是提供电流 B．电池是生活中常见的电源，各种电池的内阻不同，但电动势都相同 C．把同一电源接在不同的电路中，电源的电动势将要变化 D．电源是通过非静电力把其他形式的能转化为电能的装置 ‎14．（2017·山西省大同一中高二月考）已知干电池的电动势为1.5 V，下列说法正确的是 A．用电压表直接连接干电池的两极，测量得到的电压就是该电池的电动势 B．当外电路闭合时，每当1 C的电荷量通过干电池，则该电池就能提供1.5 J的电能 C．当外电路闭合时，在1 s内有1.5 C的电荷量通过该电池 D．当外电路闭合时，在1 s内该电池能提供1.5 J的电能 ‎15．关于电源的电动势，下面叙述不正确的是 A．同一电源接入不同电路，电动势不会发生变化 B．电动势等于闭合电路中接在电源两极间的电压表测得的电压 C．电源的电动势反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小 D．在外电路接通时，电源的电动势等于内外电路上的电压之和 ‎16．（2017·重庆一中高二月考）关于电源和电流，下述说法正确的是 A．电源的电动势在数值上始终等于电源正负极之间的电压 B．由公式R=U/I可知，导体的电阻与通过它的电流成反比 C．从能量转化的角度看，电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能 D．打开教室开关，日光灯立刻就亮了，表明导线中自由电荷定向运动的速率接近光速 ‎17．（2016·上海卷）电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力，因此 A．电动势是一种非静电力 B．电动势越大，表明电源储存的电能越多 C．电动势的大小是非静电力做功能力的反映 D．电动势就是闭合电路中电源两端的电压 ‎3．C【解析】电源的电动势的大小等于外电路断开时接在电源两极间的电压表测得的电压，选项A错误；电源电动势由电源本身决定，故同一电源接入不同的电路，电动势不会发生变化，选项B错误；电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，选项C正确；在闭合电路中，当外电阻变大时，路端电压增大，电源的电动势不变，选项D错误。‎ ‎4．B【解析】电感上电压计算公式可知，1 V=1 H·A/s，故A正确；根据U=IR可知，1 V=‎ ‎1 A·Ω≠1A·m2/s，故B错误；根据可知，1 V=1 J/C，故C正确；根据可知，1 V=‎ ‎1 Wb/s，故D正确。‎ ‎5．A【解析】电源外部存在着由正极指向负极的电场，内部也存在着由正极指向负极的电场，电源内部是靠非静电力做功的，选项A错误；在电源外部电路中，负电荷靠电场力由电源的负极流向正极，选项B正确；在电源内部电路中，正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极，选项C正确；在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能，选项D正确。‎ ‎6．B【解析】电源电动势反映电源将其他形式能量转化为电能的本领大小，电源正、负极之间的电势差为电源的路端电压，只有当电源处于断路状态时，电源的电动势才等于路端电压，A错误；电压表是有内阻的，跟电源连接后构成一个通路，测量的是电压表内阻的电压，所以电压表测得的电源两极间电压值略小于电动势，B正确；电动势反映电源的特性，与外电路的结构无关，C错误；在闭合电路中，当外电阻变大时，路端电压增大，而电源的电动势不变，D错误。‎ ‎7．C【解析】电动势E的单位与电势差的单位相同，都是伏特，故A正确；电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，干电池的电动势为1.5 V，而铅蓄电池的电动势大小是2 V，故B正确；电动势E可表示为可知，电源内非静电力移动单位正电荷做功越多，电动势越大，选项C错误；电动势较大，表示电源内部将其他形式能转化为电能的本领越大，选项D正确；此题选择错误的选项，故选C。‎ ‎【名师点睛】本题考查对电动势的理解能力，关键抓住电动势的物理意义和定义来理解，即电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量。电动势由电源本身的特性决定，与外电路的结构无关。‎ ‎10．C【解析】电路中每通过‎1 C电荷量，电源把4 J的化学能转化为电能，选项A正确；蓄电池两极间的开路电压为4 V，选项B正确；如果电路中电流为1 A，则蓄电池在1 s内才能将4 J的化学能转变成电能，选项C错误；蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5 V）大，选项D正确。‎ ‎11．C【解析】电池上标有的“1.5 V”指的是移动1 C的正电荷所做的功是1.5 J，与时间无关，故A错误；每经过1 C的电荷量时，有1.5 J的化学能转化为电能，故B错误；当电池直接与电源相连时，电压表的示数为电源的电动势1.5 V，故C正确；由于电源内部有电阻，由闭合电路欧姆定律可知，流过电池的电流小于1.5 A，故D错误。‎ ‎12．C【解析】电流的宏观定义式适用于一切电流的计算，A错误；根据电动势的定义式 可知，电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移送到正极时，非静电力所做的功，B错误；根据公式可得电动势为1.5 V的干电池，表明干电池可以使2 C的电荷量具有3 J的电能，C正确；2号干电池比5号干电池的体积大，但电动势相同，都为1.5 V，D错误。‎ ‎13．AD【解析】电荷的定向移动形成电流，电压使电荷定向移动，电源是提供电压的装置，即电源是提供持续电流的装置，故选项A正确；电池是生活中常见的电源，各种电池的内阻不同，电动势也都不一定相同，故选项B错误；电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置，它可以在导体两端形成持续不断的电压，但并不是提供电荷，电动势的大小与外电路无关，是由本身的性质决定的，故C错误，D正确。‎ ‎【名师点睛】本题考查对电源的理解，要从电场的角度分析电源的作用。明确电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能。‎ ‎14．B【解析】用电压表直接连接干电池的两极时，由于电压表构成了一个外电路，电池有一定的电压，所以测量得到的电压小于该电池的电动势，故A错误；根据电动势的定义式，得W=qE，当q=1 C，E=1.5 V时，W=1.5 J，即当外电路闭合时，每当1 C的电荷量通过干电池，则该电池就能提供1.5 J的电能，故B正确；当外电路闭合时，电路中电流不一定是1 A，由q=It知，在1 s内不一定有1.5 C的电荷量通过该电池，故C错误；当外电路闭合时，1 C的电荷量通过该电池时该电池能提供1.5 J的电能，由于电流未知，则所用时间不一定是1 s，故D错误。‎ ‎【名师点睛】解决本题的关键要掌握电动势的定义式，明确电动势和路端电压的区别和联系，即电池的电动势等于电池没有接入电路时两极间的电压。‎ ‎15．B【解析】电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的强弱，与外电路的结构无关，所以同一电源接入不同电路电动势不会发生变化，AC正确；由于电源存在内阻，电压表测得闭合电路中接在电源两极间的电压为路端电压，不等于电源电压，在外电路接通时，电源的电动势等于内外电路上的电压之和，B错误，D正确。‎ ‎16．C【解析】当电路断开时，电源的电动势在数值上等于电源正负极之间的电压，故选项A错误；导体的电阻与通过它的电流、两端的电压均无关，它只与自己本身的因素有关，故选项B错误；从能量转化的角度看，电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能，选项C正确；打开教室开关，日光灯立刻就亮了，但导线中自由电荷定向运动的速率却很小，大约是10-5 m/s，其传导速率接近光速，故选项D错误。‎ ‎ ‎ ‎ ‎