2019-2020学年高中物理第二章恒定电流2电动势课后检测含解析新人教版选修3-1 7页

‎2　电动势 记一记 电动势知识体系 ‎3个电源参数——电动势、内阻、容量 ‎1个公式——E＝ 辨一辨 ‎1.电源只能把电能转化为其他形式的能．(×)‎ ‎2．电动势与电势差实质上是一样的．(×)‎ ‎3．电源的电动势由电源自身决定．(√)‎ ‎4．电源电动势越大，非静电力做功的本领越强．(√)‎ ‎5．在电源内部，电荷移动过程中，电场力做负功，电荷电势能增加．(√)‎ ‎6．电动势在数值上等于一秒内静电力所做的功．(×)‎ ‎7．E＝只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源内非静电力的特性决定．(√)‎ 想一想 ‎1.电动势和电压单位是相同的，它们的意义相同吗？‎ 提示：不相同．电动势是描述电源把其他形式的能量转化为电能本领的物理量，和非静力做功有关，而电压是和电场力做功相联系的，涉及的能量转化方向是由电能转化为其他形式的能量．‎ ‎2．电源的电动势和电源两极间电压有何关系？‎ 提示：电源的电动势是恒定的，与外电路的结构关系，而电源两极间电压是随电路结构的变化而变化的．电源两极间电压总小于或等于电源电动势．‎ ‎3．电源电动势越大，转化的电能一定越多吗？‎ 提示：电动势是反映电源把其他形式的能量转化为电能本领的物理量，■■值上等于在电源内部非静电力移动单位电荷所做的功——即移动单位电荷而转化的电能，可知电源转化的电能多少除跟电动势有关外，还和移动的电荷量有关．故电动势大，转化的电能不一定多．‎ 思考感悟：　‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎　练一练 ‎1.[2019·江苏常州中学模拟]下列说法正确的是(　　)‎ A．某同学订购的iPhone 4s手机的电池铭牌为“3.7 V　1 430 mA·h”，相比iPhone 4的“3.7 V　1 420 mA·h”，电池容量前者大 B．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化 - 7 -‎ C．电源电动势反映了电源内部非静电力做功的本领，所以非静电力做功越多，电源电动势越大 D．新旧1号电池对小灯泡供电时，发现旧电池供电时灯泡较暗，主要原因是旧电池的电动势比新电池电动势高很多 解析：由题可知，前者容量为1 430 mA·h，而后者为1 420 mA·h，故说明前者电池容量大，故A项正确；电动势的大小由电源自身的性质决定，与外电路无关，故B项错误；电动势E＝，故电动势的大小比较的是移送单位电荷时做功的多少，故C项错误；新旧1号电池对小灯泡供电时，发现旧电池供电时灯泡较暗，主要原因是旧电池内阻比新电池内阻大很多，故D项错误．‎ 答案：A ‎2．(多选)[2019·山东潍坊一中月考]太阳能电池已经越来越多地应用于我们生活中，有些太阳帽前安装的小风扇就是靠太阳能电池供电的．可以测得某太阳能电池可产生0.6 V的电动势，这表示(　　)‎ A．电路中每通过‎1 C电荷量，太阳能电池把0.6 J的太阳能转化为电能 B．太阳能电池的内阻为零 C．太阳能电池在1 s内将0.6 J的太阳能转化为电能 D．太阳能电池将太阳能转化为电能的本领比一节于电池(电动势为1.5 V)将化学能转化为电能的本领小 解析：电动势在数值上等于非静电力把‎1 C的正电荷从电源内部的负极移到正极所做的功，即把太阳能转化为电能的多少，而不是在1 s内转化的电能；电动势越大，将其他形式的能转化为电能的本领越大，故A、D两项正确．C项错误．太阳能电池也有内阻，故B项错误．‎ 答案：AD ‎3．(多选)[2019·上海交大附中期末]如图所示为伏打电池示意图，由于化学反应，在A、B两电极附近产生了很薄的两个带电接触层a、b.沿电流方向绕电路一周，非静电力做功的区域是(　　)‎ A．R B．b C．r D．a 解析：电源就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．在电池中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能，从而实现向外电路供电的目的．由于化学反应，在A、B两电极附近产生了很薄的两个带电接触层a、b，所以非静电力做功的区域是a、b.r处是内电路，电源内阻在此把电势能转化为内能，此处是静电力做功，同样R处是外电路，也是静电力做功．‎ 答案：BD ‎4．[2019·深圳中学期中考试]将某一蓄电池接入电路后，电路中的电流为I＝‎0.5 A，且在t＝1 min的时间内可将180 J的化学能转化为电能．则蓄电池的电动势为(　　)‎ A．12 V B．3 V C．6 V D．9 V 解析：1 min内通过蓄电池内部的电荷量q＝It＝0.5×‎60 C＝‎30 C，由E＝得，蓄电池的电动势E＝ V＝6 V，C项正确．‎ 答案：C - 7 -‎ 要点一 对静电力和非静电力的理解 ‎1.以下说法正确的是(　　)‎ A．在外电路和电源电部，正电荷都受到静电力作用，所以能不断地走向移动形成电流 B．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 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 解析：在电源内部，电荷既受到电场力，也受非静电力作用，但在电源内部，正电荷应是在非静电力作用下走向移动而形成电流的，所以A、C两项错误．另外，电场力做功的过程，是将电能转化为其他形式能的过程，而非静电力做功的过程，是其他形式的能转化为电能的过程，可知B项错误，D项正确．‎ 答案：D ‎2．(多选)关于电动势E的说法正确的是(　　)‎ A．电动势E的大小，与非静电力所做的功W的大小成正比，与移送电荷量q的大小成反比 B．电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关 C．电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量 D．电动势E的单位与电势差的单位相同，故两者在本质上相同 解析：电动势是由电源本身性质决定的，是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，可知，A项错误，B、C两项正确．电动势和非静力做功相联系，而电势差和静电力做功相联系，且涉及的能量转化方向恰恰相反，用此电动势和电势差是性质完全不同的两个物理量，故D项错误．‎ 答案：BC ‎3．(多选)以下说法中正确的是(　　)‎ A．在外电路中，正电荷受非静电力作用，所以能不断地定向移动形成电流 B．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增加 C．在电源内部正电荷能从负极到达正极是因为电源内部存在非静电力作用 D．静电力移动电荷做功，电势能减少；非静电力移动电荷做功，电势能增加 解析：外电路中正电荷在电场力的作用下从正极向负极定向移动形，成电流，电场力做正功将电势能转化为其他形式的能．在电源内部正电荷在非静电力的作用下从负极向正极移动，克服电场力做功将其他形式的能转化为电势能，电势能增加，故A、B两项错误，C、D两项正确．‎ 答案：CD ‎4．(多选)关于电源的说法正确的是(　　)‎ 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，负电荷在电场力作用下由电源的负极流向正极 C．在电源内部电路中，正电荷在非静电力作用下由电源的负极流向正极 D．在电池中，是化学作用使化学能转化为电势能 解析：电源内部和外部电场都是由正极指向负极，故A项错误．在外电路中负电荷在电场力作用下向正极移动，电场力做正功将电势能转化为其他形式的能；在电源内部非静电力做功将正电荷从负极搬运到正极，将其他形式的能转化为电势能，电池中的非静电力是化学作用，故B、C、D三项正确．‎ 答案：BCD 要点二 对电动势的理解 ‎5.(多选)如图为一块手机电池的背面印有的一些符号，下列说法正确的是(　　)‎ - 7 -‎ A．该电池放电时能输出的总电荷量为1 ‎‎800 C B．该电池的电动势为3.6 V C．若电池以10 mA的电流工作，可用50小时 D．若两块电池串联使用电动势仍为3.6 V 解析：由电池铭牌可知，B项正确；由q＝500 mA·h得，q＝500×10－‎3 A×3 600 s＝1 ‎800 C，A项正确；由q＝It得t＝＝ s＝1.8×105 s＝50 h，C项正确；两电池串联使用时，E总＝2E＝7.2 V，D项错误．‎ 答案：ABC ‎6．有关电压与电动势的说法中正确的是(　　)‎ A．电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法 B．电动势就是电源两极间的电压 C．电动势公式E＝中的W与电压公式U＝中的W是一样的，都是静电力所做的功 D．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量 解析：电压与电动势的单位都是伏特，电动势公式E＝，电压公式U＝，两公式也非常相似，但意义不同．电动势反映的是电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电势能的本领，电压表示的是电场中电场力做功将电能转化为其他形式能的本领．故A、B、C三项错误，D项正确．‎ 答案：D ‎7．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．‎ 解析：在电路中，静电力移送电荷做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能．‎ ‎(1)W＝Eq＝3×6 J＝18 J，电源中共有18 J其他形式的能转化为电能．‎ ‎(2)W1＝U1q＝2.4×6 J＝14.4 J，外电路中共有14.4 J电能转化为其他形式的能．‎ 答案：(1)18 J　(2)14.4 J 基础达标 ‎1.下列说法正确的是(　　)‎ A．电动势越大，表明电源储存的电能越多 B．电动势与电压从能量转化的角度来说有本质的区别 C．在电源内部，从正极到负极电势逐渐升高 D．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化 解析：电源是把其他形式的能转化为电能的装置，电动势反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，从能量转化的角度来说电动势与电压有本质的区别，B项正确；电动势越大说明这种转化本领越强，但不能说明储存的电能越多，A项错误；电源正极电势大于负极电势，所以电源内部，从正极到负极电势逐渐降低，C项错误；电动势反映电源本身的特性，与外电路的结构无关，所以同一电源接入不同的电路，电动势不会变化，D项错误．‎ 答案：B ‎2．(多选)下列关于电动势的理解正确的是(　　)‎ A．电源的电动势越大，非静电力将正电荷从负极移送到正极的电荷量一定越多 - 7 -‎ B．电源的电动势越大，非静电力移动相同电荷量产生的电能一定越多 C．电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量 D．电源的电动势跟电源的体积有关，跟外电路有关 解析：在电源内部，非静电力移送的电荷量为q＝It，电动势大的，移送的电荷量不一定多，A项错误；由W＝Eq知，电动势越大，非静电力移动相同电荷量做的功越多，产生的电能也越多，B项正确；由电动势的物理意义可知，电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，C项正确；电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的大小无关，跟外电路也无关，D项错误．‎ 答案：BC ‎3．电动势的公式为E＝，电压的公式为U＝，关于电压和电动势的异同点，下列说法正确的是(　　)‎ A．电压就是电动势，因此两物理量的单位都是伏特 B．电动势为电源正、负两极之间的电压 C．两表达式中的W均为电场力做的功 D．电动势公式中的W是非静电力做的功，电压公式中的W是静电力做的功 解析：电压与电动势的单位虽然相同，但它们表征的特理意义不同，不是同一个物理量，A项错误；易知B项错误；电动势公式E＝中的W是非静电力做的功，故C项错误；由电压公式中的W是静电力做的功可知D项正确．‎ 答案：D ‎4．[2019·广州二中期中考试]如图所示是中国科健股份有限公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明，由此可知该电池的电动势、待机状态下的平均工作电流分别是(　　)‎ A．4.2 V　14.58 mA　　　　　B．4.2 V　700 mA C．3.7 V　14.58 mA D．3.7 V　700 mA 解析：题图所示电池的容量为700 mA·h，待机时间为48 h，由此可知待机状态下的平均工作电流I＝＝≈14.58 mA.这是一块标准电压为3.7 V的电池，说明它在工作时能提供的电压为3.7 V，C项正确．‎ 答案：C ‎5．[2019·上海师大附中期中考试]人造卫星上的太阳能电池板是薄膜电池板，其转化率较高．经测量可知一片硅电池板能够产生的电动势为E＝0.6 V，得到的电流大小为I＝‎0.1 A，假设正常情况下该电池板将光能转化为电能的效率为23%.则1 s内一片该电池板上吸收的光能为(　　)‎ A．0.23 J B．0.24 J C．0.25 J D．0.26 J 解析：由已知条件可知，一片该电池板1 s内提供的电能为W＝EI＝0.6×0.1 J＝0.06 J，则1 s内吸收的光能为Q＝≈0.26 J，D项正确．‎ 答案：D ‎6．关于电源的电动势，下列说法正确的是(　　)‎ A．在某电池的电路中每通过‎2 C的电荷量，电池提供的电能是4‎ - 7 -‎ ‎ J，那么这个电池的电动势是0.5 V B．电源的电动势越大，电源所提供的电能就越多 C．电源接入电路后，其两端的电压越大，电源的电动势也越大 D．无论电源接入何种电路，其电动势是不变的 解析：由电动势的定义可知，当通过单位电荷时转化的电能为2 J，即电源的电动势为2 V，故A项错误；电源所能提供的电能与电动势无关，它是由电源中贮存的可转化能量的多少决定的，故B项错误；电源的电动势与外电路无关，故C项错误．‎ 答案：D ‎7．下列关于电源的说法，正确的是(　　)‎ A．电源向外提供的电能越多，表示电动势越大 B．电动势表示电源将正电荷从负极移送到正极时，非静电力所做的功 C．电源的电动势与外电路有关 D．在电源内从负极到正极电势升高 解析：电动势的大小并不意味着向外提供电能的多少，还与提供的电流、工作时间有关，它在数值上等于将单位正电荷从负极移到正极非静电力做的功，A、B两项错误；电动势是由电源本身的性质决定的，与外电路无关，C项错误；在外电路中从正极到负极电势降低，在内部从负极到正极电势升高，D项正确．‎ 答案：D ‎8．电池容量就是电池放电时能输出的总电荷量，某蓄电池标有“‎15 A·h”的字样，则表示(　　)‎ A．该电池在工作1 h后达到的电流为‎15 A B．该电池在工作15 h后达到的电流为‎15 A C．电池以‎1.5 A的电流工作，可用10 h D．电池以‎15 A的电流工作，可用15 h 解析：电池上“‎15 A·h”是表示电池蓄存的电量数值，即q＝‎15 A·h＝‎15 A×1 h＝‎1.5 A×10 h，故C项正确，A、B、D三项错误．‎ 答案：C ‎9．下列说法中正确的是(　　)‎ A．同一型号干电池，旧电池比新电池的电动势小，内阻大，容量小 B．电源电动势E与通过电源的电流I的乘积EI表示电源内静电力的功率 C．1号干电池比5号干电池的电动势小，容量大 D．当通过同样的电荷量时，电动势为2 V的蓄电池比1.5 V的干电池提供的电能多 解析：同种型号的旧电池比新电池电动势略小，内阻变大，但不同型号的干电池相比较，电动势相同而容量不同，故A项正确，C项错误；电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，它等于非静电力移送单位电荷量所做的功，功率的表达式为EI，故B项错误，D项正确．‎ 答案：AD ‎10．单位电荷量的正电荷沿闭合电路移动一周，在内外电路中释放的总能量决定于(　　)‎ A．电源的电动势 B．通过电源的电流 C．路端电压的大小 D．内外电阻之和 解析：电动势反映电源自身在其内部将单位正电荷从负极移到正极的过程中，克服静电力所做的功，将其他形式的能量转化为电势能的本领．‎ 答案：A ‎11．ZTE锂离子电池充电电压为4.2 V，充电电流为500 mA，关于锂电池在充电过程中以下说法正确的是(　　)‎ A．1 s通过电池某一横截面的电量为‎500 C B．1 s通过电池某一横截面的电量为‎0.5 C C．1 s内消耗2.1 J的电能 D．1 s内有2.1 J的其他形式的能转化为电能 解析：由I＝得，q＝It＝0.5×‎1 C＝‎0.5 C，故A项错误，B项正确；1‎ - 7 -‎ ‎ s内消耗的电能：E电＝UIt＝4.2×0.5×1 J＝2.1 J，充电过程是电能转化为其他形式的能，故C项正确；D项错误．‎ 答案：C ‎12．关于电动势，下列说法正确的是(　　)‎ A．所有电池的电动势都是1.5 V B．体积越大的电源，其电动势一定越大 C．电动势数值上就等于电源正负极之间的电压 D．电动势表示电源将其他形式的能转化为电能的本领 解析：各种干电池的电动势都是1.5 V，铅蓄电池的电动势是2 V，故A项错误；电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的强弱，与电源的体积无关，如各种体积干电池的电动势都是1.5 V，故B项错误；电源正负极之间的电压是路端电压，电源的电动势在数值上等于内、外电压之和，电源没有接入电路时两极间的电压在数值上等于电源的电动势，故C项错误；电动势表示电源将其他形式的能转化为电能的本领，所以C项正确．‎ 答案：D 能力达标 ‎13.铅蓄电池的电动势为2 V，一节干电池的电动势为1.5 V，将铅蓄电池和干电池分别接入电路，两个电路中的电流分别为‎0.1 A和‎0.2 A，试求两个电路都工作20 s时间电源所消耗的化学能分别为多少？把化学能转化为电能的本领哪种电池更强？‎ 解析：根据电动势定义，得W＝Eq①‎ 由I＝，得q＝It②‎ 联立①②得W＝EIt W铅＝2×0.1×20 J＝4 J，W干＝1.5×0.2×20 J＝6 J 电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领，故铅蓄电池的本领更强．‎ 答案：4 J　6 J　铅蓄电池 ‎14．国家大力推广节能环保汽车，电动汽车是许多家庭的首选，已知电动汽车的电源是由30组蓄龟池串联组成的，当正常行驶时，电路中的电流为‎5 A，在10 min内电源做功1.8×105 J，则这组蓄电池的总电动势是多少？每组的电动势为多少？‎ 解析：电源移送电荷量为：‎ q＝It＝5×10×‎60 C＝3 ‎000 C，‎ 这组蓄电池的总电动势为：E＝＝ V＝60 V 每组的电动势为：E1＝＝ V＝2 V.‎ 答案：60 V　2 V - 7 -‎