第二节　电动势
课标定位
学习目标：1.知道电源是将其他形式能转化为电能的装置．
2．了解电路中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．
重点难点：电动势的理解．
一、电源
1．定义
电源是通过_________做功把其他形式的能转化为_____的装置．
2．作用
电源有正、负两个极，两极间有一定的电压，将一段导体(或一段电路)接到电源两极间，在导体(或一段电路)两端就有了一定的电压，可见电源能在导体(或电路)两端保持一定的电压．
非静电力
电能
3．非静电力
(1)定义：电源内部存在着从低电势处指向高电势处的某种力．
(2)作用：驱使正电荷逆着静电力方向从_______极流向___极．
(3)来源：干电池、蓄电池等电池中，非静电力是化学作用，发电机中非静电力的作用是电磁作用．
二、电动势
1．物理意义：表征电源把_________能转化为_____本领的物理量．
电源负
正
其他形式
电能
2．定义：电动势指在电源内部，非静电力把正电荷由____极移送到____极，非静电力所做的功W与___的比值，用E表示．即E＝ ____，单位是______．
负
正
q
伏特
思考感悟
1．对于不同型号的干电池，其电动势都是1.5 V，这说明了什么问题？
提示：电源电动势是电源的属性，大小取决于非静电力的性质，与电源的大小无关．
3．大小的决定因素：由电源中_________特性决定，跟电源的体积无关，跟内外电路也无关．
三、内阻
　电源内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫电源的______．
思考感悟
2．干电池用久了，其电动势、内阻是否变化？
提示：电动势不变，内阻变大．
非静电力
内阻
核心要点突破
一、对非静电力做功的理解
1．模型类比
如图2－2－1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，从水池A运动到水池B.A、B之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流．但若在水池A、B间连一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，保持A、B之间的高度差，从而在水管中就有源源不断的水流了．
图2－2－1
如图2－2－2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，在电源内部通过非静电力的作用再搬运到正极上，从而保持正负极有稳定的电势差，维持电路中有持续的电流．
2．能量转化比较
当水由水池A流向水池B时重力做正功，减少的重力势能转化为其他形式的能，在电源外部，电场力对正电荷做正功，减少的电势能转化为其他形式的能；当抽水机将B中的水抽到A的过程中，要克服水的重力势能做功将其他形式的能转化为水的势能，在电源内部，要靠非静电力作用于正电荷克服电场力做功，将其他形式的能转化为电荷的电势能．
特别提醒：非静电力做功把正电荷从负极搬运到正极增加正电荷的电势能，也可以理解为非静电力做功把负电荷从正极搬运到负极增加了负电荷的电势能．
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
1．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
解析：选BCD.无论电源内部还是外部电场都是由正极指向负极，故A错，在外部电路中，负电荷靠电场力由负极流向正极，而内部电路中，正电荷由负极流向正极，因电场力与移动方向相反，故必有非静电力作用在电荷上才能使其由负极流向正极，在电池中，靠化学作用使化学能转化为电势能，故B、C、D正确．
二、对电动势概念的理解
1．概念理解
(1)电源的种类不同，电源提供的非静电力性质不同，一般有化学力、磁场力(洛伦兹力)、涡旋电场力等．
(2)不同电源把其他形式的能转化为电能的本领是不同的．电动势在数值上等于非静电力将1 C正电荷在电源内从负极搬运到正极所做的功，也就是1 C的正电荷所增加的电势能．单位为伏特(V)．
2．电动势与电势差的区别与联系
特别提醒：电动势和电势差虽然单位相同，定义式类似，但二者有本质的区别．电势差反映电场力做功，将电势能转化为其他形式的能；而电动势反映非静电力做功，将其他形式的能转化为电能．能的转化方向不同．
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
2．下列说法中正确的是(　　)
A．电源的电动势实质上就是电源两极间的电压
B．电源的电动势在数值上等于两极间的电压
C．电源的电动势与电压的单位相同，但与电压有本质的区别
D．电动势越大，电源两极间的电压一定越高
解析：选C.电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，而电压是电场中两点间的电势差，电动势与电压有着本质的区别，所以A选项错，C选项对；当电源开路时，两极间的电压在数值上等于电源的电动势，但在闭合电路中，电源两极间的电压(路端电压)随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小，当电源短路时，R外＝0，这时路端电压为零，所以B、D选项错．
课堂互动讲练
关于电动势下列说法中正确的是(　　)
A．在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加
B．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大
C．电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正极移送单位电荷量做的功越多
D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多
【思路点拨】　在电源内部，通过非静电力做功，把正电荷从负极移到正极，电荷的电势能增加，电动势代表了非静电力做功的本领，它等于非静电力将单位正电荷从负极移到正极所做的功．
【精讲精析】　电源是将其他形式的能量转化为电能的装置，是通过电源内部的非静电力做功来完成的，所以非静电力做功，电能就增加，因此A正确．电源电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量．电动势在数值上等于移送单位电荷量的电荷所做的功，不能说电动势越大，非静电力做功越多，也不能说电动势越大，移送的电荷量越多，所以C正确，B、D错误．
【答案】　AC
【名师归纳】　(1)电源的电动势指电源中非静电力做功本领的大小，即移送单位电荷非静电力所做功的多少，而电源向外提供的电能与电源的工作状态及通电时间有关．
(2)电源的电动势是电源本身的性质，与外电路工作情况无关．
变式训练1　关于电动势E，下列说法中正确的是(　　)
A．电动势E的大小，与非静电力做功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的单位与电势、电势差的单位都是伏特，故三者本质上一样
D．电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量
答案：BD
有一电池，当移动3 C电荷时非静电力做功是18 J，该蓄电池的电动势是多少？给一灯泡供电，供电电流是0.3 A 供电 10 min，非静电力做功是多少？
【答案】　6 V　1.08×103 J
【名师归纳】　非静电力只在电源内部对电荷做功，将其他形式的能转化为电能，但静电力在整个闭合电路上都要做功，将电能转化为其他形式的能，且非静电力做的功与静电力做的功相等．
变式训练2　由于摩托车等燃油放出的尾气对环境有一定的影响，所以电动自行车已是许多家庭的首选．已知电动自行车的电源是18组蓄电池，当正常行驶时，电路中电流为5 A，在10 min 内电源做功 1.08×106 J，则每组蓄电池的电动势为多少？
答案：2 V