高中物理第二章恒定电流22电动势学案新人教版选修31.docx
《高中物理第二章恒定电流22电动势学案新人教版选修31.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理第二章恒定电流22电动势学案新人教版选修31.docx（24页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
高中物理第二章恒定电流22电动势学案新人教版选修31
第2节电动势
讲课人姓名
讲课学科和班级
教师
个案
学生
笔记
三
维
目
标
1.知识与技能：
理解电动势的概念，掌握电动势的定义式。
2.过程与方法：
通过本节课教学，了解电池内部能量的转化过程，加强科学素质的培养。
3.情感、态度与价值观方面：
了解生活中的电池，感受现代科技的不断进步。
学习
重点
电动势的概念，对电动势的定义式的应用。
学习
难点
电池内部能量的转化；电动势概念的理解。
学习
方法
自主——探究——合作
学
习
过
程
学
习
过
程
1、自主学习
1、 在外电路中，正电荷由电源_____的极流向______极，在电源的内部靠“非静电力”把静电荷从______极搬运到_______极。
2、电源是通过非静电力做功把______能转化为______的装置。
3、电动势是用来表示______把其他形式的能转化为_____本领的物理量。
用E来表示，定义式为__________，其单位是______。
4、电动势由电源中_______决定，跟电源的体积______，跟外电路_______。
5、电源的重要参数有______、_______、等。
二、探究新知〖问题〗教材图2.2-1（如图所示）
1.用导线将电源连成最简单的电路，电路由哪几部分组成？
2．导线中的电场是什么电场？
电流是怎样形成的？
特点如何？
为什么？
6、
1．
3．自由电子在导线中定向运动，电场力做什么功？
电子的电势能如何变化？
4．电源是靠什么能力把负极的正电荷不断的搬运到正极以维持外电路中恒定的电流？
分析：
利用右图来类比，理解电路中的能量问题。
当水由A池流入B池时，由于重力做功，水的重力势能减少，转化为其他式的能。
而又由于A、B之间存在高度差，故欲使水能流回到A池，应克服重力做功，即需要提供一个外力来实现该过程。
抽水机就是提供该外力的装置，使水克服重力做功，将其他形式的能转化为水的重力势能。
电源中的非静电力的存在及其作用可类比于此。
两者相比，重力相当于电场力，重力做功相当于电场力做功，重力势能相当于电势能，抽水机相当于电源。
一、电源（更深层的含义）
（1）电源：
（2）非静电力在电源中所起的作用：
是把正电荷由负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，将其他形式的能转化为电势能。
〖注意〗在不同的电源中，是不同形式的能量转化为电能。
再与抽水机类比说明：
在不同的电源中非静电力做功的本领不同。
二、电动势
（1）定义：
在电源内部，非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。
（2）定义式：
（3）单位：
（4）物理意义：
表示电源把其它形式的能（非静电力做功）转化为电能的本领大小。
电动势越大，电路中每通过1C电量时，电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。
〖注意〗：
①电动势的大小由电源中非静电力的特性（电源本身）决定，跟电源的体积、外电路无关。
②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。
③电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
说明：
电动势E的单位与电势、电势差的单位相同，电动势和电势差不同之处
电动势：
。
W表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能（或其它形式能），E表示移动单位正电荷消耗化学能（或其它形式能），反映电源把其它形式能转化为电能的本领）。
电压：
。
W表示正电荷在电场力作用下从一点移到另一点所消耗的电势能，电压表示移动单位正电荷消耗的电势能。
反映把电势能转化为其它形式能的本领。
电动势表征电源的性质，电势差表征电场的性质。
三、电源（池）的几个重要参数
①电动势：
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）:
电源内部的电阻。
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。
三、新知应用（多媒体展示）
四、当堂检测
1．关于电动势，下列说法正确的是（）
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
2．下列说法正确的是（）
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．在电源的外部负电荷靠电场力由电源的正极流向负极.
C．在电源的内部正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极.
D．在电池中是化学能转化为电势能.
3．关于电源的说法，正确的是（）
A．电源向外提供的电能越多，表明电动势越大
B．电动势表示电源将单位正电荷从负极移到正极时，非静电力做的功
C．在电源内部从正极到负极电势逐渐提高
D．在电源外部从正极到负极电势逐渐提高
4．电源电动势的大小反映的是（）
A．电源把电能转化成其他形式的能的本领的大小
B．电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小
C．电源单位时间内传送电荷量的多少D．电流做功的快慢
5．单位正电荷沿闭合电路移动一周，电源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．内外电路电阻之和D．电荷运动一周所需时间
小结六、反思质疑
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题
1．如图所示，将篮球从同一位置斜向上抛出，其中有两次篮球垂直撞在竖直墙上，不计空气阻力，则下列说法中正确的是
A．从抛出到撞墙，第二次球在空中运动的时间较短
B．篮球两次撞墙的速度可能相等
C．篮球两次抛出时速度的竖直分量可能相等
D．抛出时的动能，第一次一定比第二次大
2．如图所示，一匀强电场的电场线与圆O所在平面平行，AB为圆的一条直径，C为圆周上一点，圆的半径为R，∠AOC=60°，在A点有一粒子源，能向圆O所在平面内各个方向以动能Ek发射同种带电粒子，粒子质量为m，电荷量为q，由观察可知经过B、C的粒子动能分别为5Ek和3Ek，则
A．匀强电场的电场强度为
B．匀强电场的电场强度为
C．匀强电场的方向垂直OC
D．匀强电场的方向与AC平行
3．关于曲线运动，下列说法正确的是（）
A．做曲线运动的物体速度方向时刻改变，所以曲线运动是变速运动
B．做曲线运动的物体，受到的合外力方向在不断改变
C．只要物体做圆周运动，它所受的合外力一定指向圆心
D．物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，就一定能做匀速圆周运动
4．真空中两个完全相同、带等量同种电荷的金属小球A和B（可视为点电荷），分别固定在两处，它们之间的静电力为F，用一个不带电的同样金属球C先后与A、B球接触，然后移开球C，此时A、B球间的静电力为
A．
B．
C．
D．
5．如图所示，足够长的光滑平板AP与BP用铰链连接，平板AP与水平面成53
角固定不动，平板BP可绕水平轴在竖直面内自由转动，质量为m的均匀圆柱体O放在两板间，sin53
=0.8，cos53
=0.6，重力加速度为g。
在使BP板由水平位置缓慢转动到竖直位置的过程中，下列说法正确的是（）
A．平板BP受到的最小压力为
mg
B．平板BP受到的最大压力为mg
C．平板AP受到的最小压力为
mg
D．平板AP受到的最大压力为mg
6．可视为质点的a、b两个物体在同一位置沿同一方向同向开始运动，它们的位移——时间图像分别如图中图线甲、乙所示，其中图线甲是一条倾斜的直线，图线乙是一条
的抛物线，两图线的交点坐标
，则在
内（）
A．a做的是直线运动，b做的是曲线运动
B．b运动的加速度大小为
C．
时，a、b相距最远
D．a、b相距的最大距离为
二、多项选择题
7．如图1所示，ab是两平行正对的金属圆环，a中通有正弦交变电流i，其变化规律如图2所示。
下列说法正确的是（）
A．
时刻，b环内的感应电动势为零
B．
时刻，b环内的感应电流方向改变
C．
时间内，b环内感应电流的方向与a环内电流的方向相反
D．
时间内，t2时刻b环内的感应电动势最大
8．下列说法正确的是_________。
A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程
B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量
C．波尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律
D．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
E.德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长
9．组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率．如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动．由此能得到半径为R、密度为ρ、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T．则最小自转周期T的下列表达式中正确的是（）
A．
B．
C．
D．
10．质量为m的物体在沿斜面向上的拉力F作用下沿放在水平地面上的质量为M的粗糙斜面匀速下滑，此过程中斜面体保持静止，则地面对斜面
A．无摩擦力
B．有水平向左的摩擦力
C．支持力为（M+m）g
D．支持力小于（M+m）g
三、实验题
11．某实验小组用如图所示的器材验证“力的平行四边形定则”.在水平的圆形桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮，其中，滑轮P1固定在桌子边，滑轮P2、P3可沿桌边移动.
步骤如下：
A．在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，调整滑轮P2、P3，位置并使结点O静止；
B．在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向，以O点为起点，用同一标度作出三个拉力的图示；
C．以绕过滑轮P2、P3绳的两个力为邻边作平行四边形，作出以O点为起点的平行四边形的对角线，量出对角线的长度；
D．检验对角线的长度和绕过滑轮P绳拉力的图示的长度是否一样，方向是否在一条直线上.
（1）第一次实验中，若一根绳挂的钩码质量为m，另一根绳挂的钩码质量为2m，则第三根绳所挂的钩码质量M应满足关系___________________.
（2）第二次实验时，改变滑轮P2、P3的位置和相应绳上钩码的数量，使结点平衡，绳的结点__________（选填“必须”或“不必”）与第一次实验中白纸上描下的O点重合.实验中，若桌面倾斜，____________（选填“会”或“不会”）影响实验的结论.
12．如图所示，某同学借用“探究加速度与力、质量之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和物体动能变化关系”的实验。
（1）为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫块的位置，改变长木板倾斜程度，根据纸带打出点的间隔判断小车是否做________运动。
（2）按图所示装置，接通打点计时器电源，由静止释放小车，打出若干条纸带，从中挑选一条点迹清晰的纸带，如图所示。
纸带上打出相邻两个点之间的时间间隔为T，O点是打点计时器打出的第一个点，从O点到A、B、C、D、E、F点的距离依次为s1、s2、s3、s4、s5、s6。
已知小车的质量为M，盘和砝码的总质量为m。
由此可求得纸带上由O点到E点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式W＝_____________，该小车动能改变量的表达式ΔEk＝_________。
由于实验中存在误差，所以，W________ΔEk。
（选填“小于”、“等于”或“大于”）。
四、解答题
13．如图，一个质量为m=0.6kg的小球以某一初速度从P点水平抛出，恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧（不计空气阻力，进入圆弧时无机械能损失）。
已知圆弧的半径R=0.3m，θ=600，小球到达A点时的速度v=4m/s。
（取g=10m/s2）求：
⑴小球做平抛运动的初速度v0的大小；
⑵P点与A点的水平距离和竖直高度；
⑶小球到达圆弧最高点C时对轨道的弹力。
14．如图所示PQ、MN为足够长的两平行金属导轨，它们之间连接一个阻值R=10Ω的电阻；导轨间距为L=lm，导轨电阻不计，长约lm，质量m=0.lkg的均匀金属杆水平放置在导轨上（金属杆电阻不计），它与导轨的滑动摩擦因数
，导轨平面的倾角为
°在垂直导轨平面方向有匀强磁场，磁感应强度为B=0.5T，今让金属杆AB由静止开始下滑，从杆静止开始到杆AB恰好匀速运动的过程中经过杆的电量q=lc，求：
（1）当AB下滑速度为4m/s时加速度的大小；
（2）AB下滑的最大速度；
（3）AB由静止开始下滑到恰好匀速运动通过的距离；
（4）从静止开始到AB匀速运动过程R上产生的热量。
【参考答案】
一、单项选择题
题号
1
2
3
4
5
6
答案
A
C
A
C
A
C
二、多项选择题
7．AD
8．ACD
9．AD
10．BD
三、实验题
11．
（1）m（2）不必，不会；
12．匀速直线；
；
；大于；
四、解答题
13．
（1）
（2）
，
（3）
竖直向上
14．
（1）1
；
（2）8
；（3）20m；（4）0.8J
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题
1．我国于2018年12月成功发射的“嫦娥四号”月球探测器经过多次变轨，最终降落到月球表面上。
如图所示，轨道I为圆形轨道，其半径为R；轨道Ⅱ为椭圆轨道，半长轴为a，半短轴为b。
如果把探测器与月球球心连线扫过的面积与其所用时间的比值定义为面积速率，则探测器绕月球运动过程中在轨道I和轨道Ⅱ上的面积速率之比为（已知椭圆的面积S=πab）（）
A．
B．
C．
D．
2．如图所示为测感应强度大小的一种方式，边长为1、一定质量的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通以逆时针方向的电流。
图中虚线过
边中点和
边中点，在虚线的下方为垂直于导线框向里的匀强磁场，导线框中的电流大小为
。
此时导线框处于静止状态，通过传感器测得细线中的拉力大小为
；保持其它条件不变，现将虚线下方的磁场移至虚线上方，此时测得细线中拉力大小为
。
则磁感应强度大小为
A．
B．
C．
D．
3．开学了，想到又能够回到校园为梦想而拼搏，小明同学开心得跳了起来。
假设小明质量为m，从开始蹬地到离开地面用时为t，离地后小明重心最大升高h，重力加速度为g，忽略空气阻力。
以下说法正确的是
A．从开始蹬地到最高点的过程中，小明始终处于失重状态
B．在t时间内，小明机械能增加了mgh
C．在t时间内，地面给小明的平均支持力为F=
D．在t时间内，地面对小明做功mgh
4．把质量是m的小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至A的位置，如图甲所示，迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置C（图丙），途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态（图乙），弹簧的质量和空气的阻力均可忽略。
则
A．由状态甲到状态丙，小球的机械能守恒
B．由状态甲至状态乙，有三个时刻小球的加速度大小等于重力加速度的大小
C．在乙状态时，小球重力的功率最大
D．由状态甲到状态丙，在甲状态弹黄的弹性势能等于小球克服重力所做的功
5．有时候投篮后篮球会停在篮网里不掉下来，弹跳好的同学就会轻拍一下让它掉下来。
我们可以把篮球下落的情景理想化：
篮球脱离篮网静止下落，碰到水平地面后反弹，如此数次落下和反弹。
若规定竖直向下为正方向，碰撞时间不计，空气阻力大小恒定，则下列图象中可能正确的是（）
A．
B．
C．
D．
6．每种原子都有自己的特征谱线，所以运用光谱分析可以鉴别物质成分。
氢原子光谱中巴耳末系的谱线波长公式为：
=
（
–
），n=3，4，5，…，其中E1为氢原子基态能量，h为普朗克常量，c为真空中的光速。
锂离子（Li+）光谱中某个谱线系的波长可归纳成公式：
=
（
–
），m=9，12，15，…，
为锂离子（Li+）基态能量，研究发现这个谱线系与氢原子巴耳末系光谱完全相同。
由此可推算出锂离子（Li+）基态能量与氢原子基态能量的比值为
A．3B．6C．9D．12
二、多项选择题
7．关于热力学的一些现象和规律叙述正确的是（_______）
A．在自然过程中一个孤立系统的熵总是增加或不变的
B．理想气体状态方程对饱和汽也适用
C．一定质量的气体体积增大，但既不吸热也不放热，内能一定减少
D．绝对湿度可以描述气体的潮湿程度
E．气体体积不变时，温度越高，单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击次数越多
8．如图所示，以v0＝10m/s的速度水平抛出的小球，飞行一段时间垂直地撞在倾角θ＝30°的斜面上，按g＝10m/s2考虑，以下结论中不正确的是：
（）
A．物体飞行时间是
s
B．物体撞击斜面时的速度大小为20m/s
C．物体飞行的时间是2s
D．物体下降的距离是10m
9．关于分子动理论，下列说法正确的有____________
A．扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明
B．布朗运动不是分子的运动，但间接地反映了液体分子运动的无规则性
C．压缩气体时，体积越小，压强越大，说明气体分子间存在着斥力
D．从微观角度来看，气体的压强与气体分子的平均动能和分子的密集程度有关
E.当分子间作用力表现为引力时，分子势能随距离的增大而减少
10．如图所示，透明瓶内有一些水，水的上方有水蒸汽，用橡皮塞把瓶口封住，用气筒向瓶内打气，然后瓶塞会突然跳出，此时观察到瓶内有白雾产生.关于上述过程下列说法正确的有
A．快速向瓶内打入气体的过程，气体状态变化是等容变化
B．快速向瓶内打入气体时，瓶内水蒸汽分子密度保持不变
C．瓶塞突然跳出瞬间气体对外做功，瓶内气体温度降低
D．瓶内瞬间形成的白雾是悬浮在气体中的小水滴
三、实验题
11．质量为
的小型无人机下面悬挂着一个质量为
的小物块，正以
的速度匀速下降，某时刻悬绳断裂小物块竖直下落，小物块经过
落地，已知无人机运动中受到的空气阻力大小始终为其自身重力的0.1倍，无人机的升力始终恒定，不计小物块受到的空气阻力，重力加速度为
，求当小物块刚要落地时:
（1）无人机的速度;
（2）无人机离地面的高度。
12．如图甲所示，MN、PQ为间距L=1.0m足够长的平行导轨，NQ⊥MN，导轨的电阻均不计．导轨平面与水平面间的夹角θ=37°，NQ间连接有一个R=6Ω的电阻．有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为B0=1T．将一根质量为m=0.1kg电阻为r（大小未知）的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好．现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度，已知在此过程中金属棒沿斜面下滑的距离为S=4m，且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示，设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行．取g=10m/s2．（sin370=0.6,sin530=0.8）求：
（1）金属棒与导轨间的动摩擦因数μ；
（2）金属棒的电阻r；
（3）若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，为使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度B应怎样随时间t变化（写出B与t的关系式）。
四、解答题
13．反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似．如图所示，在虚线MN两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动．已知电场强度的大小分别是E1＝2.0×103N/C和E2＝4.0×103N/C，方向如图所示．带电微粒质量m＝1.0×10－20kg，带电荷量q＝－1.0×10－9C，A点距虚线MN的距离d1＝1.0cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应．求：
（1）B点距虚线MN的距离d2；
（2）带电微粒从A点运动到B点所经历的时间t.
14．传统的打气筒的示意图如图中的如图所示，圆柱形打气筒A高H，内部横截面积为S，底部有一单向阀门K，厚度不计的活塞上提时外界大气可从活塞四周进入，活塞下压时可将打气筒内气体推入容器B中．用传统的打气筒给自行车打气时，不好判断是否已经打足了气，为了解决这一问题，某研究性学习小组的同学们经过思考之后，他们在传统打气筒基础上进行了如下的改装（图中的如图所示）：
该组同学设想在打气筒内壁焊接一卡环C（体积不计），调节C距气筒顶部的高度就可以控制容器B中的最终压强．已知B的容积VB＝3HS，向B中打气前A、B中气体初始压强均为P0＝1.0×l05Pa，设气体温度不变．
①若C距气筒顶部的高度为h＝
H，则第一次将活塞从打气筒口压到C处时，容器B中的压强是多少？
②要使容器B中的最终压强为3P0，则h与H之比应为多少？
【参考答案】
一、单项选择题
题号
1
2
3
4
5
6
答案
A
A
B
D
A
C
二、多项选择题
7．ACE
8．CD
9．ABD
10．CD
三、实验题
11．
（1）
；方向竖直向.上
（2）27.44m
12．
（1）
（2）
（3）
四、解答题
13．．
（1）0.50cm
（2）1.5×10-8s
14．①1.2×105Pa；②2:
3。
升级会员 