2020学年高中物理 第二章 恒定电流 专题第2节 电动势

2020学年高中物理 第二章 恒定电流 专题第2节 电动势

第2节 电动势 ‎ ‎1．在国际单位制中，表示电动势（外电路断开时电源两端的电压）单位的符号是 A．T B．V C．Wb D．E ‎【答案】B ‎【解析】根据闭合电路欧姆定律可知，电动势等于电路的内电压和外电压的和，所以电动势的单位和电压的单位是一样的，都为伏特，即V，所以B正确，故选B。‎ ‎【名师点睛】电动势的单位和电压的单位相同，但是它们所表示的意义不同，在平时的学习中一定要区分开。‎ ‎2．（2020·河南中原名校高二第三次联考）关于电源的电动势，下列说法中正确的是 A．同一电源接入不同的电路，电动势会发生变化 B．1号干电池比7号干电池的体积大，但电动势相同 C．电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同 D．电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源把其他形式的能转化为电能本领越大，电动势就越大 ‎【答案】BD ‎3．电源电动势的大小反映的是 A．电源把电能转化为其他形式的能的本领大小 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 ‎【答案】B ‎【解析】电动势在数值上等于非静电力将‎1 C的正电荷在电源的内部从负极移到正极所做的功，做了多少功，就有多少其他形式的能转变为电能，所以电动势的大小反映电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小；单位时间内流过的电荷量表示电流；做功的快慢表示功率，所以ACD错误，B正确。‎ ‎4．（2020·江苏扬州中学高二期末考试）关于电源电动势，下列说法正确的有 A．电源电动势是反映电源将其他形式的能转化成电能本领大小的物理量 B．闭合回路中，电源在单位时间内提供的电能越多，电动势就越大 C．电源电动势在数值上等于电源未接入电路时电源两端的电压 D．闭合回路中，电源电动势的大小等于电路内外电压之和 ‎【答案】ACD ‎【名师点睛】本题考查电动势的概念，要明确电动势与电势差的区别，知道电动势是描述电源将其他形式的能转化为电能的本领大小。‎ ‎5．（2020·安徽省滁州市高二期末考试）下列说法错误的是 A．电源外部电路存在着由正极指向负极的电场，电源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负极流向正极 C．在电源的内部负电荷靠非静电力由电源的负极流向正极 D．干电池工作时是把化学能转化为电势能 ‎【答案】AC ‎【解析】电源的外电路中存在着由正极指向负极的电场，电子在电场力的作用下由电源负极流向正极，在电源内部存在着非静电力使电子由正极流向负极或正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极，并不是内部存在由负极指向正极的电场，故AC错误，B正确。干电池是提供电能的装置，是化学能转化为电势能，故D正确。‎ ‎6．关于对电流和电动势概念的理解下列说法正确的是 A．电动势就是电源两极的电压 B．电压U=W/q和电动势E=W/q中的W不一样的，U=W/q中的W是静电力所做的功 C．在电源内部正电荷、负电荷都由负极流向正极 D．一段金属导体中单位体积内的自由电子数目越多，则形成的电流越大 ‎【答案】B ‎【解析】电动势的大小是电源的开路电压，A错误；电压和电动势中的W不一样的，中的W是静电力所做的功，B正确；在电源内部，电流由负极流向正极，故正电荷由正极流向负极，负电荷由负极流向正极，C错误；由知，电流与n、q、v、S有关，D错误。‎ ‎【名师点睛】电动势 ‎（1）电源：电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化成电势能的装置。‎ ‎（2）电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，，单位：V。‎ ‎（3）电动势的物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化成电势能本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。‎ ‎7．（2020·北京市西城区第二学期期末）铅蓄电池的电动势为2 V，它表示的物理意义是 A．电路中每通过‎1 C的电荷，电源把2 J的化学能转化为电能 B．铅蓄电池接入电路后两极间的电压为2 V C．铅蓄电池在1 s内将2 J的化学能转化成电能 D．铅蓄电池将化学能转化为电能的本领比一节（1.5 V）干电池的大 ‎【答案】AD ‎8．（2020·北京市顺义区高三二模）手机充电器又名电源适配器。手机常用锂离子（li-ion）电池的充电器采用的是恒流限压充电，充电器上所标注的输出参数如图1所示。充电的锂离子电池标识如图2所示。对于电源适配器与锂电池，下列说法正确的是 图1 图2‎ A．手机电池标识的mAh是电功的单位 B．电源适配器输出的是6 V交流电 C．如果工作电流是200 mA，手机电池最多能连续工作约8个小时 D．手机充电时会微微发热，所以手机充电器主要是把电能转化成热能的装置 ‎【答案】C ‎【解析】根据q=It，手机电池标识的mAh是电量的单位，故A错误；电源适配器输出的是6V直流电，DC表示直流，AC表示交流，故B错误；如果工作电流是200‎ ‎ mA，手机电池最多能连续工作时间，故C正确；手机充电时会微微发热，说明有很小部分电能被手机充电器转化为内能，故D错误。‎ ‎【点睛】本题关键是明确电池的三个参数：电动势、电容量和内阻，注意电容量。‎ ‎9．下列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．电动势公式中的W与电势差公式中的W是一样的，都是静电力做的功 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 ‎【答案】BD ‎10．（2020·浙江省嘉兴市第一中学高一期中考试）如图所示是一款MP4播放器，随着这种产品的出现，人们可以在旅途中观看电影，让原本枯燥的旅途变得充满乐趣。MP4的充电电池多为锂电池，假设锂电池的充电电流为500 mA，则以下说法正确的是：‎ A．1 s内通过电池某一横截面的电荷量为‎500 C B．该电池的电动势为220 V C．充电过程把其他形式的能转化为电能 D．该电池内部也是由导体组成，所以有内阻 ‎【答案】D ‎【解析】根据电流的定义式：，可知1 s通过电池某一横截面的电荷量为：q=It=1×500×10‎-3 C=‎0.5 C，故A错误；该电池的电动势小于220 V，一般为3 V，故B错误；在电池充电过程中，将电能转化为化学能储存起来，故C错误；该电池内部也是由导体组成，所以有内阻，故D正确。‎ ‎11．铅蓄电池的电动势为2 V，这表示 A．电路中每通过‎1 C电荷量，电源把2 J的化学能转变为电能 B．蓄电池两极间的电压为2 V C．蓄电池能在1 s内将2 J的化学能转变成电能 D．蓄电池将化学能转变成电能比一节干电池（电动势为1.5 V）的多 ‎【答案】A ‎【名师点睛】电动势是一个表征电源特征的物理量。定义电源的电动势是电源将其他形式的能转化为电能的本领，在数值上，等于非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功。它是能够克服导体电阻对电流的阻力，使电荷在闭合的导体回路中流动的一种作用。常用符号E（有时也可用ε）表示，单位是伏（V）。‎ ‎12．（2020·山东省济南市长清区高一下学期期末）下列说法正确的是 A．电源的作用就是将其他形式的能转化为电能 B．若某电池中通过‎2 C的电荷，电池提供4 J的电能，该电池的电动势为2 V C．电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大 D．电源向外提供的电能越多，表示电动势越大 ‎【答案】AB ‎【名师点睛】电动势表征电源本身的特性，与外电路无关，当电源的路端电压变化时，其电源电动势不变。‎ ‎13．对于不同型号的干电池，下列说法中正确的是 A．1号干电池的电动势大于5号干电池的电动势 B．1号干电池的容量比5号干电池的容量小 C．1号干电池的内阻比5号干电池的内阻大 D．把1号和5号干电池分别连入电路中，若电流I相同，则它们做功的快慢相同 ‎【答案】D ‎【解析】1号和5号干电池的电动势是相同的，但1号干电池的体积大，故其容量大，内阻小；把1号和5号干电池分别连入电路中电流I相同，两电池的电动势又相同，根据P=EI可知它们做功的快慢相同，选项ABC错误，D正确。‎ ‎14．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 ‎【答案】C ‎【解析】机器人正常工作时的电压为12 V，A正确；机器人正常工作时的电流为，B正确；电池容量是指电池存储电荷量（电流与时间的乘积）多少，单位是“Ah”，不是存储电能的大小，C错误；机器人充满电后一次工作时间为，D正确。‎ ‎15．硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等，高速公路上安装的“电子眼”通常也采用硅光电池供电。硅光电池的原理如图所示，a、b是硅光电池的两个电极，P、N是两块硅半导体，E区是两块半导体自发形成的匀强电场区，P的上表面镀有一层增透膜。光照射到半导体P上，使P内受原子束缚的电子成为自由电子，自由电子经E区电场加速到达半导体N，从而产生电动势，形成电流。以下说法中正确的是 A．E区匀强电场的方向由P指向N B．电源内部的电流方向由P指向N C．a电极为电池的正极 D．硅光电池是一种把化学能转化为电能的装置 ‎【答案】C ‎【名师点睛】考查根据电荷的电场力的方向来确定电场强度的方向，并掌握电流的方向与负电荷的运动方向关系，同时理解电源内部的电流的方向。‎ ‎16．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？‎ ‎【答案】（1）18 J （2）14.4 J （3）3.6 J ‎【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。‎ ‎17．（2020·北京市第十二中高一期末）一根长为‎2 m，横截面积为2.0×10‎-5 m2‎的铜棒，将其两端与电动势4.0×10-2 V，内阻不计的电源连接，铜棒的电阻为2.0×10-3 Ω，铜内自由电子密度为8.0×‎1029 m-3。求：‎ ‎（1）通过铜棒的电流；‎ ‎（2）铜棒内的电场强度；‎ ‎（3）自由电子定向移动的速率 ‎（4）不考虑电源内阻，请你从能量转化与守恒的角度推导：铜棒两端的电压U等于电源的电动势E。‎ ‎【答案】（1）‎20 A （2）2.0×10-2 V/m （3）7.8×10‎-6m/s （4）见解析 ‎【解析】（1）由可得：‎ ‎（2）由可得 ‎（3）设铜导线中自由电子定向移动的速率为v，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t， ‎