《高中物理电动势》课件

高中物理电动势电动势是高中物理的重要概念，用于描述电源将其他形式能量转换为电能的能力电动势是电源做功的本领，单位为伏特，它是电源的电压在电路中，电动势是驱动电流运动的根本原因作者导言本课件将深入探讨电动势的概念、定义、测量和应用我们将了解电动势在物理学和工程学中的重要性什么是电动势能量转换电源的作用电动势代表了非静电力将电荷从电源是提供电动势的装置，它将低电势点移动到高电势点时所做其他形式的能量转换为电能，推的功动电流在电路中流动物理意义电动势反映了电源将其他形式的能量转换为电能的效率，也代表了电源推动电流流动做功的能力电动势的概念和定义非静电力能量转换物理量电动势是电源内部非静电力做功将电荷从电动势表征了电源将其他形式的能量转换电动势的符号通常用希腊字母ε表示，是低电势点移动到高电势点的过程中，每单为电能的能力，是电源特性的重要指标一个标量，其大小等于电源内部非静电力位电荷所获得的能量做的功与电荷量的比值电动势的单位电动势的单位是伏特（V），它是指单位电荷在电源内部从负极移动到正极的过程中，电场力所做的功，也即电源将单位正电荷从负极移动到正极所做的功伏特是国际单位制中的一个基本单位，它也是电势差的单位，在实际应用中，我们经常用伏特来表示电压电池产生电动势的原理化学能转化为电能1电池内部的化学反应将化学能转化为电能电解质溶液2电池内部的电解质溶液中含有带电离子，能够导电化学反应3电池内部的化学反应导致电解质溶液中离子发生移动，形成电流反电动势电动机工作原理电动机通电后，线圈转动切割磁力线，产生感应电动势方向相反反电动势的方向与电源的电动势方向相反，因此称为“反电动势”影响电流反电动势会影响电动机中的电流大小，从而影响电动机的转速电源的内阻

11.阻碍电流

22.电压下降电源内部存在电阻，称为内阻内阻阻碍电流流动，导致电流流过内阻时会产生电压降，导致实际输出电压比电动电源输出电压低于电动势势低，这个电压降被称为内压降

33.影响效率

44.测量方法内阻越大，电压降越大，电源的输出功率越小，效率越低可以使用伏安法测量电源的内阻，即测量电源的开路电压和短路电流，然后根据欧姆定律计算内阻电源的电路符号电源的电路符号通常用一个圆圈表示，圆圈内有一个“+”号和一个“−”号，分别代表电源的正极和负极正极通常用长线表示，负极通常用短线表示电源的电路符号可以帮助我们快速识别电路中的电源电压表测量电池电动势连接电路将电压表与电池正负极相连，使电流通过电压表观察读数电压表指示的数值即为电池电动势，代表电池将化学能转化为电能的能力注意事项确保电压表量程足够大，防止损坏电压表注意电池极性，避免接反造成电路故障电压表测量反电动势连接电路1将电压表与电动机串联连接观察指针2观察电压表的指针所指的数值反电动势3电压表指示的数值即为反电动势测量反电动势时，应注意电压表应与电动机串联连接，而不是与电源串联连接观察电压表的指针所指的数值，即为反电动势的大小反电动势的大小与电动机的转速有关，转速越高，反电动势越大电力机械与电动势电动势与电力机械电力机械类型电动势是电力机械的核心概念发电机是将机械能转化为电能的电力机械电动势驱动电力机械运作，推动电力机械完成各种任务电动机则是将电能转化为机械能的电力机械发电机的工作原理磁场1旋转的线圈切割磁力线2感应电流产生电流输出3提供电能发电机利用电磁感应原理，将机械能转换为电能当导体在磁场中运动，切割磁力线时，就会产生感应电流发电机的电路符号发电机的电路符号通常用一个圆圈表示，圆圈内有一个字母“G”或“M”表示发电机圆圈旁边有两条线，一条表示发电机的正极，另一条表示负极发电机电路符号表示发电机在电路中的位置和连接方式，便于人们理解电路结构和工作原理发电机的电压电流特性-电压电流特性低低发电机处于低负载状态高高发电机处于高负载状态发电机电压-电流特性曲线描述了发电机输出电压与电流之间的关系，反映了发电机性能电动机的工作原理电流产生磁场1电流通过线圈产生磁场，形成电磁铁电磁铁的磁极取决于电流的方向磁场相互作用2电磁铁的磁场与固定磁体的磁场相互作用，产生旋转力矩转轴旋转3旋转力矩驱动转轴转动，带动与转轴连接的机械设备工作电动机的电路符号直流电动机交流电动机直流电动机的符号使用一个圆圈表示电枢，并用一个带箭头的线交流电动机的符号通常用一个圆圈表示定子，并在圆圈内使用字段表示定子磁场方向母“M”表示电动机电动机的电压电流特性-电动机的电压-电流特性是指电动机在不同电压下，其电流大小的变化关系电动机在工作时，其电枢电流的大小会受到负载的影响当负载增加时，电枢电流也会随之增加，反之亦然电动机的电压-电流特性可以用曲线图来表示，该曲线图通常被称为电动机的特性曲线特性曲线可以帮助我们了解电动机的性能，例如电动机在不同负载下的工作电流和功率123电流电压功率负载增加，电流增加电压不变功率增加电池与电源的区别电池电源电池是一种化学能储存装置电电源是一种将其他形式的能量转池通过化学反应产生电流电池换为电能的装置电源可以提供的能量有限，需要定期充电或更持续的电力供应，不需要定期充换电或更换应用场景电池通常用于移动设备，如手机、笔记本电脑和电动汽车电源则广泛应用于家用电器、工业设备和各种电子设备电池的内部电阻定义影响因素电池内部的电阻称为内阻，它阻碍电流电池的内阻受多种因素影响，包括电池在电池内部流动材料、结构、温度和充电状态等内阻的存在会导致电池实际输出电压低电池的内阻会随着电池的老化而增加，于其电动势导致其输出电压下降电池的串并联连接串联连接正极接正极，负极接负极，总电压等于各电池电压之和并联连接正极接正极，负极接负极，总电压等于单个电池电压，总电流等于各电池电流之和应用串联连接可以提高电压，并联连接可以提高电流，满足不同用电设备的需求电池的电量表示电池的电量通常用毫安时mAh表示，表示电池在完全充满电的情况下能够输出的电流大小和持续时间例如，一个1000mAh的电池，能够以1A的电流持续输出1小时，或者以

0.5A的电流持续输出2小时电池的电量大小与其容量有关，容量越大，电量越大电池的选择与使用容量电压容量决定电池储存的电量大小，选择容量合适不同设备对电池电压要求不同，选择合适的电的电池才能满足设备的使用需求压才能保证设备正常工作循环寿命尺寸循环寿命指电池充放电次数，选择循环寿命高选择尺寸合适的电池，确保电池能够安装在设的电池，延长电池使用寿命备内电源的选择与使用

11.功率选择

22.电压匹配电源功率应大于用电设备的功电源电压应与用电设备的额定率，避免过载电压一致，防止损坏设备

33.安全认证

44.正确连接选择具有安全认证的电源，确电源应与设备正确连接，防止保使用安全短路和触电用电产品的能效标准节能等级能效标识用电产品的能效等级分为五个等每个用电产品都有一个能效标识级，等级越高，能效越高，越节，标识上标有能效等级、耗电量能、能效等级等信息标准制定推广应用国家制定了用电产品的能效标准国家积极推广应用节能型用电产，并不断更新和完善标准品，鼓励企业生产节能产品节约能源的措施节约用电节约用水关闭不必要的灯光和电器及时关闭水龙头使用节能灯泡和电器安装节水龙头和马桶尽量避免使用空调使用雨水收集系统电源的安全使用安全使用插座定期检查电源线小心电源开关拔插电源插头选择合适的插座，避免超负荷破损的电源线容易引发火灾不要用湿手触碰电源开关，以用正确的方式拔插电源插头，免触电避免损坏电源线用电安全常识

11.检查电线

22.避免超负荷定期检查电线是否有破损或老化，避免漏电不要在同一个插座上使用过多电器，防止线路过载引发火灾

33.不要湿手触碰电器

44.不要用湿布擦拭电器湿手触碰电器容易导致触电，使用电器前务必将手擦干用湿布擦拭电器容易导致漏电或短路，应使用干布擦拭课后练习本节课学习结束后，请同学们完成以下习题，巩固对电动势的理解

1.请解释电动势的概念，并说明电动势的单位和测量方法

2.请解释电池产生电动势的原理，并说明电池的内部电阻对电动势的影响

3.请解释发电机和电动机的电动势分别是如何产生的，并说明它们的区别

4.请举例说明电动势在日常生活中的应用总结本节课主要学习了电动势的概念和应用重点理解了电动势的定义、单位和测量方法同时，还学习了电源、电池、发电机和电动机的相关知识。