2021-2022版高中物理-第二章-恒定电流-2-电动势课时作业新人教版选修3-1.doc

2021-2022版高中物理 第二章 恒定电流 2 电动势课时作业新人教版选修3-1

2021-2022版高中物理 第二章 恒定电流 2 电动势课时作业新人教版选修3-1

年级：
姓名：

- 6 -

电动势
　(15分钟·30分)
一、选择题(本题共4小题,每题5分,共20分)
1.电源电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能的能力,因此 (　　)
A.电动势是一种非静电力
B.电动势越大,表明电源储存的电能越多
C.电动势的大小是非静电力做功能力的反映
D.电源向外提供的电能越多,表明电动势越大
【解析】选C。电动势是反映电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电势能本领的物理量,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,故A、B错误,C正确;电源向外提供的电能多,电动势不一定大,D错误。
2.(多选)图甲是手机锂电池,图乙是某型号的超级电容器,两者的内阻均不计。如果将充满电的甲和乙的电量完全放完,甲可以释放电荷量Q1,同时对外做功W1;乙可以释放电荷量Q2,同时对外做功W2。则以下关系正确的是 (　　)

A.Q1>Q2　　　　　　　　 B.Q1<Q2
C.W1>W2　　 D.W1<W2
【解析】选B、D。手机锂电池放电的电荷量Q1=It=2 000 mA·h=7 200 C,电容器放电的电荷量Q2=CU=4 000×2.7 C=10 800 C,比较可得Q1<Q2,故A错误,B正确;锂电池对外做功W1=EQ1=3.7×7 200 J=2.664×104 J,电容器对外做功释放电场能W2=Q2U=10 800×2.7 J=2.916×104 J,比较可得W1<W2,故C错误,D正确。
3.(多选)关于电动势的概念,下列说法中正确的是 (　　)
A.电动势就是路端电压
B.电动势在数值上等于外电路断路时的路端电压
C.电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量
D.电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功
【解析】选B、C、D。电动势在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压,当接入外电路时,路端电压小于电动势,故A项错误,B项正确;电源是把其他形式的能转化为电能的装置,电动势表示电源将其他形式的能转化为电能的本领大小,故C项正确;电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功,故D项正确。
【误区警示】关于电动势的三个注意点
(1)电动势是用比值定义法定义的物理量。在公式E=中,E的大小与W、q无关。
(2)电动势的大小由电源中非静电力的特性(电源本身)决定,跟电源的体积无关,跟是否连入电路及外电路的情况无关。
(3)电动势在数值上等于电源没有接入电路时,电源两极间的电势差。
4.太阳能电池已经越来越多地应用于我们的生活中,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的电动势为0.6 V,这表示 (　　)
A.电路在每1 s时间内,太阳能电池把0.6 J的太阳能转变成电能
B.无论接不接入外电路,太阳能电池两极间的电压都为0.6 V
C.太阳能电池在1 s内将0.6 J的太阳能转变成电能
D.太阳能电池将太阳能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)将化学能转化为电能的本领小
【解析】选D。根据电动势的定义式E=,得:W=qE=1×0.6 J=0.6 J,即非静电力对电荷做功为0.6 J,则电路中每通过1 C电荷量,太阳能电池把0.6 J的太阳能转变为电能,故A错误。不接入外电路时,太阳能电池两极间的电压等于电动势,为0.6 V,接入外电路时,太阳能电池有内电压,则两极间的电压小于电动势,即小于0.6 V,故B错误。由电功公式W=UIt=EIt知,由于电流I未知,不能求出太阳能电池在1 s内将太阳能转化为电能的数量,故C错误。太阳能电池将太阳能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)将化学能转化为电能的本领小,故D正确。
【加固训练】
小王购买一款手机的电池容量标明为2 000 mA·h,他再购买一款移动电源的容量为10 000 mA·h。那么下列说法不正确的是 (　　)

A.理论上手机电池充满电有2 000 C 的电荷量
B.理论上手机电池充满电有7 200 C的电荷量
C.理论上移动电源充满电有36 000 C的电荷量
D.理论上移动电源充满电后可以为没电的手机充电5次
【解析】选A。手机电池充满电理论上的电量q=2 000×10-3 A×3 600 s=
7 200 C,故A项错误,B项正确;理论上移动电源充满电有q′=104×10-3 A×
3 600 s=36 000 C的电量,故C项正确;理论上移动电源充满电后可以为没电的手机充电次数为n==5次,故D项正确。
二、计算题(10分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
5.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?哪一个把化学能转化为电能的本领更大?
【解析】对铅蓄电池电路,20 s内通过的电荷量
q1=I1t=2 C
对干电池电路,20 s内通过的电荷量
q2=I2t=4 C
由电动势定义式E=得,
电源消耗的化学能分别为
W1=q1E1=4 J,W2=q2E2=6 J
因为E1>E2,故铅蓄电池把化学能转化为电能的本领更大。
答案:4 J　6 J　铅蓄电池
　 (10分钟·20分)
6.(6分)(多选)手电筒的两节干电池已经用过较长时间,灯泡只发出很微弱的光。把它们取出来,用电压表测电压,电压表示数接近3 V。再把它们作为一个台式电子钟的电源,电子钟能正常工作,下列说法正确的是 (　　)
A.这两节干电池的电动势减少了很多
B.这两节干电池的内阻增大了很多
C.这台电子钟的额定电压一定比手电筒的小灯泡的额定电压小
D.这台电子钟的正常工作电流一定比小灯泡正常工作电流小
【解析】选B、D。手电筒的灯泡发出很微弱的光,这说明通过小灯泡的电流已经很小。用电压表测两节干电池的电压示数接近3 V,这说明每节干电池的电动势仍约为1.5 V。把它们作为电子钟的电源,电子钟正常工作,说明电子钟的工作电流比较小。由此可知,干电池在用了很长一段时间之后,电动势的大小仍基本没变,手电筒却发出微弱的光,可见,该电池的内阻已经变大了很多,故B、D正确。
7.(14分)一架数码相机中的锂电池的电动势为3.6 V,容量为1 000 mA·h。
(1)若关闭液晶屏时可拍摄照片400张左右,则每拍摄一张照片所消耗的电能约为多少J;
(2)若打开液晶屏时可拍摄照片150张左右,则每拍摄一张照片液晶屏消耗的电能约为多少J。
【解析】已知q=1 000 mA·h=1A·3 600 s=3 600 C,
n=400,n′=150,
则锂电池可以做的电功为:
W=Eq=3.6×3 600 J=12 960 J,
则关闭液晶屏时,每拍一张照片所消耗的电能:
W1== J=32.4 J,
打开液晶屏时,每拍一张照片消耗的电能:
W2= J=86.4 J,
液晶屏消耗的电能:
W3=W2-W1=86.4 J-32.4 J=54.0 J。
答案:(1)32.4 J　(2)54.0 J
【加固训练】
工作出差时移动电源已经是智能手机的最佳搭配,用电动势为5 V的电源给手机充电时,测得电源两极间的电压为4.5 V,已知电源铭牌中标有电源容量为2 A·h,且电源电能全部释放出来,则:
(1)电源放出的总电能是多少焦耳?
(2)手机得到多少电能?
(3)电源给手机充电过程中发出多少热量?
【解析】(1)电源放出的总电能:
Q=EIt=5×2×3 600 J=36 000 J;
(2)手机得到的电能:
Q1=UIt=4.5×2×3 600 J=32 400 J;
(3)电源给手机充电过程中发出的热量:
Q′=Q-Q1=36 000 J-32 400 J=3 600 J。
答案:(1)36 000 J　(2)32 400 J　(3)3 600 J