高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第二章 恒定电流2 电动势优秀复习练习题

第2节 电动势

[基础训练]

1．(多选)关于电源，下列说法正确的是(　　)

A．电源可将其他形式的能转化为电能

B．在电源内部其他形式的能转化为电能

C．在电源内部，电源依靠库仑力搬移电荷

D．电源就是产生电荷的装置

AB　解析   电源是将其他形式的能转化为电能的装置，选项A正确；在电源内部依靠非静电力做功将其他形式的能转化为电能，选项B正确，C错误；电源能够不断移动电荷，不能产生电荷，选项D错误．

2．(多选)关于电动势，下列说法正确的是(　　)

A．电源两极间的电势差等于电源的电动势

B．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大

C．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化

D．电源电动势与外电路的组成无关

BD　解析  电源两极间电势差是外电路电压，选项A错误；电动势表示电源将其他形式的能转化为电能的本领，是电源本身属性与外电路无关，选项B、D正确，C错误．

3．电动势的公式为E＝，电压的公式为U＝，关于电压和电动势的异同点，下列说法正确的是(　　)

A．电压就是电动势，因此两物理量的单位都是伏特

B．电动势为电源正、负两极之间的电压

C．两表达式中的W均为电场力做的功

D．电动势公式中的W是非静电力做的功，电压公式中的W是静电力做的功

D　解析  电压和电动势的单位相同，但物理意义不同，电压是表征静电力做功将电势能转化为其他形式的能的本领大小的物理量，电动势是表征非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，故选项A、B、C错误，D正确．

4．(多选)某电池的标识标有“3 V　16 A·h”的字样，则下列叙述正确的是(　　)

A．该电池接入电路时，电路中的电流一定为16 A

B．该电池接入电路时，若电路中的电流为16 A，则该电池能工作1 h

C．如果该电池长时间工作，电动势会小于3 V

D．如果该电池接入电路时以1 A的电流工作1 s，则非静电力做功为3 J

BD　解析  该电池接入电路时，电路中的电流与接入电路的电阻有关，选项A错误；该电池接入电路时，若电路中的电流为16 A，由16 A·h＝16 A×1 h，可知该电池能工作1 h，选项B正确；电池长时间的工作，电池的电动势不变，但是内阻变得很大，选项C错误；由q＝It＝1×1 C＝1 C，W＝Eq＝3×1 J＝3 J，选项D正确．

5．(多选)已知干电池的电动势为1.5 V，下列说法正确的是(　　)

A．用电压表直接连接干电池的两极，测量得到的电压近似等于该电池的电动势

B．当外电路闭合时，每当1 C的电荷量通过，该干电池就能把1.5  J的化学能转化为电能

C．当外电路闭合时，在1  s内有1.5 C的电荷量通过该电池

D．当外电路闭合时，在1 s内该电池能提供1.5 J的电能

AB　解析  用电压表直接连接干电池的两极，测量得到的电压近似与该电池的电动势大小相等，故选项A正确；当外电路闭合时，每当1 C的电荷量通过干电池，则该电池就能提供1.5 J的电能，故选项B正确；当外电路闭合时，通过电池的电荷量与电流大小有关，故选项C错误；当外电路闭合时，1 C的电荷量通过该电池时该电池能提供1.5 J的电能，由于电流未知，则所用时间不一定是1 s，故选项D错误．

6．下列说法正确的是(　　)

A．同一型号干电池，旧干电池比新干电池的电动势小，内阻大，容量不变

B．电源电动势E与通过电源的电流I的乘积EI表示电源内静电力的功率

C．1号干电池比5号干电池的电动势小，容量大

D．当通过同样的电荷量时，电动势为2 V的蓄电池比1.5 V的干电池提供的电能多

D　解析  同样型号的旧干电池和新干电池电动势一样大，内阻略大，不同型号的干电池相比较，电动势相同而容量不同，故选项A、C错误；电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，它等于非静电力移送单位正电荷所做的功，电源非静电力的功率的表达式为EI，故选项B错误，D正确．

7．如图所示是某国产品牌手机电池外壳上的文字说明，假设该品牌手机的待机时间为100小时，则可知电池的电动势、待机状态下的平均工作电流分别是(　　)

A．4.35 V　31 mA　　 B．4.35 V　3 100 mA

C．3.8 V　31 mA　　 D．3.8 V　3 100 mA

C　解析  由题图可知该电池的电动势为3.8 V，额定容量为3100 mA·h，该品牌手机的待机时间为100小时，由此可知待机状态下的平均工作电流I＝＝＝31 mA，选项C正确．

8．(多选)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．下列说法正确的是(　　)

A．E区匀强电场的方向由N指向P

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

AC　解析  根据题意，E区电场能使P逸出的自由电子向N加速运动，因负电荷受到的电场力与电场方向相反，所以电场方向由N指向P，由于电流的方向与负电荷的运动方向相反，所以电源内部的电流方向由N指向P，选项A正确，B错误；根据以上对电流方向的分析可知，a为电源正极，该电池是将光能转化为电能的装置，选项C正确，D错误．

[能力提升]

9．“神舟”十号载人飞船上的电子仪器及各种动作的控制都是靠太阳能电池供电的．由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应．“神舟”飞船上的太阳能电池就是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池．在正常照射下，太阳能电池的光电转

换效率可达23%.单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V的电动势，可获得0.1 A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是(　　)

A．0.24 J　　 B．0.25 J　　

C．0.26 J　　 D．0.28 J

C　解析  太阳能电池每秒提供的电能W＝EI·t＝0.6×0.1×1 J＝0.06 J，所以照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量W′＝≈0.26 J，选项C正确．

10．有一个电动势为3 V、内阻不能忽略的电池两端接一电阻R,1 C电荷通过R时，在R上产生的热量(　　)

A．大于3 J　　 B．小于3 J

C．等于3 J　　 D．内阻未知无法确定

B　解析   电池有内阻，电阻R两端电压小于3V，由Q＝W＝Uq可知，R上产生的热量小于3J，选项B正确．

11．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，电源所消耗的化学能分别为多少？哪一个电源把化学能转化为电能的本领更大？

解析   对于铅蓄电池的电路，20 s内通过的电荷量为q1＝I1t＝2 C，对于干电池的电路，20 s内通过的电荷量为q2＝I2t＝4 C．由电动势的定义式得电源消耗的化学能分别为W1＝q1E1＝4 J，W2＝q2E2＝6 J.

电动势越大，电源把其他形式的能转化为电能的本领越大，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　铅蓄电池把化学能转化为电能的本领更大

12．国家大力推广节能环保汽车，电动汽车是许多家庭的首选．已知电动汽车的电源是由30组蓄电池串联组成的，当正常行驶时，电路中的电流为5 A，在10 min内电源做功1.8×105 J，则这组蓄电池的总电动势是多少？每组蓄电池的电动势为多少？

解析  电源移送电荷量为q＝It＝5×600 C＝3 000  C，

这组蓄电池的总电动势为E＝＝V＝60 V，

每组蓄电池的电动势为E1＝＝ V＝2 V.

答案  60 V　2 V