19-1电动势与电流解读
电动势(小结)解读
1· 1 原电池.蓄电池
1· 2 可逆电池和不可逆电池
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2· 1 Nernst 公式
a还原态 RT ln zF a 氧化态 (1)
g h RT G H EE ln b d zF B D (2)
意义：任意电极电势与标
Δ S={S
(Hg)+S
(AgCl)}-{S
(Ag)+
S
(Hg
Cl
)}=32.9J K
Δ G=Δ H-TΔ S=-1857J E=-Δ G/nF=1857/96500=0.0192V ( E/ T) =Δ S/nF=32.9/96500=3.41
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V
K
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3.电池
Pb(Hg)│PbSO (s)│H SO (aq,0.001mol kg ) H (P) Pt
南京大学（第五 版） 高等学校教材
第八章 电动势（小结）
指导老师：宋伟明 制 作 人：刘翔宇 丁少军
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1
小结内容
基本概念
公式及应用
练习题
自测习题
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1· 1 1· 2 1· 3 1· 4 1· 5 1· 6
原电池、蓄电池 可逆电池和不可逆电池 正极与负极，阳极与阴极 标准氢电极 标准电池 电极（半电池）
2018/9/29 9
1· 7 电极电势
电极电势有所谓绝对电势与相对电势之分。电 极中固 - 液两个接触相之间的电势差称为电极的绝 对电势。 由于电极的绝对电势值无法确定，因此人们指 定一个电极的电势值，再用它确定其他电极电势的 相对值。国际上（IUPAC）规定，标准氢电极的电 势值为零，以他为基准进行比较所得的各个电极的 相对电势值称为电极电势，实际操作中，将标准氢 电极与另一给定电极组成电池，测其电动势，由于 氢标准电极电势为零，所以测得的电动势就是该指 定电极的电势（相对值）。
三相异步电动机等效电路及解析
7.2 三相异步电动机的空载运行三相异步电动机的定子与转子之间是通过电磁感应联系的。
定子相当于变压器的一次绕组，转子相当于二次绕组，可仿照分析变压器的方式进行分析。
7.2.1 空载运行的电磁关系当三相异步电动机的定子绕组接到对称三相电源时，定子绕组中就通过对称三相交流电流，三相交流电流将在气隙内形成按正弦规律分布，并以同步转速n 1弦转的磁动势F 1。
由旋转磁动势建立气隙主磁场。
这个旋转磁场切割定、转子绕组，分别在定、转子绕组内感应出对称定子电动势，转子绕组电动势和转子绕组电流。
空载时，轴上没有任何机械负载，异步电动机所产生的电磁转矩仅克服了摩擦、风阻的阻转矩，所以是很小的。
电机所受阻转矩很小，则其转速接近同步转速，n ≈n 1，转子与旋转磁场的相对转速就接近零，即n 1-n ≈0。
在这样的情况下可以认为旋转磁场不切割转子绕组，则E 2s ≈0（“s ”下标表示转子电动势的频率与定子电动势的频率不同），I 2s ≈0。
由此可见，异步电动机空载运行时定子上的合成磁动势F 1即是空载磁动势F 10，则建立气隙磁场B m 的励磁磁动势F m 0就是F 10，即F m 0=F 10，产生的磁通为Φm 0。
励磁磁动势产生的磁通绝大部分同时与定转子绕组交链,这部分称为主磁通，用φm 表示,主磁通参与能量转换，在电动机中产生有用的电磁转矩。
主磁通的磁路由定转子铁心和气隙组成，它受饱和的影响，为非线性磁路。
此外有一小部分磁通仅与定子绕组相交链，称为定子漏磁通φ1σ。
漏磁通不参与能量转换并且主要通过空气闭合，受磁路饱和的影响较小，在一定条件下漏磁通的磁路可以看做是线性磁路。
为了方便分析定子、转子的各个物理量，其下标为“1”者是定子方，“2”者为转子方。
异步电动机在正常工作时的一些电磁关系在转子不转时就存在，利用转子不动时分析有助于理解其电磁过程。
一、转子不转时(转子绕组开路)异步电动机内的电磁过程转子绕组开路时，转子电流为零，定子电势和转子电势的大小、频率1E ∙、2E ∙和1f ；1)转子绕组开路，定子绕组接三相交流电源， 定子绕组中产生三相对称正弦电流（空载电流），形成幅值固定的气隙旋转磁场，旋转速度为1160f n p =； 2)由于转子不动，旋转磁场在定子绕组、转子绕组中感生频率均为1f 的正弦电动势；11111222224.444.44{N N E j f k N E j f k N =-Φ=-Φ (7.2)式中k N1、 N 1 ——定子 每相有效串联匝数。
最新电动势知识点
电动势一、电动势1、定义：非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值。
公式：E=W/q （E为电动势）E=U+Ir=IR+Ir（U为外电路电压，r电源内阻，R为外电路电阻集总参数）方向：电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的正极，即与电源两端电压的方向相反。
是标量2、物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，数值上等于非静电力把1C 的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。
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。
3、单位：伏特V 1V=1J/C4、特点：电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积、形状无关，与是否联入电路及外电路的情况无关。
5、电动势是标量6、内阻：电源内部也是由导体组成的，也有电阻r，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数7、电动势与电压的区别①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。
②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。
电动势是表示非静电力把单位正电荷从负极经电源内部移到正极所做的功与电荷量的比值；电势差是表示静电力把单位正电荷从电场中的某一点移到另一点所做的功与电荷量的比值。
它们是完全不同的两个概念。
电动势表征电源的性质，电势差表征电场的性质。
8、电动势的测量及大小：电源的电动势可以用电压表测量。
测量的时候，电源不要接到电路中去，用电压表测量电源两端的电压，所得的电压值就可以看作等于电源的电动势。
干电池用旧了，用电压表测量电池两端的电压，有时候依然比较高，但是接入电路后却不能使负载（收音机、录音机等）正常工作。
这种情况是因为电池的内电阻变大了，甚至比负载的电阻还大，但是依然比电压表的内电阻小。
电动势-液接电势解读
通过测量和计算液接电势的大小， 可以了解电解液的性质、电极的 组成和反应机理等方面的信息。
在实际应用中，液接电势对电解 池的性能和产物纯度等方面都有 一定的影响，因此需要对其进行
控制和优化。
04 液接电势的应用场景
电化学领域
电池技术
液接电势在电池技术中有着广泛的应用，如锂离子电池、镍氢电池等。它影响着 电池的电压、能量密度和循环寿命等关键性能参数。
实验测量法
计算电路中某点的电位差
在电路中选取参考点，计算电路中某 两点之间的电位差，即为该两点之间 的电动势。
通过测量电源的开路电压，利用闭合 电路欧姆定律计算电动势。
02 液接电势的形成机制
液体接界电位的存在
液体接界电位是指两种不同浓度的电 解质溶液在接触时，由于浓度差而产 生的电位差。
在液体接界处，由于离子的吸附、交 换和重新排列，会导致电荷分布不均 ，形成电位差。
影响电解过程
液接电势的存在会影响电解过程的效率，对电解 反应产生不利影响。
降低电池性能
在电池中，液接电势会导致电池内阻增加，降低 电池的输出性能。
液接电势的调控方法
01
02
03
使用盐桥技术
通过在两溶液间加入高浓 度的盐溶液，形成盐桥， 以减小电极间的电位差。
控制溶液流速
通过控制溶液流速，保持 电极表面附近溶液的离子 浓度梯度稳定，从而减小 液接电势。
计算公式
液接电势（E）的计算公式为
E = E0 - E1，其中E0为标准电极电位，E1为液接电位。
液接电位（E1）的计算公式为
E1 = IC/nF，其中I为电流，C为液接界面积，n为电荷转移数，F为法拉第常数。
液接电势的实例分析
高考物理总复习 第七章 恒定电流 实验八 测量电源电动势和内电阻教案
实验八测量电源电动势和内电阻注意事项1.可选用旧电池：为了使电路的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。
2.电流不要过大，读数要快：干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大。
因此，实验中不要将I调得过大，读数要快，每次读完立即断电。
3.计算法求E、r：要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组、第2和第5为一组、第3和第6为一组，分别解出E、r值，再求平均值。
4.合理选择标度：为使图线分布空间大，如图1所示，纵坐标可以不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，电源的内阻不能用r＝EI短确定，应根据r＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔUΔI确定。
图1误差分析1.用图象法求E和r时作图不准确。
2.由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差。
本实验中测量结果是：E测<E真，r测<r真。
热点一实验原理与实验操作【例1】(2015·江苏单科，10)小明利用如图2所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻。
图2(1)如图2中电流表的示数为________A。
(2)调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：U(V) 1.45 1.36 1.27 1.16 1.06I(A)0.120.200.280.360.44由图线求得：电动势E＝________V；内阻r＝________Ω。
(3)实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合。
其实，从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为___________________________ ____________________________________________________________________。
解析 (1)由实验装置图可知，电流表使用0.6 A 量程，所以读数为0.44 A ；(2)描点画图，如图所示，根据U ＝－Ir ＋E 可得电动势为E ＝1.60 V ；图线的斜率绝对值等于内阻r ＝1.22 Ω；(3)干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大。
实验十 测定电源的电动势和内阻
实验十测定电源的电动势和内阻一、基本原理与操作原理电路图操作要领原理：闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir(1)电路：滑动变阻器采用限流接法(2)连接电路：按实验电路图连接好电路(3)测量与记录：闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，测量出多组I、U值，填入对应的表格中(4)画图象：画U－I图象二、数据处理1.计算方法解方程组⎩⎨⎧E＝U1＋I1rE＝U2＋I2r⇒⎩⎪⎨⎪⎧E＝I1U2－I2U1I1－I2r＝U2－U1I1－I2⇒求平均值2.图象法：画出电源的U－I图象，如图所示，由U＝－rI＋E⇒⎩⎨⎧k＝－rb＝E(1)图线与纵轴交点为E(2)图线斜率的绝对值表示r＝|ΔUΔI|注意事项(1)可选用旧电池：为了使电路的路端电压变化明显。
(2)电流不要过大，读数要快：干电池在大电流放电时，电动势E 会明显下降，内阻r 会明显增大。
(3)合理选择标度：为使图线分布空间大，如图所示，纵坐标可以不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，电源电阻应根据r ＝|ΔUΔI |确定。
误差分析(1)用图象法求E 和r 时作图不准确。
(2)由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差。
(3)本实验中测量结果是：E 测<E 真，r 测<r 真。
教材原型实验命题角度 实验电路与器材的选择【例1】 (2020·太原一模)为测定一节新干电池的电动势和内电阻(已知该干电池的内电阻相当小，额定电流为0.7 A)，可供选择的器材有： 电压表：A.量程3 V ，内阻为10 k Ω B.量程15 V ，内阻为20 kΩ电流表：C.量程0.8 A ，内阻约为0.5 Ω D.量程3 A ，内阻约为0.2 Ω滑动变阻器：E.最大电阻10 Ω，额定电流0.7 A F.最大电阻2 kΩ，额定电流2 A G .定值电阻R 0＝1 Ω H.开关、导线若干(1)要使实验误差较小且操作方便，可选择的器材是________(填字母代号) (2)图中的电路图应选择________。
简述电动势的概念
简述电动势的概念
电动势是电流产生的原因之一，指的是单位正电荷在电路中移动时所受的电场力。
电动势通常用符号"ε"（epsilon）表示，单位是伏特（Volt，缩写为V）。
概括地说，电动势描述的是电能的转换。
当电荷从一个电池或电源的一端移动到另一端时，电场力对电荷做功，这个做功的过程就是电动势产生的原因。
要注意以下几个关键点：
电动势并非实际的力：电动势是单位正电荷所受电场力的虚拟概念，而不是实际存在的力。
它描述了电场力对电荷进行功的能力。
不同于电场强度：电动势与电场强度有区别。
电场强度（电场）描述的是单位正电荷所受的力，而电动势描述的是单位正电荷在电路中移动时所受的电场力所做的功。
电动势的方向：电动势的方向通常是电流的方向。
如果一个正电荷从低电势处（低电压端）移动到高电势处（高电压端），那么电动势的方向就是从低到高。
单位：电动势的单位是伏特（Volt），符号是V。
1伏特等于1焦耳/库仑。
电动势在电路理论和实际电路中有着重要的应用，它是推动电流流动的动力源。
1。
测量电动势的电动势测量实验
测量电动势的电动势测量实验标题：电动势测量实验：从定律到实验准备及过程的详细解读和应用引言：电动势是描述电源在单位正电荷上所做的功，是电流产生的推动力。
准确测量电动势对于电源性能评估和电路设计至关重要。
本文将详细介绍测量电动势的电动势测量实验，包括实验准备、过程及实验结果的应用和其他专业性角度的分析。
一、实验准备：1. 理论依据：电动势的测量基于基尔霍夫定律和欧姆定律。
- 基尔霍夫定律：在由多个分支组成的闭合电路中，电路中各支路中的电流的代数和等于零。
- 欧姆定律：电压等于电流与阻抗（电阻）的乘积。
2. 实验材料和设备：- 电池：提供电源，可选择干电池或蓄电池。
- 电压表（或万用表）：测量电动势的电压。
- 变阻器：用于调节电路中的阻抗，以便测量不同电压下的电动势。
- 连接线：将电池、电压表和变阻器连接为电路。
3. 实验过程：步骤1：准备电路，将电池正极与电压表的正极相连接，电池负极与变阻器相连，最后将变阻器与电压表的负极相接。
步骤2：打开电路开关，调节变阻器，提供不同的电阻值，并记录相应的电压值。
步骤3：根据记录的电压值和相应的电阻值，使用欧姆定律计算电流值。
步骤4：根据基尔霍夫定律，将各个电流值相加，得到电动势的测量结果。
二、实验分析和应用：1. 实验结果的应用：通过电动势测量实验，我们可以：- 评估电池性能：测量电池的电动势可以判断电池的容量、寿命和质量，以及确认电源是否满足设计需求。
- 电路设计与优化：准确测量电动势有助于电路的设计、分析和优化，包括选择合适的电源、阻抗匹配和功耗控制等。
2. 专业性角度分析：- 测量精度与误差：实验中应注意减小误差，例如通过多次测量取平均值，选择高精度的测量仪器，以及避免电路中的漏电和短路等问题。
- 电源内阻考虑：实验中，电源内阻对实际输出电动势产生影响。
应根据电源类型和测量要求，选择适当的内阻调节方式或进行校正。
- 温度效应和其他影响因素：电流和电动势的测量受温度和其他环境因素的影响。
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漂移速度
• 定義：導線的兩端施加一固定的電位差，則導 線內將產生一電場使自由電子加速，但受到原 子阻力作用，使電子呈等速度運動，則自由電 子的平均速率稱為漂移速度。 • 若金屬導線的截面積為A，導線中每單位體積 之電子數目為n，電子所電的電量為e，其漂移 速度為vd，則根據電流的定義可得
Q neAvd t i i neAvd vd t t neA
19-1電動勢與電流
• • • • 電流的形成 電流的定義 有關電流的討論 漂移速度 •電池與電動勢 •伏打電池的討論 •例題19-1 •例題19-2
電流的形成
• 導線的兩端施加一固定的電位差，則導 線內將產生一沿導線方向的電場。在電 場的驅使下，導體的自由電子可逆著電 場方向移動因而形成電流。
電流的定義
電池與電動勢
• 電池 ：一種將化學能轉換 成電位能的裝置，最早由 伏打所提出。 • 電動勢：當電池未接通電 路時，其正極和負極之間 的電位差，簡寫為emf， 以ε表示。 • 電量為ΔQ之正電荷由電池 中的負極移至正極，獲得 的電能為 U Q板大，故易失去電子做氧化反應， 為伏打電池的陽極，又為電池對外提供電子的 電極，因此又稱為負極。反之，銅板為電池的 陰極與正極。 • 若將電池接上燈泡或電阻形成通路，則在外電 路電流由電池的正極流向負極，實際上外電路 導線流動的為自由電子，電子由電池的負極(鋅 板)流向正極(銅板)。 • 在內電路電流由電池的負極流向正極，實際上 內電路中流動的為正、負離子，正離子(H+)流 向正極(銅板)，而負離子(SO42-)流向負極(鋅板)。
• 電流大小的定義：單位時間通過導體某一截面 的電量。
Q i t
• 電荷載子：載流導體中可自由移動的電荷，在 金屬導體中為自由電子，在電解質容液中為正、 負離子。 • 電流的方向：正電荷流動的方向；或負電荷流 動的反方向。 • 電流的單位：安培 A =庫侖 C/秒s。
有關電流的討論
• 1安培的電流大小為每秒有1庫侖(約相當6.25×1018個電子 電量)的電量通過導體的某一截面。 • 導體處於靜電平衡時，其內部的電場為零，若在兩端加 上一電位差，會產生一由高電位指向低電位的電場。 • 正電荷會順著電場移動，即由高電位到低電位；負電荷 會逆著電場移動，即由低電位到高電位。 • 不論是正電荷或負電荷均是由高電位能向低電位能移動。 • 電路上任一截面，流入的電量等於流出的電量，無電荷 累積的現象。