电动势的形成.doc

电动势的形成 在讲解人民教育出版社高中物理选修3-1第二章《恒定电流》时，发现课本中第二节和第七节对电源内部的电场讲解互相矛盾，容易引起对电源的理解混乱，下面说说自己的看法： 一、第二节《电动势》是新教材新增加的一节,教材把电源类比成抽水机;把抽水机在抽水的过程中克服重力做功类比成电源内部“非静电力”克服“静电力”做功;把抽水机抽水所增加的水的重力势能类比成电源内部的“非静电力”做功所增加的电势能。新教材强调了电动势和电压的区别;强调了电动势是反映“非静电力”做功的本领;强调了“非静电力”是在克服“静电力”做功。插图2.2-1很形象的描述了电源内部存在着由正极指向负极的电场,在这个电场中,正电荷所受的静电力阻碍它继续向正极移动。因此,在电源内要使正电荷从负极搬运到正极必须要有“非静电力”。 从能量角度来看，电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能。 而且在平时的练习中有很多关于这方面的题目，例如： 关于电动势，下列说法正确的是： A、 在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加 B、对于给定的电源，移动正电荷，非静电力做功越多，电动势就越大 C、电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正极移送单位电荷量做功越多 D、电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多 二、本章第七节《闭合电路的欧姆定律》是新、老教材都有的内容,但人教版新教材在教材编写上较旧版完全不同:去掉了原来的插图,取代为插图2.7-2。 新教材把闭合电路分成两部分,即外电路和内电路。但在能量转化上却分为三部分:外电路、内电路、BC与DA反应层。新教材从能量角度,推导出了闭合电路的欧姆定律。 课本在讲能量转化时第二点说道“内电路与外电路一样，也存在着恒定电场，正电荷也是在静电力作用下移动的”。这句话让很多学生理解为内电场对电荷做正功。好像与前面第二节所讲互相矛盾，到底应该是怎么回事呢？ 三、通过翻阅赵凯华、陈熙谋编《电磁学》第二版，林海兵《电源论》，结合平时对原电池的使用和理解，我感觉第二节课本的讲解有些太仓促，让学生产生错误的概念模型。为了更好地让学生理解，我觉得应该这样建立模型： 外电路与课本一样电场方向从正极指向负极而且对电荷做正功。内电路中在静电力作用下电势发生两次跃迁，分别在正、负极板附近，在跃迁过程中非静电力做正功转化成电势能。B处跃迁使得在电源内部C处形成由B指向A的电场，并在电场力作用下使得电荷运动，电荷电势能减少，只是该部分电势能减少量转化成内电阻产生的热。A处跃迁使得外电场由正极指向负极，并使得电荷运动中，电势能转化成外电路消耗的能量。 在用原电池进行实验时，电压表的正极接在负极附近也说明在电源内部也就是C中B侧为高电势，进一步证明了C中静电场由负极指向正极，电荷运动时，静电场做正功。 综上所述，以前在做题过程中所讲的在电源内部非静电力做功，使电荷克服电场力运动并转化为电势能的说法值得商榷，那只是一个笼统的说法。在读林海兵《电源论》时，感觉描述较为准确，电源内部由于极化，情况比较复杂。为了让学生更直观轻松的了解电源内部，我觉得上述模型更简洁些。建议课本在修改时可选用更好地模型和解释，使得第二节的说法应该更准确些、详细些！ A C B + - 电源